CN115844569A - 一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于牙齿美白技术领域，涉及一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法。所述装置包括SPE/空气阴极臭氧发生器、臭氧水储存容器、超声波雾化器、超声波洁牙器，通过SPE/空气阴极臭氧发生器制备高浓度臭氧并进入臭氧水储存容器，在较低温度下，臭氧气液混合泵将水与臭氧气体进行充分混合，提高臭氧水的浓度，并在臭氧吸附片下维持臭氧水浓度，解决了臭氧水无法贮存和转运的问题。通过超声波雾化形成臭氧雾化液并加热至人体适宜温度再输出，通过超声波洁牙器将臭氧雾化液喷入人体口腔，利用臭氧的漂白特性，将牙齿上沉着色素进行分解，达到牙齿美白作用。本发明具有结构加单、操作方便、设计合理、使用安全、价格低廉等优点，具有很好的应用前景。

Description

一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法

技术领域

本发明涉及一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法，属于牙齿美白技术领域。

技术背景

随着人们生活水平的提高与消费的升级，人们对外表更加关注，对“美”的追求也从医美整形上升到了口腔美容，一口美白整洁的牙齿能够让人肆意展现笑容，能够为人际交往带来很大的优势，可惜的是，由于不良卫生习惯、饮食习惯还有吸烟等因素的影响，很多人会存在牙齿色素沉着的情况，大大影响了牙齿的美观。因此，除了正畸和种植牙之外，牙齿美白市场规模也在快速成长，正在步入蓬勃发展期。

当前医疗机构牙齿美白的主要方法有：冷光美白、皓齿美白、陶瓷贴面或树脂贴面等。实际上冷光美白和皓齿美白从根本上都是同样的机理，即基于氧化还原反应：美白剂中的阳离子渗透到牙体内，分解造成牙齿染色的色素分子，达到美白牙齿的作用。牙齿贴面就是将牙齿表面磨掉约1mm，将薄层贴面修复体通过粘接覆盖在牙齿表面，以恢复牙体组织正常形态或改善色泽。但上述技术存在以下缺陷或不足：1、对牙齿都会有一定的损伤和刺激，有的患者还会有牙齿酸痛的症状；2、操作繁琐，对医生的操作技能要求也非常高，不当的操作会造成牙齿软组织损伤，从而引起一系列牙齿疾病；3、收费相对比较昂贵；4、见效慢或效果不好，难以持续。因此随着科学技术的发展，使用臭氧水的牙齿美白方法相较于常规牙齿美白方法的优势日益凸显。臭氧可通过抑菌作用使附着于牙面的菌斑降解，也能将产色素的细菌或色素性沉着物氧化消除，从而达到牙齿美白的作用，并且还有杀菌消炎的效果。

CN 108135681 A公开了一种牙齿清洁装置，臭氧水能够使牙齿消毒并且可以被摄入，而不会对用户造成危险。CN 112690923 A公开了一种使用臭氧水的牙齿清洁装置，解决对臭氧水中混合的杂质进行滤除的问题。CN 108261247 A公开了一种可分别用富氢水和臭氧水清洗牙齿的牙套，克服了现有的牙刷刷牙效果不理想的缺陷。

但目前的臭氧牙齿美白仪器无法储存臭氧或储存量较低，在使用时需要同时制备臭氧或存在臭氧溢出形成臭氧尾气等现象，具有操作繁琐、等待时间长、臭氧利用率低等问题，并且容易造成臭氧浪费等情况，使用多有不便，导致应用场景受到诸多限制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提供一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法。本发明所述牙齿美白装置解决了传统臭氧式冲牙器无法对臭氧水进行储存和转运的问题，使用本发明所述牙齿美白装置及方法能够轻松便捷高效的实现牙齿的美白效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的目的之一是提供一种使用臭氧水的牙齿美白装置，所述装置包括依次通过管道连通的SPE/空气阴极臭氧发生器、臭氧水储存容器、超声波雾化器和超声洁牙器，臭氧水储存容器上还设置有进水口。

通过采用所述技术方案，采用所述SPE/空气阴极臭氧发生器产生臭氧并通过管道输送至臭氧水储存容器内，与通过进水口进入臭氧储存器内的水进行混合后得到气液混合物，臭氧水储存容器的存在能够实现对臭氧的有效储存和利用，减少臭氧的损失，提高臭氧利用率及水中臭氧浓度，并实现臭氧和水的及时高效混合，随后气液混合物通过管道输送至超声波雾化器内进行雾化，并可以进行相应加热升温至人体适宜温度，雾化后的气液混合物通过管道输送至超声洁牙器内并进行输出，用于对患者牙齿进行处理，使其实现杀菌消炎等治疗效果及美白效果。

较目前的美牙洁齿技术，使用臭氧水的牙齿美白装置不仅可以美白牙齿，而且臭氧水可以渗入齿槽深处，与牙齿接触10秒钟即可迅速杀灭细菌，可有效预防各种原因引起的牙周炎、口腔溃疡等炎症，此外本发明所述装置能够增加臭氧在水中的溶解度，解决了臭氧水无法贮存和转运的问题。

作为优选，所述SPE/空气阴极臭氧发生器为电解水产生臭氧的臭氧发生器；更优选所述SPE/空气阴极臭氧发生器包括依次设置的阳极集流器、硼掺杂金刚石阳极、阳离子交换膜、气体扩散电极和阴极集流器，还包括设置于阳极集流器外侧和阴极集流器外侧的气室和设置于气室外侧的钛板；所述阳极集流器外侧是指远离硼掺杂金刚石阳极的一侧，阴极集流器外侧是指远离气体扩散电极的一侧，钛板用于对内侧的气室、阳极集流器、硼掺杂金刚石阳极、阳离子交换膜、气体扩散电极和阴极集流器进行压紧，并通过螺栓结构进行固定。靠近阳极集流器一侧的气室简称为阳极气室，设置有用于水进入气室的进水口和用于使生成的臭氧气体流出的臭氧出气口，臭氧出气口通过管道连通至臭氧水储存容器，靠近阴极集流器一侧的气室简称为阴极气室，设置有用于空气进入的空气进气口，和使得生成的水流出的出水口，更优选的，本发明中用于气、液流通的管路采用硅胶管，并且进水口与出水口的硅胶管均设置为倾斜结构，方便水的流入与流出；

更优选的，所述SPE/空气阴极臭氧发生器还包括若干垫圈，更优选垫圈为绝缘垫圈，用于对各个部件进行固定。更优选的，所述SPE/空气阴极臭氧发生器还设置有内置式气体流量计，更优选与臭氧出气口配合设置，用于测量及显示臭氧的流量。所述的SPE/空气阴极臭氧发生器中，硼掺杂金刚石阳极侧通二次去离子水，气体扩散电极侧通空气。硼掺杂金刚石阳极与直流稳压电源的正极电连接，气体扩散电极与负极电连接，开启电源后，阳极水电解生成臭氧气体，并通过臭氧出气口排出并通过管道输送至臭氧水储存容器，同时生成的H⁺通过阳离子交换膜(SPE)内部传递到气体扩散电极的阴极催化层与阳离子交换膜的界面上，并与空气中的氧气反应生成水，生成的水在重力作用下滴落至电解槽内，并且可沿着倾斜的出水口自动流出，避免了水堆积在界面处，从而提高了阴极反应效率。

作为优选，所述臭氧水储存容器内设置有臭氧吸附片，更优选臭氧吸附片为多孔氧化铈陶瓷片，多孔氧化铈陶瓷片可以吸附臭氧气体，提高臭氧在水中的溶解度。作为优选，水温设定温度为5-15℃，更优选温度为10-15℃，臭氧和水混合时能提高臭氧在水中的溶解度。同时随着时间的变化，臭氧发生分解，导致臭氧水浓度出现衰减，此时臭氧吸附片吸附的臭氧气体能缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定。

作为优选，所述臭氧水储存容器内设置有臭氧气液混合泵，能够使得进入臭氧水储存容器内的水和臭氧气体进行充分混合形成臭氧水，进一步提高臭氧在水中的溶解度，提高臭氧水中的臭氧浓度。

作为优选，所述臭氧水储存容器还设置有进气口和臭氧水出液口，臭氧水储存容器上的进水口用于向臭氧水储存容器内部通入水，进气口用于与管道连接并向臭氧水储存容器内部输送臭氧气体，臭氧水出液口用于与管道连接并连通至超声波雾化器。

更优选的，所述臭氧水储存容器的上端设置进水口，一侧设置进气口，进气口处配合设置有臭氧气液混合泵，远离进气口的一侧设置臭氧水出液口，臭氧水储存容器内的下端设置臭氧吸附片，臭氧水储存容器内部还设置有在线臭氧浓度检测仪和智能水温控制器，用于即时检测臭氧水浓度及控制调节臭氧水的水温。

作为优选，所述超声波雾化器还具有加热功能，即为加热式超声波雾化器，或者通过在超声波雾化器与超声洁牙器之间设置加热装置，用于将输入的臭氧水进行雾化后加热至适宜温度20-36℃再输出，更优选温度为25-32℃，适宜人体使用温度，使得患者感到舒适且不具有刺激性。

作为优选，所述超声洁牙器包括可以用于手持的本体和作用于患者口腔部位的清洁头，所述清洁头上设置有至少一个微孔，用于将雾化后的臭氧水由微孔喷出至人体口腔；更优选的，本体与清洁头之间可拆卸连接，可以对清洁头进行替换；更优选的，清洁头为口腔冲洗头、牙刷冲洗头、牙线冲洗头等常见的清洁头的一种，口腔冲洗头用于对牙齿和口腔部位进行冲洗，臭氧水以雾的形式使得整个口腔处于一定浓度的臭氧中，因此操作时不存在死角，牙刷冲洗头可以同时具有刷毛，对牙齿进行刷洗等操作，牙线冲洗头可以对牙缝等部位进行进一步清洁，可以根据实际情况进行选择和替换。

作为优选，所述超声洁牙器内还设置有超声波模块与微振动模块，超声波与微振动功能以进一步辅助进行口腔的清洁美白工作。

作为优选，所述的管道包括：连通SPE/空气阴极臭氧发生器和臭氧水储存容器的臭氧气体输送管，用于将臭氧发生器中产生的臭氧输送至臭氧水储存容器；和连通臭氧水储存容器和超声波雾化器的臭氧水输送管，用于将臭氧水输送至超声波雾化器；和连通超声波雾化器和超声洁牙器的雾化液输送管，用于将经雾化后的臭氧雾化液输送至超声洁牙器，从而使超声洁牙器进行对牙齿的美白或治疗等工作。

本发明的另一目的是提供一种使用臭氧水的牙齿美白方法，所述方法为使用上述牙齿美白装置对口腔进行工作，以对牙齿进行美白清洁等。

作为优选，所述方法包括以下步骤：

(1)开启SPE/空气阴极臭氧发生器产生高浓度臭氧气体，通过管道输送至臭氧水储存容器；

(2)水通过进水口进入臭氧水储存容器，于较低水温下与臭氧气体进行混合得到臭氧水；更优选通过智能水温控制器设置较低的水温，更优选在臭氧气液混合泵以及多孔氧化铈陶瓷片吸附的共同作用之下水和臭氧混合得到臭氧水；

(3)臭氧水通过管道输送至超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，并加热至适宜温度；

(4)适宜温度的臭氧水雾化液通过管道输送至超声洁牙器中，在工作部位进行工作。

作为优选，所述步骤(1)中SPE/空气阴极臭氧发生器通过电解原理产生臭氧，直流稳压电源正极接硼掺杂金刚石阳极，负极接气体扩散电极，阳极侧通二次去离子水，阴极侧通空气，开启SPE/空气阴极臭氧发生器后阳极水电解生成臭氧。

作为优选，所述步骤(1)中SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在10-20g/h的范围内；更优选臭氧气体的输送流速控制在3-4L/min范围内。

作为优选，所述步骤(2)中臭氧水储存容器中水的水温为5℃-15℃，更优选为10℃-15℃，可以通过智能水温控制器进行控制。在较低的温度下，能够进一步增大臭氧吸附片对于臭氧的吸附程度和提高臭氧水中臭氧的浓度。

作为优选，所述步骤(2)中可以通过臭氧气液混合泵对臭氧气体和水进行进一步混合，进一步提高臭氧水浓度。

作为优选，所述步骤(2)中臭氧水浓度为20mg/L-40mg/L。同时可以通过设置的多孔氧化铈陶瓷片的臭氧吸附作用进一步维持臭氧水浓度在适宜范围。

作为优选，所述步骤(3)中臭氧水浓度到达40mg/L时，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。以避免臭氧水浓度过高导致对人体产生副作用。

作为优选，所述步骤(3)中适宜温度为人体适宜温度，为20-36℃，更优选为25-32℃，可以通过加热式超声波雾化器进行控制。

作为优选，所述步骤(3)中加热式超声波雾化器可以设置有多个档位，可根据需求选择调节至合适档位，更优选设置为低、中、高三档调节档位。并且连续工作超过3小时应适当停止片刻，避免损坏机器减少使用寿命。更优选超声功率为1.7MHz±0.17MHz。

作为优选，所述步骤(4)中还可以开启设置在超声洁牙器内的超声波模块和微振动模块，以辅助进行超声洁牙器工作，进一步提高工作效果和工作效率，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，达到美白清洁的作用。更优选超声波模块和微振动模块的频率为20KHz。

作为优选，所述步骤(4)中工作时间为10-40min，即可实现理想的美白清洁效果。

本发明与现有技术相比，其有益效果主要体现在：

本发明提供了一种使用臭氧水的牙齿美白装置及方法，利用SPE/空气阴极臭氧发生器制备高浓度臭氧，臭氧水储存容器内可以通过设置智能水温控制器控制温度，使臭氧在较低温度下溶解，并使用臭氧吸附片如多孔氧化铈陶瓷片吸附臭氧，增强臭氧在水中的溶解度，解决了臭氧水无法贮存和转运的问题。臭氧水进一步经超声波能量得到臭氧水的雾化液并加热达到人体适宜温度后对牙齿进行清洁，臭氧水和雾的形式，使整个口腔都处于一定浓度的臭氧中，因此操作时不存在死角。利用臭氧的漂白特性和抑菌作用，使附着于牙面的菌斑降解，将产色素的细菌或色素性沉着物氧化消除，将牙齿上沉着的色素进行分解，达到牙齿美白的作用，并且还有杀菌消炎的效果。本发明所述装置结构简单，操作方便，设计合理，使用安全，价格低廉，所述方法操作简便，高效便捷，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的使用臭氧水的牙齿美白装置的一种结构示意图；

图中，1、SPE/空气阴极臭氧发生器；2、臭氧水储存容器；3、超声波雾化器；4、超声洁牙器；5、操作系统；6、臭氧气体输送管；7、臭氧水输送管；8、雾化液输送管。

图2是本发明的SPE/空气阴极臭氧发生器的一种内部结构示意图；

图中，9、阳离子交换膜；10、气体扩散电极；11、阴极集流器；12、钛板；13、垫圈；14、硼掺杂金刚石阳极；15、阳极集流器；16、阴极气室；17、内置式气体流量计；23、硅胶管；24、阳极气室。

图3是本发明的臭氧水储存容器的一种内部结构示意图；

图中，18、进水口；6、臭氧气体输送管；7、臭氧水输送管；19、臭氧吸附片；20、智能水温控制器；21、在线臭氧浓度检测仪；22、臭氧气液混合泵。

图4是本发明实施例1的牙齿模型染色后照片(左)以及牙齿美白后照片(右)的对比图；

图5是本发明实施例2的牙齿模型染色后照片(左)以及牙齿美白后照片(右)的对比图；

图6是本发明实施例3的牙齿模型染色后照片(左)以及牙齿美白后照片(右)的对比图；

图7是本发明实施例4的牙齿模型染色后照片(左)以及牙齿美白后照片(右)的对比图；

图8是本发明实施例5的牙齿模型染色后照片(左)以及牙齿美白后照片(右)的对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明提供一种使用臭氧水的牙齿美白装置，参照图1，所述装置包括依次通过管道连通的SPE/空气阴极臭氧发生器1、臭氧水储存容器2、超声波雾化器3和超声洁牙器4，臭氧水储存容器2上还设置有进水口18。

其中，所述SPE/空气阴极臭氧发生器1为电解水产生臭氧的臭氧发生器，参照图2，将相应的电极、离子膜、集流器和气室按图中顺序叠放，两边分别用钛板12进行压紧，并通过螺栓结构进行固定；其中，电极包括相应的阴极和阳极，离子膜为阳离子交换膜9，集流器包括相应的阴极集流器11和阳极集流器15；更进一步，气室材料是有机玻璃，阴、阳极集流器15采用的是多孔钛片。靠近阳极集流器15一侧的气室简称为阳极气室24，设置有用于水进入气室的进水口18和用于使生成的臭氧流出的臭氧出气口，臭氧出气口通过管道连通至臭氧水储存容器2，靠近阴极集流器11一侧的气室简称为阴极气室16，设置有用于空气进入的空气进气口，和使得生成的水流出的出水口，更优选的，本发明中用于气液流通的管路采用硅胶管23，并且进水口18与出水口的硅胶管23均设置为倾斜结构，方便水的流入与流出；

所述SPE/空气阴极臭氧发生器1还包括若干绝缘垫圈13，用于对各个部件进行固定。所述SPE/空气阴极臭氧发生器1还设置有内置式气体流量计17，设置于臭氧出气口处，用于测量及显示臭氧的流量。所述的SPE/空气阴极臭氧发生器1中，硼掺杂金刚石阳极14侧通二次去离子水，阴极气体扩散电极10侧通空气。硼掺杂金刚石阳极14与直流稳压电源的正极电连接，气体扩散电极10与负极电连接，开启电源后，阳极水电解生成臭氧，同时生成的H+通过阳离子交换膜9(SPE)内部传递到气体扩散电极10的阴极催化层与阳离子交换膜9的界面上，并与空气中的氧气反应生成水，生成的水在重力作用下滴落至电解槽内，并且可沿着倾斜的出水口自动流出，避免了水堆积在界面处，从而进一步提高了阴极反应效率，生成的水还可以回流至进水口18进行重复利用。其中，气体扩散电极10优选由防水层-支撑网-防水层-催化层经压合再高温处理之后得到，阴极催化层为气体扩散电极10的一部分。更优选的，所述SPE/空气阴极臭氧发生器1可以参考“SPE/空气阴极臭氧发生器1的研究”，马淳安，郑奕，浙江工业大学研究生学位论文，中的SPE/空气阴极臭氧发生器1进行设置。

参照图3，所述臭氧水储存容器2的上端设置进水口18，一侧设置进气口，进气口处配合设置有臭氧气液混合泵22，远离进气口的一侧设置臭氧水出液口，臭氧水储存容器2内的下端设置臭氧吸附片19。

臭氧水储存容器2的进水口18用于与水源连接，向臭氧水储存容器2内通入无菌去离子水；进气口用于向臭氧水储存容器2内输入臭氧气体，并可以吸附于臭氧吸附片19；臭氧气液混合泵22可以促进臭氧气体和无菌去离子水进行进一步混合，提高臭氧在水中的溶解度；臭氧水储存容器2内部还设置有在线臭氧浓度检测仪21和智能水温控制器20，用于即时检测臭氧水浓度及控制调节水温。

臭氧吸附片19为多孔氧化铈陶瓷片，多孔氧化铈陶瓷片可以吸附臭氧气体，提高臭氧在水中的溶解度。当水温设定温度为5-15℃，更优选为10-15℃，臭氧和水混合时能提高臭氧在水中的溶解度，同时随着时间的变化，臭氧发生分解，导致臭氧水浓度出现衰减，此时臭氧吸附片19吸附的臭氧气体能缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定。

所述超声波雾化器3为加热式超声波雾化器3，将臭氧水进行雾化形成雾化液后，并将输出的臭氧雾化液加热至适宜温度20-36℃再输出，更优选温度为25-32℃，适宜人体使用温度，使得患者感到舒适且不具有刺激性。

所述超声洁牙器4包括可拆卸连接的可以用于手持的本体和作用于患者口腔部位的清洁头，所述清洁头上设置有至少一个微孔，用于将雾化后的臭氧水由微孔喷出至人体口腔；可拆卸连接可以对清洁头进行替换；更优选的，清洁头为冲洗头、牙刷冲洗头、牙线冲洗头等常见的清洁头的一种或多功能冲洗头，冲洗头用于对牙齿和口腔部位进行冲洗，臭氧水以雾的形式使得整个口腔处于一定浓度的臭氧中，因此操作时不存在死角，且能够更加全面的对牙齿上沉着的色素进行分解，牙刷冲洗头可以同时具有刷毛，对牙齿进行刷洗等操作，牙线冲洗头可以对牙缝等部位进行进一步清洁，可以根据实际情况进行选择和替换。

所述超声洁牙器4内还设置有超声波模块与微振动模块，超声波与微振动功能可以进一步辅助进行口腔的清洁美白工作。

超声洁牙器4内还可以设置有连接管，用于连通雾化液输送管8和清洁头，以使得臭氧水雾化液输送至清洁头内。

超声洁牙器4还可以包括其他用于使超声洁牙器4工作的部件，包括但不限于开关、电池等部件，开关用于实现超声洁牙器4的开启与关闭，和对于超声波模块、微振动模块的开启、调节与关闭，以及对于臭氧水雾化液的开启、关闭、流量调控等，可以配备相应的流量计等部件；电池可以用于对超声洁牙器4内的相应部件进行供电，可以选用可替换电池或者内置充电电池，或内置无线充电电池等常规可用电池。超声洁牙器4可以通过相应部件的调控，设置相应的多个可调节模式，例如清洁模式、舒缓模式、高频模式等，可根据实际应用进行相应设计。

所述的管道包括：连通SPE/空气阴极臭氧发生器1和臭氧水储存容器2的臭氧气体输送管6，用于将臭氧发生器中产生的臭氧输送至臭氧水储存容器2、和连通臭氧水储存容器2和加热式超声波雾化器3的臭氧水输送管7，用于将臭氧水输送至加热式超声波雾化器3、和连通加热式超声波雾化器3和超声洁牙器4的雾化液输送管8，用于将经雾化后的臭氧雾化液输送至超声洁牙器4，从而使超声洁牙器4进行对牙齿的美白或治疗等工作。以及其他实际情况可能会涉及到的管道。

SPE/空气阴极臭氧发生器1的臭氧出气口通过臭氧气体输送管6连通向臭氧水储存容器2的进气口，臭氧水储存容器2的臭氧水出液口通过臭氧水输送管7连通向加热式超声波雾化器3上的臭氧水进液口，加热式超声波雾化器3上的臭氧雾化液出液口通过雾化液输送管8连通向超声洁牙器4的臭氧雾化液进液口，并进一步连通向超声洁牙器4内的连接管，通过连接管将臭氧雾化液输送至清洁头，从而使超声洁牙器4进行对牙齿的美白或消炎杀菌等工作。

本发明根据实际需要还可以在管道上设置有泵、阀门或流量计等部件，泵如气泵、液泵等，阀门如单向阀、调节阀、电磁阀等；例如臭氧发生器的进水口18与水源连接的管道上可以设置有液泵，用于从水源处抽取水并输送至臭氧发生器，以及臭氧发生器的空气进气口与空气源或氧气源的连接管道上可以设置有气泵用于将空气或氧气输送至臭氧发生器，从而进行电解法生成臭氧；在臭氧发生器和臭氧水储存容器2的连接管道臭氧气体输送管6上还可以设置有气泵，用于将生成的臭氧输送至臭氧水储存容器2内，或通过设置在臭氧水储存容器2内的臭氧气液混合泵22将臭氧传输至臭氧水储存容器2内；在臭氧水储存容器2和加热式超声波雾化器3的连接管道臭氧水输送管7上还可以设置有液泵，用于将臭氧和水混合后的气液混合物臭氧水输送至加热式超声波雾化器3内，进行超声形成雾化液；加热式超声波雾化器3和超声洁牙器4之间的连接管道雾化液输送管8上也可以设置有泵，用于将雾化液输送至超声洁牙器4内。还可以在相应管道上设置有阀门、流量计等，用于实现对管道内输送的物质进行通断、流量调控等。

本发明所述的使用臭氧水的牙齿美白装置还可以包括有操作系统5，本发明所述的SPE/空气阴极臭氧发生器1、臭氧水储存容器2和加热式超声波雾化器3可以分别连接至操作系统5，通过操作系统5对牙齿美白装置及各个结构部件进行操作。操作系统5也可以连接控制超声洁牙器4，通过操作系统5控制超声洁牙器4及其各个部件的开关通断或甚至档位选择等调控功能。以及其他可能涉及到的部件例如臭氧气液混合泵22、或者其他泵、内置式气体流量计17、智能水温控制器20、在线臭氧浓度检测仪21等，以及可能涉及到的阀门、流量计等也分别可以连接至操作系统5，通过操作系统5对牙齿美白装置整体进行操作。所述的操作系统5和各个结构、装置、部件的连接方式及信号接发方式为本领域的常规技术手段。

操作系统5的操作功能主要包括：

操作系统5控制SPE/空气阴极臭氧发生器1的电源通断，以及结合内置式气体流量计17或其他流量计等信号，对臭氧产量、臭氧气体流速等参数进行调控；可以通过控制直流稳压电源输入电流的大小可以控制臭氧气体的产量在10-20g/h的范围内；通过内置式气体流量计17可以在操作系统5上控制从臭氧气体输送管6输出的臭氧的流速在3-4L/min范围内；

操作系统5控制臭氧气体输送管6、臭氧水输送管7、智能水温控制器20、臭氧气液混合泵22以及在线臭氧浓度检测仪21的通断和信号接发，以实现对臭氧水储存容器2中臭氧水的浓度的监测与调控、水温的监测与调控、臭氧气体的传输与中断、和臭氧水的传输与中断等的调控；

操作系统5控制加热式超声波雾化器3的通断、调控和温度设置，以及对加热式超声波雾化器3中档位的调控，优选为低、中、高三档调节档位，根据需求进行自我控制调整；超声波雾化器3连续工作超过3小时应适当停止片刻，以延长机器使用寿命；

操作系统5控制超声洁牙器4的通断，以及模式的选择，和其中的超声波模块与微振动模块的通断和调控；

以及其他实际情况中可能涉及到的需要对装置进行调控的操作。

本发明涉及到的需要与以电力驱动的装置或部件均可以通过常规技术手段与电源进行电连接，电源包括但不限于外接电源、或在装置内部设置的内置电源等。

本发明还提供了一种使用臭氧水的牙齿美白方法，所述方法为使用上述牙齿美白装置对口腔进行工作，以对牙齿进行美白清洁等。

作为优选，所述方法包括以下步骤：

(1)开启SPE/空气阴极臭氧发生器产生高浓度臭氧气体，通过管道输送至臭氧水储存容器；

其中，SPE/空气阴极臭氧发生器通过电解原理产生臭氧，直流稳压电源正极接硼掺杂金刚石阳极，负极接气体扩散电极，阳极侧通二次去离子水，阴极侧通空气，开启SPE/空气阴极臭氧发生器后阳极水电解生成臭氧；

SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量优选在10-20g/h的范围内；臭氧气体的输送流速优选控制在3-4L/min范围内；可以通过操作系统进行控制；臭氧气体浓度优选为10-40mg/L；

(2)水通过进水口进入臭氧水储存容器，在较低水温下与臭氧气体进行混合得到臭氧水；

其中，臭氧水储存容器中水的水温优选为5-15℃，更优选为10-15℃，可以通过智能水温控制器进行控制；

还可以在臭氧气液混合泵以及多孔氧化铈陶瓷片吸附的共同作用下进一步保证臭氧水浓度；随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减，此时臭氧吸附片吸附的臭氧气体能缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定，稳定为20-40mg/L；

臭氧水浓度优选为20-40mg/L时可以进行后续操作使用；

水优选为灭菌去离子水；

(3)使用时臭氧水通过管道输送至超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，并可将臭氧水雾化液加热至适宜温度再输出；

其中，适宜温度为人体适宜温度，优选为20-36℃，更优选温度为25-32℃，可以通过加热式超声波雾化器进行加热升温，或通过在超声波雾化器与超声洁牙器中间设置加热装置进行升温；

加热式超声波雾化器可以调节雾化液的输出温度，并且设置有多个档位，可根据需求选择调节至合适档位，更优选设置为低、中、高三档调节档位；并且连续工作超过3小时应适当停止片刻，避免损坏机器减少使用寿命；

当臭氧水储存容器中臭氧水浓度达到40mg/L时，可以将SPE/空气阴极臭氧发生器关闭，防止臭氧水浓度进一步升高导致对人体造成不良影响；

(4)适宜温度的臭氧水雾化液通过管道输送至超声洁牙器中，并通过微孔进入口腔进行工作；

其中，还可以开启设置在超声洁牙器内的超声波模块和微振动模块，以辅助进行超声洁牙器工作，进一步提高工作效果和工作效率，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，达到美白清洁的作用；

臭氧水雾化液输送量优选为200-350g/min，更优选280g/min；

超声洁牙器工作时间为10-40min，即可实现理想的美白清洁效果。

作为优选，所述方法具体为：开启智能水温控制器控制容器内的水温为5-15℃，SPE/空气阴极臭氧发生器内产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。此时，在较低的温度、臭氧气液混合泵以及多孔氧化铈陶瓷片吸附的共同作用之下，臭氧在水中的溶解度大大提高。同时通过内置的在线臭氧浓度检测仪可以在操作系统上显示臭氧水的实时浓度。使用时臭氧水浓度为20mg/L-40mg/L，超过40mg/L时可以关闭SPE/空气阴极臭氧发生器，避免浓度过高对人体造成刺激性等不良影响，同时，随着时间的变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减，此时多孔氧化铈陶瓷片吸附的臭氧气体能缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定。高浓度的臭氧水进入超声波雾化器进行雾化后形成臭氧水雾化液，臭氧水雾化液加热至适宜温度并输送进入超声洁牙器，同时辅助开启超声波模块和微振动模块，对口腔进行工作，对牙齿沉着的色素进行分解，达到美白清洁的作用。

以下通过具体实施例对本发明的技术内容和效果进行进一步说明，但不对本发明的技术方案构成限制。

实施例1：

一种使用臭氧水的牙齿美白方法，包括以下步骤：

S1：采用如上所述的使用臭氧水的牙齿美白装置；

S2：打开SPE/空气阴极臭氧发生器的电源，阳极水电离开始产生臭氧，随后臭氧气体从臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器，从臭氧气体输送管输出的臭氧的流速控制在3L/min；SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在20g/h；

S3：开启智能水温控制器控制臭氧水储存容器内的水温为15℃，产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。同时通过内置在线臭氧浓度检测仪观察臭氧水的实时浓度。浓度达到40mg/L时进行使用，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减，此时多孔氧化铈陶瓷片吸附的臭氧气体缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定；

S4：臭氧水通过臭氧水输送管进入加热式超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，设置雾化液输出的温度为30℃；

S5：加热后的臭氧水雾化液通过雾化液输送管进入超声洁牙器中，输送量为280g/min，并从超声洁牙器上的多个微孔喷出至患者口腔。启动开关，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，对染色牙齿模型洁齿30min。30min后观察到臭氧水的实际浓度变化为34mg/L，与初始浓度40mg/L相差较小。其中，本发明中染色牙齿模型优选通过下述方法制备：将0.2g祁口红茶溶于10ml去离子水中，煮沸10min，室温冷却，0.22um滤膜过滤，制成红茶溶液备用。将染色牙齿放入红茶溶液中染色3天，取出即得。

附图4为牙齿模型染色后照片(左)以及本实施例美白后照片(右)的对比图，可以看到本发明方法的美白效果十分显著，具有优秀的牙齿美白效果和色素清除效果，且操作方便，用时较短。

实施例2：

一种使用臭氧水的牙齿美白方法，包括以下步骤：

S1：采用如上所述的使用臭氧水的牙齿美白装置；

S2：在操作系统打开SPE/空气阴极臭氧发生器的电源，阳极水电离开始产生臭氧，随后臭氧从臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器，从臭氧气体输送管输出的臭氧的流速控制在3L/min；SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在20g/h；

S3：开启智能水温控制器控制容器内的水温为15℃，产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。同时通过内置在线臭氧浓度检测仪在操作系统上观察臭氧水的实时浓度。浓度达到40mg/L时进行使用，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减，此时多孔氧化铈陶瓷片吸附的臭氧气体缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定；

S4：臭氧水通过臭氧水输送管进入超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，设置雾化液输出的温度为30℃；

S5：加热后的臭氧水雾化液通过雾化液输送管进入超声洁牙器中，并从超声洁牙器上的多个微孔喷出至患者口腔。启动开关，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，对染色牙齿模型洁齿10min。附图5为牙齿模型染色后照片(左)以及本实施例美白后照片(右)的对比图，可以看到有一定的美白效果，并且10min后观察到臭氧水的实际浓度变化为38mg/L，与初始浓度40mg/L相差较小。

实施例3：

一种使用臭氧水的牙齿美白方法，包括以下步骤：

S1：采用如上所述的使用臭氧水的牙齿美白装置；

S2：在操作系统打开SPE/空气阴极臭氧发生器的电源，阳极水电离开始产生臭氧，随后臭氧从臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器，从臭氧气体输送管输出的臭氧的流速控制在3L/min；SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在20g/h；

S3：臭氧水储存容器中不设置多孔氧化铈陶瓷片，开启智能水温控制器控制容器内的水温为15℃，产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。同时通过内置在线臭氧浓度检测仪在操作系统上观察臭氧水的实时浓度。浓度达到40mg/L时进行使用，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现一定衰减；

S4：臭氧水通过臭氧水输送管进入超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，设置雾化液输出的温度为30℃；

S5：加热后的臭氧水雾化液通过雾化液输送管进入超声洁牙器中，并从超声洁牙器上的多个微孔喷出至患者口腔。启动开关，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，对染色牙齿模型洁齿30min，附图6为牙齿模型染色后照片(左)以及本实施例美白后照片(右)的对比图，有一定美白效果，但在相同时间内相较于实施例1的美白效果较弱。并且30min后观察到臭氧水的实际浓度变化为20mg/L，与初始浓度40mg/L相差较大。

实施例4：

一种使用臭氧水的牙齿美白方法，包括以下步骤：

S1：采用如上所述的使用臭氧水的牙齿美白装置；

S2：在操作系统打开SPE/空气阴极臭氧发生器的电源，阳极水电离开始产生臭氧，随后臭氧从臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器，从臭氧气体输送管输出的臭氧的流速控制在3L/min；SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在20g/h；

S3：开启智能水温控制器控制容器内的水温为28℃，产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。同时通过内置在线臭氧浓度检测仪在操作系统上观察臭氧水的实时浓度。浓度达到40mg/L时进行使用，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减，此时多孔氧化铈陶瓷片吸附的臭氧气体缓慢释放，保证臭氧水浓度相对稳定，但整体依然存在一定程度的衰减；

S4：臭氧水通过臭氧水输送管进入超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，设置雾化液输出的温度为30℃；

S5：加热后的臭氧水雾化液通过雾化液输送管进入超声洁牙器中，并从超声洁牙器上的多个微孔喷出至患者口腔。启动开关，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，对染色牙齿模型洁齿30min，附图7为牙齿模型染色后照片(左)以及本实施例美白后照片(右)的对比图，有一定的美白效果。30min后观察到臭氧水的实际浓度变化为25mg/L。

实施例5：

一种使用臭氧水的牙齿美白方法，包括以下步骤：

S1：采用如上所述的使用臭氧水的牙齿美白装置；

S2：在操作系统打开SPE/空气阴极臭氧发生器的电源，阳极水电离开始产生臭氧，随后臭氧从臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器，从臭氧气体输送管输出的臭氧的流速控制在3L/min；SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量在20g/h；

S3：臭氧水储存容器中不设置多孔氧化铈陶瓷片，开启智能水温控制器控制容器内的水温为28℃，产生的臭氧气体通过臭氧气体输送管进入臭氧水储存容器后，再开启臭氧气液混合泵。同时通过内置在线臭氧浓度检测仪在操作系统上观察臭氧水的实时浓度。实时浓度最高只能达到30mg/L，使用时关闭SPE/空气阴极臭氧发生器。随着时间变化，臭氧发生分解，臭氧水浓度出现衰减；

S4：臭氧水通过臭氧水输送管进入超声波雾化器中进行雾化形成臭氧水雾化液，设置雾化液输出的温度为30℃；

S5：加热后的臭氧水雾化液通过雾化液输送管进入超声洁牙器中，并从超声洁牙器上的多个微孔喷出至患者口腔。启动开关，在超声洁牙器的辅助振动下对牙齿沉着的色素进行分解，对染色牙齿模型洁齿30min，附图8为牙齿模型染色后照片(左)以及本实施例美白后照片(右)的对比图，有一定美白效果。30min后观察到臭氧水的实际浓度变化为15mg/L，与初始浓度30mg/L相差较大。

下表为实施例1-5中各项参数的汇总表：

由上述实验及结果可知，实施例1-5均具有美白效果，因此本发明所提供的臭氧水的美白方法具有优秀的且可调节的美白效果。与实施例1相比，实施例3中未加入臭氧吸附片，因此臭氧水浓度衰减明显，浓度变化较大，导致美白效果也不如实施例1。与实施例1相比，实施例4中臭氧水温度高达28℃，但由于加入臭氧吸附片，提高了臭氧的溶解度，因此臭氧水的初始浓度也可以达到40mg/L，但实施例5中未加入臭氧吸附片，导致臭氧水浓度只能达到30mg/L，由此可见臭氧吸附片大大增加了臭氧在水中的溶解度。同时，实施例4在28℃的较高温度下，导致臭氧衰减的速度更快，但由于臭氧吸附片的作用，衰减的速度有所缓解，但整体依然呈现幅度较大的衰减情况。

由此可知，在较低温度下进行水和臭氧的混合，得到的臭氧水能够拥有更高的浓度，同时，在臭氧水储存容器中设置有臭氧吸附片如多孔氧化铈陶瓷片，通过其对臭氧的吸附与释放，在工作时间能够较大程度的保证臭氧水的浓度稳定，有利于后续稳定的工作情况，具有更好的牙齿美白效果，并且减少臭氧的损失，进一步节省能源和工作时间，具有更高的经济效益和实际应用价值。

综上所述，采用本申请所提供的使用臭氧水的牙齿美白装置及方法，能够对牙齿美白产生十分良好的效果，且该方法操作方便、使用安全、简单高效，具有很好的应用前景。

以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，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他的变体及改型。

Claims (10)

1.一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，所述装置包括依次通过管道连通的SPE/空气阴极臭氧发生器、臭氧水储存容器、超声波雾化器和超声洁牙器，臭氧水储存容器上还设置有进水口。

2.根据权利要求1所述一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，所述SPE/空气阴极臭氧发生器为电解水产生臭氧的臭氧发生器。

3.根据权利要求1所述一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，所述臭氧水储存容器内设置有臭氧吸附片，臭氧吸附片为多孔氧化铈陶瓷片。

4.根据权利要求1所述一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，所述臭氧水储存容器内设置有臭氧气液混合泵。

5.根据权利要求1所述一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，臭氧水储存容器内部还设置有在线臭氧浓度检测仪和智能水温控制器。

6.根据权利要求1所述一种使用臭氧水的牙齿美白装置，其特征在于，所述超声波雾化器为加热式超声波雾化器。

7.一种使用臭氧水的牙齿美白方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-6任一项所述牙齿美白装置进行。

8.根据权利要求7所述一种使用臭氧水的牙齿美白方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)开启SPE/空气阴极臭氧发生器产生臭氧气体，进入至臭氧水储存容器；

(2)水通过进水口进入臭氧水储存容器，于较低水温下与臭氧气体进行混合得到臭氧水；

(3)臭氧水进入超声波雾化器中进行雾化得到臭氧水雾化液，并加热至适宜温度；

(4)臭氧水雾化液进入至超声洁牙器中，在工作部位进行工作。

9.根据权利要求7所述一种使用臭氧水的牙齿美白方法，其特征在于，所述步骤(1)中SPE/空气阴极臭氧发生器制备的臭氧气体的产量为10-20g/h，臭氧气体的输送流速为3-4L/min。

10.根据权利要求7所述一种使用臭氧水的牙齿美白方法，其特征在于，所述步骤(2)中水温为5℃-15℃，臭氧水浓度为20mg/L-40mg/L；步骤(3)中适宜温度为20℃-36℃；步骤(4)中工作时间为10-40min。

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