CN117256899A - 一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统 - Google Patents

一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，包括主控制模块与臭氧发生模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制臭氧发生模块的臭氧生成量达到第一预设阈值；扩散装置与主控制模块连接，用于将臭氧发生模块产生的臭氧与水混合均匀；主控制模块与非平衡等离子模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制非平衡等离子模块产生的低温等离子量达到第二预设阈值以清洗清洗物；主控制模块与臭氧浓度检测模块连接，用于当检测到的实时臭氧浓度达到标准消耗阈值时，启动非平衡等离子模块并根据实时臭氧浓度调节输出电压和输出电流，使非平衡等离子模块的功率密度为0.5W/cm3‑2W/cm3。本发明能达到杀菌净化效果，延长食品保鲜期。

Description

一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统
技术领域
本发明涉及杀菌净化设备技术领域，特别是一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统。
背景技术
随着人们生活水平和质量的提高，越来越多人选择购买清洗物清洗机对水果、蔬菜等进行杀菌清洗，一方面降解蔬菜、水果中残留农药等有毒物质，另一方面清洗后的清洗物、肉类等食物可延长保鲜期。现有的清洗物清洗机单一采用紫外杀菌、臭氧杀菌或等离子杀菌等技术，或还加入超声波技术清除表面杂质。
臭氧是一种强氧化剂，溶于水主要用于消毒，浓度过高使水产生较重的消毒味道，对用户的感官体验存在一定影响，等离子相较于臭氧还具有延长保鲜时间的功能，而随着温度升高有利于臭氧的分解，可以通过配合等离子工作温度抑制臭氧，对此，本发明提出一种臭氧和等离子兼备的杀菌控制方法。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，包括臭氧发生模块、非平衡等离子模块、扩散装置、臭氧浓度检测模块和主控制模块；
所述主控制模块与臭氧发生模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述臭氧发生模块的臭氧生成量达到第一预设阈值；
所述扩散装置与主控制模块连接，用于将所述臭氧发生模块产生的臭氧与水混合均匀以清洗清洗物；
所述主控制模块与非平衡等离子模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述非平衡等离子模块产生的低温等离子量达到第二预设阈值，以清洗清洗物；
所述主控制模块与臭氧浓度检测模块连接，用于当检测到的实时臭氧浓度达到标准消耗阈值时，启动所述非平衡等离子模块并根据实时臭氧浓度调节输出电压和输出电流，使非平衡等离子模块的功率密度为0.5W/cm3-2 W/cm3。
作为本发明的进一步改进：所述臭氧发生模块包括气泵、臭氧发生器、风扇和排气管，所述气泵的出气口与所述臭氧发生器连接，用于吸入外界空气压入臭氧发生器中；所述臭氧发生器的出气口与排气管连接，所述风扇用于将产生的臭氧通过排气管释放到扩散装置位置处。
作为本发明的进一步改进：所述扩散装置包括旋转电机和转盘，所述转盘上开设有若干喷口，所述排气管与转盘连接。
作为本发明的进一步改进：所述主控制模块分别与所述气泵和风扇连接，所述主控制模块根据所述臭氧生成量分别调节所述气泵的进气量和所述风扇的转速，其中，所述气泵的进气量或所述风扇的转速与臭氧生成量呈正相关关系。
作为本发明的进一步改进：所述主控制模块，还用于根据所述臭氧生成量和清洗时间调节所述旋转电机的转速和运行时间。
作为本发明的进一步改进：还包括：所述主控制模块还根据所述臭氧浓度检测模块发送的实时臭氧浓度，实时调节所述臭氧发生器的工作电压。
作为本发明的进一步改进：所述非平衡等离子模块包括地电极和驱动电源，所述主控制模块根据所述地电极的暴露面积，计算所述非平衡等离子模块所需的输出功率，进而调节所述非平衡等离子模块的输出电压和输入电流，其中，所述非平衡等离子模块的输出电压与实时臭氧浓度呈正相关关系。
作为本发明的进一步改进：所述清洗物的基本信息包括清洗物的种类和数量，所述主控制模块根据所述清洗物的种类和数量，确定所述臭氧发生器的臭氧生成量对应的第一预设阈值，及确认所述非平衡等离子模块所需产生的低温等离子量对应的第二预设阈值和放电时间。
作为本发明的进一步改进：还包括加热模块，所述臭氧浓度检测模块设有臭氧浓度采样电路，所述主控制模块还用于当臭氧浓度检测模块检测到实时臭氧浓度超过标准浓度预设阈值时，不启动所述非平衡等离子模块，所述主控制模块控制加热模块工作使水温调高和调大旋转电机的转速，直至实时臭氧浓度低于标准浓度预设阈值。
作为本发明的进一步改进：还包括烟雾报警模块，所述烟雾报警模块与主控制模块连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过臭氧发生模块产生臭氧，利用扩散装置将臭氧充分打散与水混合均匀，与清洗物充分接触达到杀菌效果，同时非平衡等离子模块产生低温等离子扩散与水和周围空气充分接触，达到杀菌净化效果。
本发明将臭氧生成量控制在第一预设阈值内，刚好达到杀菌效果即可，避免浓度过高溶于水后产生较重的消毒水味，影响用户的感官体验，另外，利用低温等离子延长清洗物的保鲜时间，根据实时臭氧浓度调节非平衡等离子模块的输出电压，使工作温度调高快速分解剩余臭氧，同时产生的低温等离子进一步杀菌杀毒。
附图说明
图1为本发明一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统的逻辑示意图。
图2为本发明主控制模块的结构示意图。
图3为本发明风扇、臭氧发生器、旋转电机和气泵的控制电气连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的技术问题，现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
如图1-图3所示，本发明公开了一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，包括臭氧发生模块、非平衡等离子模块、扩散装置、臭氧浓度检测模块和主控制模块；
所述主控制模块与臭氧发生模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述臭氧发生模块的臭氧生成量达到第一预设阈值；
所述扩散装置与主控制模块连接，用于将所述臭氧发生模块产生的臭氧与水混合均匀以清洗清洗物；
所述主控制模块与非平衡等离子模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述非平衡等离子模块产生的低温等离子量达到第二预设阈值，以清洗清洗物；
所述主控制模块与臭氧浓度检测模块连接，用于当检测到的实时臭氧浓度达到标准消耗阈值时，启动所述非平衡等离子模块并根据实时臭氧浓度调节输出电压和输出电流，使非平衡等离子模块的功率密度为0.5W/cm3-2 W/cm3。
本发明将臭氧生成量控制在第一预设阈值内，刚好达到杀菌效果即可，避免浓度过高溶于水后产生较重的消毒水味，影响用户的感官体验，另外，当实时臭氧浓度达到标准消耗阈值时，即实时臭氧浓度被消耗不具备最佳的杀菌效果，启动所述非平衡等离子模块产生低温等离子进一步杀菌杀毒，同时利用低温等离子延长清洗物的保鲜时间，还根据实时臭氧浓度调节非平衡等离子模块的输出电压，使工作温度调高快速分解剩余臭氧。
众所周知，温度越高越有利于臭氧的分解，而非平衡等离子模块的放电过程工作温度升高，且输出电压与等离子体的电子温度呈正相关关系，通过调节输出电压，以调节非平衡等离子模块的工作温度升高，分解剩余的臭氧，同时抑制臭氧的再产生，避免臭氧与水结合产生较重的消毒味道。
低温等离子与水混合后形成等离子活化水，用于对清洗物进行杀菌消毒清洗，低温等离子包含了过氧化氢、硝酸根离子和羟基自由基等活性物质，低温等离子用于清洗果蔬、肉类等，能够达到很好的杀菌消毒作用，并对果蔬、肉类等具有延长保鲜期作用，还具备空气杀菌功能。
优选的，所述臭氧发生模块包括气泵3、臭氧发生器1、风扇2和排气管，所述气泵3的出气口与所述臭氧发生器1连接，用于吸入外界空气压入臭氧发生器1中；所述臭氧发生器1的出气口与排气管连接，所述风扇2用于将产生的臭氧通过排气管释放到扩散装置位置处。
臭氧发生模块产生的臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡；直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡；透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
更优选的，所述主控制模块分别与所述气泵3和风扇2连接，所述主控制模块根据所述臭氧生成量分别调节所述气泵3的进气量和所述风扇2的转速，其中，所述气泵3的进气量或所述风扇2的转速与臭氧生成量呈正相关关系。
优选的，所述扩散装置包括旋转电机4和转盘，所述转盘上开设有若干喷口，所述排气管与转盘连接。
本发明通过臭氧发生模块产生臭氧，利用旋转电机4和转盘将臭氧充分打散与水混合均匀，与清洗物充分接触达到杀菌效果，同时非平衡等离子模块产生低温等离子扩散与水和周围空气充分接触，达到杀菌净化效果。
如图2和图3所示，图2提供了风扇2、臭氧发生器1、旋转电机4和气泵3的控制电气连接示意图和图3提供了主控制模块的结构示意图。
更优选的，所述主控制模块，还用于根据所述臭氧生成量和清洗时间调节所述旋转电机4的转速和运行时间。
本发明根据臭氧生成量调节旋转电机的转速，以确保从转盘的喷孔溢出的臭氧充分扩散，与水混合均匀，进而与清洗物充分接触，实现更佳的杀菌效果，根据清洗物的清洗时间确定旋转电机的运行时间，主控制模块预先存储有不同臭氧生成量需要匹配的旋转电机的转速和运行时间，该运行时间与清洗时间之前具有一定的比值关系。
更优选的，还包括：所述主控制模块还根据所述臭氧浓度检测模块发送的实时臭氧浓度，实时调节所述臭氧发生器1的工作电压。
本发明还通过实时臭氧浓度判断是否达到预设的杀菌标准，当设定时间内实时臭氧浓度未达到标准浓度阈值时，则需要调节臭氧发生器的工作电压，提高臭氧生成量的速率。
更优选的，所述非平衡等离子模块包括地电极和驱动电源，所述主控制模块根据所述地电极的暴露面积，计算所述非平衡等离子模块所需的输出功率，进而调节所述非平衡等离子模块的输出电压和输入电流，其中，所述非平衡等离子模块的输出电压与实时臭氧浓度呈正相关关系。
更优选的，所述清洗物的基本信息包括清洗物的种类和数量，所述主控制模块根据所述清洗物的种类和数量，确定所述臭氧发生器的臭氧生成量对应的第一预设阈值，及确认所述非平衡等离子模块所需产生的低温等离子量对应的第二预设阈值和放电时间。
需要说明的是，所述主控制模块预先设置有不同清洗物的重量及数量，对应所需要的臭氧生成量和低温等离子量，进而确定臭氧发生器的工作参数，以及非平衡等离子模块的放电时间。
作为本发明的另一优选实施例，还包括加热模块，所述臭氧浓度检测模块设有臭氧浓度采样电路，所述主控制模块还用于当臭氧浓度检测模块检测到实时臭氧浓度超过标准浓度预设阈值时，不启动所述非平衡等离子模块，所述主控制模块控制加热模块工作使水温调高和调大旋转电机的转速，直至实时臭氧浓度低于标准浓度预设阈值。
优选的，还包括烟雾报警模块，所述烟雾报警模块与主控制模块连接。当臭氧发生模块、非平衡等离子模块、扩散装置等因故障时，发送报警信号给用户。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施例，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，包括臭氧发生模块、非平衡等离子模块、扩散装置、臭氧浓度检测模块和主控制模块；
所述主控制模块与臭氧发生模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述臭氧发生模块的臭氧生成量达到第一预设阈值；
所述扩散装置与主控制模块连接，用于将所述臭氧发生模块产生的臭氧与水混合均匀以清洗清洗物；
所述主控制模块与非平衡等离子模块连接，用于根据清洗物的基本信息控制所述非平衡等离子模块产生的低温等离子量达到第二预设阈值，以清洗清洗物；
所述主控制模块与臭氧浓度检测模块连接，用于当检测到的实时臭氧浓度达到标准消耗阈值时，启动所述非平衡等离子模块并根据实时臭氧浓度调节输出电压和输出电流，使非平衡等离子模块的功率密度为0.5W/cm3-2 W/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述臭氧发生模块包括气泵、臭氧发生器、风扇和排气管，所述气泵的出气口与所述臭氧发生器连接，用于吸入外界空气压入臭氧发生器中；所述臭氧发生器的出气口与排气管连接，所述风扇用于将产生的臭氧通过排气管释放到扩散装置位置处。
3.根据权利要求2所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述扩散装置包括旋转电机和转盘，所述转盘上开设有若干喷口，所述排气管与转盘连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述主控制模块分别与所述气泵和风扇连接，所述主控制模块根据所述臭氧生成量分别调节所述气泵的进气量和所述风扇的转速，其中，所述气泵的进气量或所述风扇的转速与臭氧生成量呈正相关关系。
5.根据权利要求3所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述主控制模块，还用于根据所述臭氧生成量和清洗时间调节所述旋转电机的转速和运行时间。
6.根据权利要求2所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，还包括：所述主控制模块还根据所述臭氧浓度检测模块发送的实时臭氧浓度，实时调节所述臭氧发生器的工作电压。
7.根据权利要求1所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述非平衡等离子模块包括地电极和驱动电源，所述主控制模块根据所述地电极的暴露面积，计算所述非平衡等离子模块所需的输出功率，进而调节所述非平衡等离子模块的输出电压和输入电流，其中，所述非平衡等离子模块的输出电压与实时臭氧浓度呈正相关关系。
8.根据权利要求2所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，所述清洗物的基本信息包括清洗物的种类和数量，所述主控制模块根据所述清洗物的种类和数量，确定所述臭氧发生器的臭氧生成量对应的第一预设阈值，及确认所述非平衡等离子模块所需产生的低温等离子量对应的第二预设阈值和放电时间。
9.根据权利要求3所述的一种基于等离子与臭氧结合的杀菌控制系统，其特征在于，还包括加热模块，所述臭氧浓度检测模块设有臭氧浓度采样电路，所述主控制模块还用于当臭氧浓度检测模块检测到实时臭氧浓度超过标准浓度预设阈值时，不启动所述非平衡等离子模块，所述主控制模块控制加热模块工作使水温调高和调大旋转电机的转速，直至实时臭氧浓度低于标准浓度预设阈值。
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