CN114688676B - 一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法 - Google Patents

一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法，包括基体，设置有上部喷射口和下部喷射口，起到支撑作用；等离子发生部，用于产生等离子，设置在基体内，通过上部喷射口和下部喷射口喷射到基体外部，与控制部连接；扫描装置，用于调节等离子发生部产生的等离子的喷射角度和旋转速度，与控制部连接；控制部，用于控制等离子发生部产生等离子以及根据传感器的检测值设定扫描装置的电压值；本发明通过在纵向空间内提高等离子覆盖范围，通过扫描装置进行水平横向来回的周期性扫描，在空间的适当位置设置监测杀毒效果的传感器，为控制部实现实时的最佳控制提供反馈信息，以确保设备具有最佳杀毒效果的同时保障现场人员的人体安全。

Description

一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法
技术领域
本发明涉及空气净化设备技术领域，尤其涉及一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法。
背景技术
等离子消毒采用了双极等离子体静电场，可以对带负电细菌分解与击破，将尘埃极化并吸附，然后再组合药物浸渍型活性炭、静电网、光触媒催化装置等组件进行二次杀菌过滤，经过处理的洁净空气大量快速循环流动，可以使受控环境保持在无菌无尘室标准。
等离子空气消毒机一般由壳体、前端滤网(防尘初滤网、海绵活性炭过滤网、光催化复合网、紫外灯杀菌光)、等离子消毒模块以及后端滤网(蜂窝活性炭过滤网、HEPA高效过滤网)组成。
现有的柜式等离子消毒机大部分采用一个喷射口进行等离子喷射，实现空气消毒，由于等离子被喷射出来后，由于空气的阻力会逐渐减低速度，直到为0，因此，单一的喷射口对于等离子的覆盖范围有限，无法实现空间覆盖，导致空气消毒不彻底，使得细菌无法被有效清除，直接影响空气质量，现有的消毒机难以真正起到空气杀菌消毒的效果。
例如，中国专利CN202022758244.X公开了一种柜式等离子体空气消毒净化机。设置初级滤网、等离子体发生器和臭氧催化模块a，该装置通过等离子体发生器产生等离子，实现灭菌消毒，但是由于只有一个喷射口，覆盖范围有限，无法有效净化空气。
发明内容
本发明主要解决现有的技术中消毒机只有一个喷射口导致消毒范围小的问题；提供一种全空间覆盖等离子杀毒设备及方法，在纵向设置多个喷射口，同时，进行水平旋转扫描，实现全空间等离子覆盖，达到空气消毒的效果。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种全空间覆盖等离子杀毒设备，包括基体，设置有上部喷射口和下部喷射口，起到支撑作用；等离子发生部，用于产生等离子，设置在基体内，通过上部喷射口和下部喷射口喷射到基体外部，与控制部连接；扫描装置，用于调节等离子发生部产生的等离子的喷射角度和旋转速度，与控制部连接；传感器，用于检测等离子覆盖区域内的等离子浓度和等离子能量，与控制部连接；控制部，用于控制等离子发生部产生等离子以及根据传感器的检测值设定扫描装置的电压值。通过设置上部喷射口和下部喷射口，在纵向空间内提高等离子覆盖范围，通过扫描装置进行水平横向来回的周期性扫描，提高等离子在横向空间的覆盖范围，实现全空间的等离子覆盖消毒，起到空气杀菌消毒的效果；同时，在空间覆盖区域内设置多个传感器进行等离子浓度和等离子能量的检测，进行实时反馈调节，达到更好的等离子空间覆盖效果，实现空间区域内每个局部位置的消毒。
作为优选，所述的扫描装置包括第一正极性板、第二正极性板、负极性板和驱动电路，所述第一正极性板和负极性板构成第一电场，所述第二正极性板和负极性板构成第二电场，所述第一正极性板和第二正极性板均与驱动电路连接，所述负极性板接地，所述驱动电路与控制部连接，所述控制部通过驱动电路调节第一正极性板的电压大小进而改变第一电场的电场强度，所述控制部通过驱动电路调节第二正极性板的电压大小进而改变第二电场的电场强度。通过电场大小的变化，改变等离子的的偏移角度，使得等离子束在水平方向进行来回扫描。
作为优选，还包括离子管道和电磁阀，所述等离子发生部与离子管道的一端连接，所述离子管道的另一端与扫描装置连接，所述电磁阀安装在离子管道内，所述电磁阀的控制端与控制部连接。通过电磁阀可以快速改变等离子束的浓度大小，提高消毒能力。
作为优选，所述的上部喷射口和下部喷射口的间隔距离为1.8m。符合人体的高度要求，能更好的实现有效空间区域的消毒。
作为优选，所述的上部喷射口设置15°的喷射仰角。通过设置15°的仰角，防止等离子直接喷射到人眼，保护人体安全。
本发明还提供一种全空间覆盖等离子杀毒方法，包括以下步骤：
控制等离子发生部产生等离子，形成等离子束；
通过电磁阀控制等离子束的大小；
设置等离子束最远喷射距离、水平旋转周期和水平扫描角度；
根据等离子束最远喷射距离和水平旋转周期调节第一电场的电场强度和第二电场的电场强度；
上部喷射口和下部喷射口同时向外喷射等离子束，形成上部和下部同时水平进行周期扫描的等离子束。
作为优选，所述的最远喷射距离为10m。范围广，实现全空间覆盖，达到最大化的空气净化效果。
作为优选，所述的水平扫描角度为120°。水平大角度扫描，实现水平空间各个角度的等离子覆盖。
本发明的有益效果是：通过设置上部喷射口和下部喷射口，在纵向空间内提高等离子覆盖范围，通过扫描装置进行水平横向来回的周期性扫描，提高等离子在横向空间的覆盖范围，实现全空间的等离子覆盖消毒，起到空气杀菌消毒的效果；在空间的适当位置设置监测杀毒效果的传感器，为控制部实现实时的最佳控制提供反馈信息，以确保设备具有最佳杀毒效果的同时保障现场人员的人体安全。
附图说明
图1是本发明实施例的扫描装置的结构示意图。
图2是本发明实施例的杀毒方法的流程图。
图3是本发明实施例的杀毒设备喷射等离子的示意图。
图中100、控制部，101、驱动电路，102、第一正极性板，103、第二正极性板，104、负极性板，105、离子管道，106、等离子发生部。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
实施例1：
一种全空间覆盖等离子杀毒设备，如图1所示，包括基体，基体的底部设置有移动轮，方便基体的移动，基体上设置有上部喷射口和下部喷射口，上部喷射口和下部喷射口的间隔距离为1.8m，符合人体的高度要求，能更好的实现有效空间区域的消毒，上部喷射口设置15°的喷射仰角，防止等离子直接喷射到人眼，保护人体安全，等离子通过上部喷射口和下部喷射口喷射出去，基体主要起到保护和支撑作用，基体内部设置有空腔，用于布置等离子发生部106和控制部100，其中，等离子发生部在控制部的控制下产生等离子，扫描装置，用于调节等离子发生部产生的等离子的喷射角度和旋转速度，与控制部连接，控制部用于控制等离子发生部产生等离子以及设定扫描装置的电压值。
本发明的等离子发生部以及基体的其他结构与现有的等离子空气消毒机一致，本发明的控制部为能运行程序代码的任意型号的MCU，同时，连接有输入设备，用于设置参数，以及显示设备，用于显示参数设置结果。
本发明在基体的外部，位于等离子的覆盖区域内设置有四个传感器，每个传感器均能同时检测等离子浓度和等离子能量，四个传感器以一定间隔和角度分布设置在等离子覆盖区域，用于控制部进行反馈调节，方便控制部控制电磁阀大小进而调整等离子的浓度大小，使得等离子浓度较低的区域进行等离子的快速填充，同时，方便控制部改变电压输出的大小，使得缺乏等离子的区域能得到有效覆盖，可满足杀毒的等离子能量的要求。
本发明的扫描装置包括第一正极性板102、第二正极性板103、负极性板104和驱动电路101，第一正极性板和负极性板构成第一电场，第二正极性板和负极性板构成第二电场，第一正极性板和第二正极性板均与驱动电路连接，负极性板接地，驱动电路与控制部连接，控制部通过驱动电路调节第一正极性板的电压大小进而改变第一电场的电场强度，控制部通过驱动电路调节第二正极性板的电压大小进而改变第二电场的电场强度，第一正极性板设置在负极性板的左边，第二正极性板设置在负极性板的右边，等离子发生部产生的等离子为负离子，第一正极性板或第二正极性板通电时，受到电场力的作用，朝向第一正极性板或第二正极性板的方向移动，使得负离子产生偏移，偏移角度的大小随着电场力的改变而改变，而电场力的大小由施加在一正极性板或第二正极性板上的电压决定，由此，通过改变电压的大小，就可以控制等离子束的偏移角度，通过赋予周期的PWM波形信号，进行电压值的周期性调控，使得电场力进行周期性变化，继而，使得等离子束在一定角度内进行周期性的旋转扫描，实现水平方向上的空间覆盖。
同时，电场力还能赋予负离子一个横向的加速度，提高负离子在进入空气时的初始速度，能有效保证负离子能覆盖设定范围空间的每个角落。
在扫描装置与等离子发生部之间设置有离子管道105和电磁阀，等离子发生部与离子管道的一端连接，离子管道的另一端与扫描装置连接，电磁阀安装在离子管道内，电磁阀的控制端与控制部连接，通过电磁阀可以快速改变等离子束的浓度大小，提高消毒能力。
由于本发明设置了上部喷射口和下部喷射口同时进行等离子喷射，因此，等离子发生部和扫描装置均配套设置有两个，当其中一套设备出现故障时，不会影响另一个喷射口的正常工作，使得本发明的杀毒设备能更好的应对故障的发生，提高设备的实用性。
本发明还提供一种全空间覆盖等离子杀毒方法，如图2所示，包括以下步骤：控制等离子发生部产生等离子，形成等离子束；通过电磁阀控制等离子束的大小；设置等离子束最远喷射距离、水平旋转周期和水平扫描角度；根据等离子束最远喷射距离和水平旋转周期调节第一电场的电场强度和第二电场的电场强度；上部喷射口和下部喷射口同时向外喷射等离子束，形成上部和下部同时水平进行周期扫描的等离子束。
其中，等离子的喷射角度大小的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
则，极板电压与等离子喷射角度的关系计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，E表示电场强度，m表示等离子质量，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示等离子束的飞行速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示等离子的喷射角度，L表示极板长度，Q表示等离子的总带电量。
其中，最远喷射距离为10m，水平扫描角度为120°，喷射角度与电压的关系如表1所示。
表1 离子喷射角度与电压关系表
Figure DEST_PATH_IMAGE010
如图3所示，本发明的上层离子喷射口距离地面的高度为1.8m，下层离子喷射口的高度有0.5m，且上层离子喷射口具有15°的往上喷射的仰角，正常的人类高度在1m-2m之间，通过本发明的杀毒设备，能实现人类所处空间区域的全部范围的等离子快速覆盖，达到空气消毒杀菌的效果。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的扫描装置包括第一负极性板、第二负极性板、正极性板、第一电子开关、第二电子开关和驱动电路，第一负极性板连接第一电子开关后接地，第二负极性板连接第二电子开关后接地，第一电子开关和第二电子开关的控制端均与控制部连接，正极性板通过驱动电路与控制部连接，第一负极性板和正极性板构成第三电场，第二负极性板和正极性板构成第四电场，等离子发生部产生的等离子为正离子，第一负极性板设置在正极性板的左边，第二负极性板设置在正极性板右边，正极性板通电压，第一电子开关闭合，第二电子开关断开，第三电场工作产生电场力带动正离子向左偏移，随着电压的大小变化产生不同程度的偏移，当第一电子开关断开，第二电子开关闭合，第四电场工作产生电场力带动正离子向右偏移，随着电压的大小变化产生不同程度的偏移，通过赋予周期的PWM波形信号，进行电压值的周期性调控，使得电场力进行周期性变化，继而，使得等离子束在一定角度内进行周期性的旋转扫描，实现水平方向上的空间覆盖。
具体的，本发明的上部喷射口和下部喷射口可以同时喷射负离子，也可以同时喷射正离子，也可以上部喷射口喷射正离子、下部喷射口喷射负离子；上部喷射口喷射负离子，下部喷射口喷射正离子。
为了实现不同喷射口可以进行不同离子的喷射，本发明提供一种离子流分离结构，包括正极隔板，连接有正极端，正极端连接低压直流电源，低压直流电源的电压值范围为大于等于3.6V且小于等于12V；负极隔板，连接有负极端，负极端设有接地线；正极隔板和负极隔板之间设有分隔板；正极隔板的一端和负极隔板的一端具有的斜段共同形成喇叭形入口，斜段的延伸方向与分隔板的延伸方向之间的夹角角度范围为20°-70°；正极隔板和分隔板之间形成正离子通道；负极隔板和分隔板之间形成负离子通道；正离子通道和负离子通道的一端连通至喇叭形入口且另一端分别为正离子出口和负离子出口。
将该离子流分离结构设置在等离子发生部和扫描装置之间，即可实现正离子和负离子的多种选择。
通过本发明的等离子杀毒设备，实现了水平方向和竖直方向的全方位等离子覆盖，使得整个空间范围内均能喷射到等离子，且等离子的喷射距离、喷射角度以及扫描的速度均可以控制，便利性好，能有效进行空气灭菌杀毒，提高空气质量。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种全空间覆盖等离子杀毒设备，其特征在于，包括：
基体，设置有上部喷射口和下部喷射口，起到支撑作用；
等离子发生部，用于产生等离子，设置在基体内，通过上部喷射口和下部喷射口喷射到基体外部，与控制部连接；
扫描装置，用于调节等离子发生部产生的等离子的喷射角度和旋转速度，与控制部连接；
传感器，用于检测等离子覆盖区域内的等离子浓度和等离子能量，与控制部连接；
控制部，用于控制等离子发生部产生等离子以及根据传感器的检测值设定扫描装置的电压值；
所述扫描装置包括第一正极性板、第二正极性板、负极性板和驱动电路，所述第一正极性板和负极性板构成第一电场，所述第二正极性板和负极性板构成第二电场，所述第一正极性板和第二正极性板均与驱动电路连接，所述负极性板接地，所述驱动电路与控制部连接，所述控制部通过驱动电路调节第一正极性板的电压大小进而改变第一电场的电场强度，所述控制部通过驱动电路调节第二正极性板的电压大小进而改变第二电场的电场强度。
2.根据权利要求1所述的一种全空间覆盖等离子杀毒设备，其特征在于，
还包括离子管道和电磁阀，所述等离子发生部与离子管道的一端连接，所述离子管道的另一端与扫描装置连接，所述电磁阀安装在离子管道内，所述电磁阀的控制端与控制部连接。
3.根据权利要求1所述的一种全空间覆盖等离子杀毒设备，其特征在于，
所述上部喷射口和下部喷射口的间隔距离为1.8m。
4.根据权利要求1所述的一种全空间覆盖等离子杀毒设备，其特征在于，
所述上部喷射口设置15°的喷射仰角。
5.一种全空间覆盖等离子杀毒方法，采用如权利要求1至4任一项所述的一种全空间覆盖等离子杀毒设备，其特征在于，包括以下步骤：
控制等离子发生部产生等离子，形成等离子束；
通过电磁阀控制等离子束的大小；
设置等离子束最远喷射距离、水平旋转周期和水平扫描角度；
根据等离子束最远喷射距离和水平旋转周期调节第一电场的电场强度和第二电场的电场强度；
上部喷射口和下部喷射口同时向外喷射等离子束，形成上部和下部同时水平进行周期扫描的等离子束。
6.根据权利要求5所述的一种全空间覆盖等离子杀毒方法，其特征在于，
所述最远喷射距离为10m。
7.根据权利要求5或6所述的一种全空间覆盖等离子杀毒方法，其特征在于，
所述水平扫描角度为120°。
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