CN113876972A - 深紫外led消杀装置及消杀新冠病毒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深紫外LED消杀装置及消杀新冠病毒的方法，所述装置包括：深紫外LED；传感器，用于检测被消杀目标是否在预设距离内；输入模块，用于输入应用模式选择信号；控制模块，存储有与不同的应用模式对应的照射时间和照射强度，用于根据应用模式选择信号选定对应的照射时间强度，并控制深紫外LED根据选定的照射时间强度进行消杀；距离提示单元，用于根据传感器的检测结果对被消杀目标是否在预设距离内进行提示；时间指示单元，用于根据控制模块选定的照射时间对消杀是否达到照射时间进行指示。本发明根据不同的消灭应用场景存储有不同的深紫外照射时间和强度，从而能够进行精准消毒灭菌。同时提供直观的杀菌消毒效果指示和提高消杀过程的安全性。

Description

深紫外LED消杀装置及消杀新冠病毒的方法
技术领域
本发明涉及消杀病毒细菌的装置，特别是涉及一种深紫外LED消杀装置，还涉及一种消杀新冠病毒的方法。
背景技术
紫外线按照波长可以分为UVA(长波紫外线，波长315-400nm，其中又进一步细分为波长365-400nm的近紫外线NUV)、UVB(中波紫外线，波长280-315nm)、UVC(短波紫外线，波长200-280nm)以及UVV(真空紫外线，波长100-200nm)。其中UVA的穿透能力较强，地面上接受到的紫外线大部分为UVA，少部分为穿透能力较弱的UVB。而阳光中的UVC成分在大气臭氧层中被吸收，无法到达地面，因此习惯上将200～280nm这段太阳光辐射到达不了地球的中紫外光谱区称作深紫外线。
在紫外线杀菌中，真正有杀菌功能的紫外线波段是200－300nm，尤其以265－280nm光线最佳，这个波段紫外线更容易被微生物体的DNA或RNA吸收。当UVC对细菌、病毒等微生物的照射，紫外线通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能，会破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，引起DNA链断裂、核酸和蛋白的交联破裂，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，从而使微生物致死，达到消毒和杀菌的目的。
然而，由于UVC为不可见光，因此UVC的产品消杀效果不直观，导致用户体验不佳。
发明内容
基于此，有必要提供一种深紫外LED消杀装置及消杀新冠病毒的方法。
一种深紫外LED消杀装置，包括：深紫外LED；传感器，用于检测被消杀目标是否在预设距离内；输入模块，用于输入应用模式选择信号；控制模块，与所述输入模块和深紫外LED灯珠电连接，所述控制模块存储有与不同的应用模式对应的照射时间和照射强度，所述控制模块用于根据所述应用模式选择信号选定对应的照射时间和照射强度，并控制所述深紫外LED灯珠根据所述选定的照射时间和照射强度进行消杀；距离提示单元，与传感器电连接，用于根据所述传感器的检测结果对所述被消杀目标是否在预设距离内进行提示；时间指示单元，与所述控制模块电连接，用于根据所述控制模块选定的照射时间对消杀是否达到照射时间进行指示。
在其中一个实施例中，所述传感器是微电机系统接近传感器。
在其中一个实施例中，包括主体部、照射头、以及连接所述主体部和照射头的连接部，所述深紫外LED灯珠和所述传感器设于所述照射头上，所述控制模块设于所述主体部内。
在其中一个实施例中，所述连接部包括柔性部。
在其中一个实施例中，所述深紫外LED的灯珠数量有多个，所述照射头的两个以上外表面设有深紫外LED灯珠，每个所述深紫外LED灯珠均包括一UVC与一UVA芯片。
在其中一个实施例中，所述输入模块包括应用模式选择按钮。
在其中一个实施例中，所述控制模块还存储有与不同的应用模式对应的预设距离，所述控制模块还用于根据所述传感器的传感信号判断所述被消杀目标是否在所述应用模式选择信号对应的预设距离内，并根据判断结果控制所述距离提示单元进行提示。
在其中一个实施例中，所述控制模块包括MCU，所述深紫外LED消杀装置还包括设于所述主体部的电池和充电接口。
在其中一个实施例中，所述距离提示单元包括蜂鸣器，所述时间指示单元包括指示灯，所述距离提示单元和所述时间指示单元设于所述主体部上。
在其中一个实施例中，还包括主体部和设于所述主体部的顶部的LED白光灯珠，所述LED白光灯珠用于照明，所述深紫外LED消杀装置是多功能深紫外LED消杀装置。
一种消杀新冠病毒的方法，使用前述任一实施例所述的深紫外LED消杀装置进行消杀。
上述深紫外LED消杀装置，根据不同的消毒灭菌实际应用场景存储有不同的深紫外照射时间和照射强度，从而能够进行精准消毒灭菌。并且通过设置距离提示单元和时间指示单元，可以对消毒灭菌过程进行直观的指示，不仅提高杀菌效率，节省耗能与提高可靠性，同时也提供直观的杀菌消毒效果指示和提高杀菌消毒过程的安全性。
附图说明
为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
图1是一实施例中深紫外LED消杀装置的结构框图；
图2是几个实施例1的深紫外LED消杀装置结构示意图；
图3是图2所示深紫外LED消杀装置在支承杆弯曲状态下的结构示意图；
图4是实施例2的深紫外LED消杀装置结构示意图；
图5是实施例3的深紫外LED消杀装置结构示意图；
图6a、图6b分别是实施例4的深紫外LED消杀装置结构的主视图和右视图；
图7a、图7b分别是实施例5的深紫外LED消杀装置结构的主视图和后视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。
UVC的灭活效果主要取决于紫外辐射剂量。UVC消杀属于广谱杀菌杀病毒，能杀死一切微生物，包括细菌、结核病、病毒、芽孢和真菌，但不同的消杀对象需要的剂量并不相同。UVC主要应用主要包括水/空气/物体表面的消毒/净化。UVC波段波长短，能量高，短时间内破坏微生物机体(细菌、病毒等病原体)细胞中分子结构，通过破坏微生物的DNA和RNA阻止其繁殖，可以实现高效快速的广谱杀菌效果，从而对水、空气和物体表面进行杀菌消毒，使细胞无法再生，因此广泛应用于如水、空气等的杀菌消毒。
图1是一实施例中深紫外LED消杀装置的结构框图，包括深紫外LED(发光二极管)120、传感器121、输入模块170、控制模块192、距离提示单元180及时间指示单元141。
深紫外LED120可以包括多个深紫外LED灯珠，以获得足够大的照射范围和照射强度。在一个实施例中，每个深紫外LED灯珠均包括一UVC芯片与一UVA芯片。由于UVC芯片工作时光波人眼不可见，而UVA芯片可发光，起到UVC芯片已经进入工作状态的提示作用。
传感器121用于检测被消杀目标是否在预设距离内。在一个实施例中，传感器121可以为接近传感器，例如可以是电容式接近传感器、电感式接近传感器、光电式接近传感器等。接近传感器一般可以用较低的成本和较小的体积实现检测被消杀目标是否在预设距离内的功能。在其他实施例中，传感器121也可以为本领域习知的其他可以实现检测被消杀目标是否在预设距离内的功能的传感器。可以理解的，传感器121应能够反映被消杀目标与深紫外LED灯珠的距离，因此传感器121在一些实施例中可以设置于靠近深紫外LED灯珠的位置。
用户通过输入模块170输入应用模式选择信号。在一个实施例中，输入模块170可以包括多个按键，每个按键被按下时对应选择一个应用模式。
控制模块192与输入模块170和深紫外LED灯珠电连接。控制模块192包括存储器，存储有与不同的应用模式对应的照射时间和照射强度。控制模块192接收输入模块170的应用模式选择信号，并根据应用模式选择信号从存储器中选定与该应用模式对应的照射时间和照射强度，然后控制深紫外LED灯珠根据选定的照射时间和照射强度发出光照，对被消杀目标进行消杀。
距离提示单元180与传感器121电连接，用于根据传感器121的检测结果对被消杀目标是否在预设距离内进行提示。在一个实施例中，距离提示单元180包括蜂鸣器，当被消杀目标在预设距离内时，蜂鸣器会持续发出声音；当被消杀目标不在预设距离内时，蜂鸣器停止发出声音，从而能够提示用户调整深紫外LED120与被消杀目标的距离。
时间指示单元141与控制模块192电连接，用于根据控制模块192选定的照射时间对消杀是否达到照射时间进行指示。在一个实施例中，时间指示单元141包括指示灯。在一个实施例中，深紫外LED消杀装置包括开关，用户按下开关后，控制模块192会根据选定的应用模式控制深紫外LED灯珠发出光照，同时开始计时并控制指示灯亮，提醒用户深紫外LED灯珠消杀装置处于杀菌工作状态，并在计时达到选定的应用模式对应的照射时间后控制指示灯熄灭，以及控制深紫外LED灯珠停止光照。
上述深紫外LED消杀装置，根据不同的消毒灭菌实际应用场景存储有不同的深紫外照射时间和照射强度，从而能够进行精准消毒灭菌。并且通过设置距离提示单元180和时间指示单元141，可以对消毒灭菌过程进行直观的指示，不仅提高杀菌效率，节省耗能与提高可靠性，同时也提供直观的杀菌消毒效果指示和提高杀菌消毒过程的安全性。
上述深紫外LED消杀装置可以单独做成小体积的便携式消杀器，也可以集成于其他消毒产品中，例如便携式多功能杀菌仪，便携式表面杀菌消毒器，便携式水杯碗筷消毒器，电梯扶手杀菌器，便携式杀菌棒、杀菌盒，便携式鞋袜杀菌除臭、婴儿奶瓶消毒等。这些是传统紫外光源很难应用的地方。或者应用于空气杀菌的空调、空气净化器，水杀菌的水箱抑菌、直饮水、加湿器，表面杀菌的智能马桶、牙刷消毒等场景。由于深紫外LED灯珠体积很小，因此在单独做成小体积的便携式消杀器时，可以使深紫外LED消杀装置的整体做得很小，从而方便用户外出携带。深紫外LED灯珠的能耗很低，与汞灯相比节能90％，能够节省电池的消耗，因此可以选用低容量小体积的电池，从而减小装置的体积。重要的是，深紫外LED灯珠在发生破损时不会产生有毒物质，有效的提高了安全性。
在一个实施例中，深紫外LED消杀装置还包括设于主体部的电池和充电接口。在另一个实施例中，深紫外LED消杀装置内部不设置电池，而是直接采用外接市电/电源的方式供电。
在一个实施例中，传感器121与控制模块192电连接，控制模块192还存储有与不同的应用模式对应的预设距离。由于被消杀目标在距离接近传感器的一定范围内，接近传感器的传感信号的大小会随距离而变化，因此控制模块192可以根据传感器121的传感信号得到被消杀目标与传感器间的距离，从而判断被消杀目标是否在应用模式选择信号对应的预设距离内，并根据判断结果控制距离提示单元180进行提示。
在一个实施例中，传感器121是微电机系统(MEMS)接近传感器，例如MEMS电容接近传感器。接近传感器采用MEMS结构可以使得装置的体积进一步缩小。
在一个实施例中，深紫外LED消杀装置包括主体部、照射头、以及连接主体部和照射头的连接部。深紫外LED灯珠和传感器121设于照射头上，控制模块192设于主体部内。连接部的内部可以设置导线等结构，以将深紫外LED灯珠等部件电连接至主体部内的电路结构。在一个实施例中，输入模块170、距离提示单元180及时间指示单元141也可以设置在主体部上，这样可以减小照射头的体积，使得照射头可以伸入狭小的空间内进行消杀。
在一个实施例中，连接部包括柔性部，柔性部可以伸缩和/或弯折，从而便于调节照射头与主体部之间的相对位置关系，以及便于将照射头伸入狭窄且弯曲的空间中进行消杀。在一个实施例中，连接部可以只在中部设置柔性部，以保证产品结构的可靠性。
在一个实施例中，照射头的两个以上外表面安装有深紫外LED灯珠。每个深紫外LED灯珠可以同时包括一对UVC与UVA芯片。例如照射头可以是长方体结构，深紫外LED芯片安装在长方体的四个侧面上或安装在长方体两个相对的侧面上；或者照射头是三棱柱结构，深紫外LED灯珠安装在3个柱面上等。在一个实施例中，照射头设有安装窗口，深紫外LED灯珠是安装在安装窗口中。深紫外LED灯珠可以是双波长，即不仅包含UVC LED芯片，也包含可见光(如蓝光)LED芯片。在一个实施例中，深紫外LED芯片可以采用AlGaN材料为有源区的深紫外LED芯片，其发光波长能够覆盖200-280nm的紫外波段。
图2是实施例1的深紫外LED消杀装置结构示意图，在该实施例中，深紫外LED消杀装置是便携式多面深紫外LED消杀(病)毒(细)菌器。便携式多面深紫外LED消杀毒菌器包括照射头410、支承杆430、手柄450。手柄450是装置的主体部，支承杆430连接照射头410和手柄450。支承杆430中部设有柔性弯曲点431，支承杆430在柔性弯曲点431处可以伸缩和/或弯折。便携式多面深紫外LED消杀毒菌器还包括设于照射头410上的深紫外LED灯珠420、MEMS接近传感器421，以及设于手柄450上的开关按钮440、工作指示灯441、电量显示屏460、蜂鸣器(图2未示)及应用模式选择按键(包括第一应用模式选择按键471、第二应用模式选择按键472、第三应用模式选择按键473、第四应用模式选择按键474)。在图2所示的实施例中，长方体结构的照射头410的四个侧面均设置有深紫外LED灯珠420，照射头410的底面连接支承杆430，顶面设有MEMS接近传感器421。图2还单独示出了手柄450内部的部分结构，即手柄450的外壳内部设有电路板490，以及安装在电路板490上的控制电路492、电池494及充电接口496。在一个实施例中，电池494是锂电池。在一个实施例中，控制电路492包括MCU(微处理器)、电池电源管理电路、LED控制电路。在一个实施例中，LED控制电路还用于控制深紫外LED灯珠420的光输出角度。
在图2所示实施例中，为了更有效地缩小深紫外LED消杀装置的体积，电池494贴设在电路板490上，例如：电池494可以贴在电路板490的表面上。其中，电路板490上还设置有电源开关，电路板490通过电源开关与电池494连接。手柄450的外壳上设置有开关按钮440，用户可以通过开关按钮440控制电源开关。应用模式选择按键#1-#4(即第一应用模式选择按键471、第二应用模式选择按键472、第三应用模式选择按键473、第四应用模式选择按键474)设置在手柄450的外壳上。可以根据不同的杀毒灭菌应用场景与病毒细菌死亡剂量标准，预先计算设置所需的照射强度与照射时间。在将不同的杀毒灭菌应用场景的参数存储于控制电路492的MCU中，然后通过按下不同的应用模式选择按键#1-#4，选择不同的应用模式，以达到精准灭菌杀毒的目的。
图2所示实施例采用有线充电方式，即充电接口496是有线充电接口，例如USB接口。在其他实施例中，对电池494的充电也可以采用无线充电方式，即深紫外LED消杀装置内置无线充电模块，可以以无线充电方式(通过感应线圈)对电池494进行充电。电量显示屏460可以配合电池电源管理电路显示电池494的剩余电量。
在一个实施例中，深紫外LED消杀装置还包括保护套，手柄450插在保护套中。
以下结合图2对实施例1的深紫外LED消杀装置的工作过程进行说明：用户根据不同的杀毒灭菌应用场景，从第一应用模式选择按键471、第二应用模式选择按键472、第三应用模式选择按键473、第四应用模式选择按键474中选择一个按下。控制电路492的MCU中存储有与不同的应用模式对应的照射时间和照射强度，控制电路492接收应用模式选择按键发出的应用模式选择信号，从而选定与被按下的按键对应的照射时间和照射强度。用户再按下开关按钮440，此时控制电路492控制工作指示灯441亮，提醒杀毒灭菌器处于杀菌工作状态，控制电路492控制深紫外LED灯珠420按照被选定的照射时间和照射强度开始工作，进行消杀病毒细菌，并开始计时。在照射时间到后，控制电路492控制深紫外LED灯珠420停止光照，及控制工作指示灯441熄灭，消杀病毒细菌过程结束。深紫外LED灯珠420可以是双波长，即不仅包含UVC LED芯片，也包含可见光(如蓝光)LED芯片。深紫外LED灯珠420可以包括一对UVC与UVA芯片，因为UVC芯片工作时光波人眼不可见，而UVA芯片可发光，起到UVC芯片已经进入工作状态的提示作用。
消杀病毒细菌过程中，MEMS接近传感器421实时监测与被消杀目标之间的距离是否在预设距离内，蜂鸣器将自动发出嘀嘀嘀的声响提醒用户消杀病毒细菌过程正在有效地进行；如果MEMS接近传感器421与被消杀目标之间的距离超出预设距离，蜂鸣器将自动停止发出声音，提醒用户消杀病毒细菌过程没有有效地进行；待用户将被消杀目标与MEMS接近传感器421之间的距离调整至预设距离内之后，蜂鸣器又会开始发出声音。
在另一个实施例中，在照射时间到后，工作指示灯441不熄灭，控制电路492控制蜂鸣器发出声音提示用户消杀结束，该提示音可以与对被消杀目标是否在预设距离内进行提示的提示音不同(例如声音的波长、占空比等不同)。待用户次按下开关按钮440时，控制电路492控制工作指示灯441熄灭，并控制蜂鸣器停止发出声音。
图3是图2所示深紫外LED消杀装置在支承杆430弯曲状态下的结构示意图，可以参照上述对实施例1的介绍对其结构进行理解，此处不再赘述。
图4是实施例2的深紫外UVC LED消杀装置结构示意图。在该实施例中，深紫外LED消杀装置是便携式单面深紫外LED消杀毒菌器。便携式单面深紫外LED消杀毒菌器包括照射头510、支承杆530、手柄550。手柄550是装置的主体部，支承杆530连接照射头510和手柄550。支承杆530中部设有柔性弯曲点531，支承杆530在柔性弯曲点531处可以伸缩和/或弯折。便携式单面深紫外LED消杀毒菌器还包括设于照射头510上的深紫外LED520、接近传感器(图4中未示)，以及设于手柄550上的开关按钮540、工作指示灯541、蜂鸣器(图4中未示)及应用模式选择按键(包括第一应用模式选择按键571、第二应用模式选择按键572、第三应用模式选择按键573、第四应用模式选择按键574)。图4所示实施例与图2所示实施例的主要区别在于，图4所示实施例的照射头510只有一面设置有深紫外LED520，接近传感器可以在照射头510上与深紫外LED520同面设置。图4所示实施例的深紫外LED消杀装置工作过程可以参考实施例1，此处不再赘述。
图5是实施例3的深紫外LED消杀装置结构示意图。在该实施例中，深紫外LED消杀装置是便携式单面深紫外LED消杀毒菌器。便携式单面深紫外LED消杀毒菌器包括照射头610、支承杆630、手柄650。手柄650是装置的主体部，支承杆630连接照射头610和手柄650。支承杆630中部设有柔性弯曲点631，支承杆630在柔性弯曲点631处可以伸缩和/或弯折。便携式单面深紫外LED消杀毒菌器还包括设于照射头510上的深紫外LED620、接近传感器(图5中未示)，以及设于手柄650上的开关按钮(图5中未标示)、工作指示灯641、电量显示屏660、蜂鸣器(图5中未示)及应用模式选择按键670。图5所示实施例的深紫外LED消杀装置工作过程可以参考实施例1，此处不再赘述。
图6a、图6b分别是实施例4的深紫外LED消杀装置结构的主视图和右视图，该实施例中深紫外LED消杀装置结构为筒状结构，包括照射头710和手柄750。手柄750上的工作指示灯741、和应用模式选择按键(包括第一应用模式选择按键761、第二应用模式选择按键762、第三应用模式选择按键763。照射头710的顶面设有MEMS接近传感器721，以及4个环绕MEMS接近传感器721设置的深紫外LED 720。
图7a、图7b分别是实施例5的深紫外LED消杀装置结构的主视图和后视图，该实施例中深紫外LED消杀装置结构为遥控器结构，包括主体部810。主体部810的正面设有4个深紫外LED灯珠820，主体部810的背面设有应用模式选择开关870。应用模式选择开关870设于一滑槽内，应用模式选择开关870可以在滑槽内滑动，通过滑至不同位置选定不同的档位/应用模式。在该实施例中应用模式选择开关870有3个档位。主体部810的顶部还设有顶部灯珠880，可为LED白光灯珠，也可以将LED白光灯珠的开关890设置在主体部810的侧面。
因此实施例5可以是一个多功能深紫外LED消杀装置结构，除了消杀细菌病毒外，它还有照明作用，即通过顶部灯珠880进行照明。
数据显示，仅以30毫瓦特/平方厘米的UVC辐照强度，一秒钟即可对绝大部分细菌实现近乎100％的杀灭，效果非常显著，可广泛应用于医疗卫生领域。在个人健康和家庭卫生领域，紫外光可用于水杯碗筷消毒、空气净化除菌、杀灭瞒虫、鞋袜杀菌除臭、婴儿奶瓶消毒等，用武之地简直不可胜数。根据微生物种类不同，紫外杀菌时间和剂量也各不相同。不同的细菌种类对紫外线的吸收峰值不同。如DNA、大肠杆菌的最大吸收波长均为265nm，而隐孢子菌、噬菌体的最大吸收波长分别为261nm和271nm。因此所需的杀菌时间也有所不同。当深紫外辐射强度(即照射强度)为30毫瓦特/平方厘米时，杀灭病毒及细菌、霉菌孢子、藻类细菌所需时间分别为0.1～1.0s，1.0～8.0s，5.0～40.0s。
这里必须指出：30毫瓦特/平方厘米是比较强的光辐射强度，是高压汞灯能够达到的标准。深紫外LED消杀装置需要通过延长照射时间来实现杀菌的目的。
以下举例说明各应用模式的照射时间和照射强度如何设置。可以根据不同的杀毒灭菌应用场景与病毒细菌死亡剂量标准，预先计算所需的照射强度与照射时间。再将不同的杀毒灭菌应用场景的工作参数(包括照射强度与照射时间)存储于控制模块中。虽然目前紫外线杀灭新冠肺炎病毒(COVID-19)所需的实验条件难以满足，但由于SARS病毒及MERS病毒等都是RNA结构并属于新冠病毒，因此可以通过类比SARS病毒及MERS病毒的热敏感度来推论深紫外线对新冠肺炎病毒杀死的定量有效性。
实验表明：对于特征波长254nm的UVC、在辐射强度4016μW/cm2的深紫外光源照射下，病毒的杀灭率LOG值与剂量(时间)呈线性关系的规律。根据消毒杀菌技术标准，每一种微生物都有其特定的杀灭/死亡剂量标准，其剂量是照射强度与照射时间的乘积：
K(杀菌剂量-微瓦特秒/平方厘米)＝I(照射强度-微瓦特/平方厘米)*t(时间-秒)。
根据文献及实验结果，使用照射强度为90微瓦特/平方厘米的UVC照射30分钟(照射距离为80cm)可灭杀冠状病毒，即
K＝90(微瓦特/平方厘米)*1800(秒)＝162(豪瓦特秒/平方厘米)
其中紫外线照射强度90μW/cm2是在其照射距离(80cm)一半或中间距离(40cm)测量的紫外线辐射强度。我们假定紫外线照射强度按nμW/cm衰减，取n＝2.15。
同样根据文献及实验结果，在UVC照射距离为1cm的情况下，中间处(0.5cm)的紫外线照射强度为5.075μW/cm2，照射30分钟的杀菌剂量为9.135豪瓦特秒/平方厘米。那么对于同样的照射距离，将紫外线照射强度从5.075μW/cm2增加到300μW/cm2，则等效杀菌时间为30.45秒，即30秒左右。作为参考的，在中间处为0.25cm的UVC照射强度为4.5375μW/cm2的情况下，照射30分钟的杀菌剂量为8.1675豪瓦特秒/平方厘米；在中间处为0cm的UVC照射强度为4μW/cm2的情况下，照射30分钟的杀菌剂量为7.2豪瓦特秒/平方厘米。
据此，深紫外LED消杀装置提供的应用模式1为非活体表面新冠病毒消杀模式，其照射时间为30秒，预设距离为1cm，照射强度为300μW/cm2(0.5cm处的期望照射强度)。应用模式1的UVC照射强度较大，应用于非活体表面的新冠病毒消杀，避免对生物体造成伤害。便携式深紫外LED消杀毒菌器采用应用模式1在0.5分钟内即可达到99.9％的灭新冠病毒率，而汞灯需要30分钟，有效的提高了杀菌效率，并且，深紫外LED的能耗很低，节省电池的消耗，与汞灯相比节能90％，重要的是，深紫外LED在发生破损时不会产生有毒物质，有效的提高了安全性。另外，由于深紫外LED的体积较小，可以有效的缩小便携式深紫外LED消杀毒菌器的整体体积，更方便用户外出携带使用。
查阅资料可知常见细菌病毒的平均表面杀菌照射剂量为：10000微瓦特秒/平方厘米左右。如果设置贴近情况下(1cm)的照射强度是1000μW/cm2，那最短照射时间10秒就可以将大多数细菌病毒杀灭。
据此设定深紫外LED消杀装置提供的应用模式2为非活体表面广谱消杀病毒细菌模式，其预设距离为1cm，照射强度为1000μW/cm2(0.5cm处的期望照射强度)，照射时间可以设置为5-25秒左右。深紫外LED消杀装置的应用模式2可以应用于便携式的电子消毒产品、如便携式多功能杀菌仪，便携式表面杀菌消毒器，便携式水杯碗筷消毒器，电梯扶手杀菌器，便携式杀菌棒、杀菌盒，便携式鞋袜杀菌除臭、婴儿奶瓶消毒等。这是传统紫外光源很难应用的地方。
新冠肺炎患者在发病早期其上呼吸道的病毒载量最高，而且喉咙与鼻子中的病毒载量高。
根据IEC62471标准，UVC辐射强度在不超过2.0μW/cm2，短期接触可以保证曝辐安全。在这个标准范围内，深紫外LED无毒、无残留、无异味，不会对健康造成损害。根据估算，实际新冠肺炎病毒致死照射剂量7.2-9.1(豪瓦特秒/平方厘米)左右。为满足UVC辐射强度不超过2.0μW/cm2的标准：
照射时间(分钟)＝(7200mWs/cm2)/2.0μW/cm2/60＝60分钟
据此，深紫外LED消杀装置提供的应用模式3为人体新冠病毒消杀模式，考虑人体安全和舒适度，其照射时间为60分钟，预设距离为1cm，照射强度为2μW/cm2(0.5cm处的期望照射强度)。应用模式3可以用于人体体表的新冠病毒消杀，例如对用户的手掌、手臂等位置进行消杀，对上呼吸道，鼻腔与喉腔进行照射杀菌等。能简单地杀灭上呼吸道表面的新冠病毒，不仅减少新冠病毒对感染患者的毒性，也减少新冠病毒感染患者对外传播病毒，大大减小无症状感染者传播力。可将便携式深紫外LED消杀毒菌器设计成体积小，重量轻，可柔软弯曲的装置，照射头可以设计为单面头、三面头和全曲面头等形式满足不同需要，使用灵活方便。应用模式3还可以用于控制新冠肺炎病毒无症状感染者传播病毒。无症状感染者指无相关临床症状，如发热、咳嗽、咽痛等可自我感知或可临床识别的症状与体征，但呼吸道等标本新冠病毒病原学检测阳性者。无症状感染者可分为两种情形：一、感染者核酸检测阳性，经过14天潜伏期的观察，均无任何可自我感知或可临床识别的症状与体征，始终为无症状感染状态；二、感染者核酸检测阳性，采样时无任何可自我感知或可临床识别的症状与体征，但随后出现某种临床表现，即处于潜伏期的“无症状感染”状态。
通过合理设置深紫外LED消杀装置提供的应用模式，深紫外LED可以用最小需求电量杀毒灭菌，使用寿命较长，续航时间长，降低了深紫外LED消杀装置的功耗并延长了深紫外LED消杀装置的使用寿命。
本申请还提供一种使用前述任一实施例所述的深紫外LED消杀装置消杀新冠病毒(COVID-19)的方法。在一个实施例中，可以采用前述任一实施例所述的深紫外LED消杀装置通过应用模式1对非活体表面进行新冠病毒消杀。在一个实施例中，可以采用前述任一实施例所述的深紫外LED消杀装置通过应用模式3对人体进行新冠病毒消杀。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种深紫外LED消杀装置，其特征在于，包括：
深紫外LED；
传感器，用于检测被消杀目标是否在预设距离内；
输入模块，用于输入应用模式选择信号；
控制模块，与所述输入模块和深紫外LED电连接，所述控制模块存储有与不同的应用模式对应的照射时间和照射强度，所述控制模块用于根据所述应用模式选择信号选定对应的照射时间和照射强度，并控制所述深紫外LED根据所述选定的照射时间和照射强度进行消杀；
距离提示单元，与传感器电连接，用于根据所述传感器的检测结果对所述被消杀目标是否在预设距离内进行提示；
时间指示单元，与所述控制模块电连接，用于根据所述控制模块选定的照射时间对消杀是否达到照射时间进行指示。
2.根据权利要求1所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述传感器是微电机系统接近传感器。
3.根据权利要求1所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，包括主体部、照射头、以及连接所述主体部和照射头的连接部，所述深紫外LED和所述传感器设于所述照射头上，所述控制模块设于所述主体部内。
4.根据权利要求3所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述连接部包括柔性部。
5.根据权利要求3所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述深紫外LED的灯珠数量有多个，所述照射头的两个以上外表面设有深紫外LED灯珠，每个所述深紫外LED灯珠均包括一UVC与一UVA芯片。
6.根据权利要求1所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述输入模块包括应用模式选择按钮。
7.根据权利要求1所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述控制模块还存储有与不同的应用模式对应的预设距离，所述控制模块还用于根据所述传感器的传感信号判断所述被消杀目标是否在所述应用模式选择信号对应的预设距离内，并根据判断结果控制所述距离提示单元进行提示。
8.根据权利要求3所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述控制模块包括MCU，所述深紫外LED消杀装置还包括设于所述主体部的电池和充电接口。
9.根据权利要求3所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，所述距离提示单元包括蜂鸣器，所述时间指示单元包括指示灯，所述距离提示单元和所述时间指示单元设于所述主体部上。
10.根据权利要求1所述的深紫外LED消杀装置，其特征在于，还包括主体部和设于所述主体部的顶部的LED白光灯珠，所述LED白光灯珠用于照明，所述深紫外LED消杀装置是多功能深紫外LED消杀装置。
11.一种消杀新冠病毒的方法，其特征在于，使用如权利要求1-10中任一项所述的深紫外LED消杀装置进行消杀。
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