CN1224425C - 用于对小物体快速杀菌的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

对物体进行杀菌或消毒的一种设备，其包括：外壳，具有来至少部分接收物体的开口；至少一个可以移动的、附着于外壳的构件，该至少一个可移动构件在打开位置和关闭位置之间是可以移动的；外壳内的紫外线光源；启动器，阻止紫外线光源发射紫外线辐射，直到物体被置于至少部分在外壳内并且可移动构件在它的关闭位置。

Description

用于对小物体快速杀菌的方法和装置
优先权声明
根据35 U.S.C§119(e)，本申请要求对在先的美国申请No.60/255,555的申请日的优先权，该申请于2000年12月14日递交，名为“用于对小物体快速杀菌的方法和装置”，并在这里通过引证将其合并于本文。
技术领域
本发明一般地涉及杀菌或消毒系统、方法领域。
技术背景
许多每天使用的小物体，尤其是那些在医疗和卫生应用中使用的小物体，能够起着致病微生物的传输机制的作用。被不同的人握持或呼气的、或与被其他的人或动物污染的表面接触的物体，其本身也被污染了。如果这些物体接着与另外的人接触，它们可能传播疾病。甚至医疗或保健人员的手或衣物也可能来传播疾病。
对于医疗机构或卫生应用中使用的物体，或这些机构的工作人员的手或衣物，污染问题特别地严重，因为他们与感染人员或表面接触的可能性高得多。一些医疗设备被设计来与染病的病人接触放置。如果在对不同病人使用的间隙，不对它们进行杀菌，它们可能起着将疾病从一个人传播到下一个人的媒介的作用。这样的例子有体温计、耳镜、血压计、听诊器，和其他由医生、护士和其他医疗或保健人员使用的设备。
一些这样的设备，例如体温计和耳镜，确实被认为是疾病媒介，它们通常使用可抛弃的组成部分或覆盖物来防止微生物的传播。对于例如听诊器的其他设备，比较难于实现保护性覆盖物。可抛弃听诊器价格昂贵，而且质量上打了折扣。有时候使用化学消毒剂进行手工杀菌，但是这很费时，而且不能如想要的那样时常进行。保健工作人员的手和衣物一般通过冲洗杀菌，但是这常常不方便，而且费时。
在1996年1月26日授权给Richard T.Clement的美国专利第5,892,233号披露了一种使用紫外线的便携式听诊器杀菌器。由于该设备要求听诊器在很长的杀菌期间内被其所夹持，所以该杀菌器将随同听诊器一起被携带。因此，对于每个听诊器都需要单独的设备，保健工作人员必须在他们工作时携带杀菌器，这不方便。
由上述说明应该意识到，存在对经过改进的杀菌或消毒系统和方法的需要。
发明概述
本发明的一个实施例是针对用于对物体进行杀菌和/或消毒的杀菌器/消毒器。该杀菌器/消毒器包括：外壳；置于外壳内的光源；光密封，其阻挡光源的光输出离开外壳，其中物体形成了光密封的一部分；以及启动器，其由探测光密封完成到某一程度来触发，以使光能够从光源输出。其中，光输出具有少于10毫秒的持续时间。
探测光密封完成到某一程度能够以多种不同的方法完成。例如，能够使用对形成密封的组成部分的机械位置进行探测的设备。或者，光学设备能探测外壳内光密封的程度。
本发明的另一个实施例是针对对物体进行杀菌/消毒的方法，包括：至少将物体的第一部分引入到杀菌器/消毒器中；至少使用物体的第二部分来形成光密封，在杀菌器/消毒器内密封光；以及在探测到光密封完成到一定程度时，自动地闪烁紫外线光到杀菌器/消毒器内的物体的至少第一部分上。其中，自动闪光的行为包括自动闪烁紫外线光持续少于10毫秒。
本发明的另一个实施例是针对一种设备，其包括：外壳，具有用于接收物体的开口；至少一个可以移动的、附着于外壳的构件，该至少一个可移动构件在打开位置和关闭位置之间是可以移动的；外壳内的紫外线光源；可以至少对如下之一进行探测的探测器：(1)至少部分由可移动构件造成的、外壳的光密封程度，(2)在关闭位置的可移动构件，和(3)位于至少部分在外壳内的特定位置的物体；其中，当该物体被置于至少部分在外壳内时，可移动构件位于关闭位置，并且探测器至少对如下之一进行探测：(1)至少部分由可移动构件造成的、外壳的光密封程度，(2)在关闭位置的可移动构件，和(3)位于至少部分在外壳内的特定位置的物体，然后紫外线光源发射紫外线辐射来对物体进行杀菌和/或消毒。
本发明的另一个实施例是针对一种设备，其包括：外壳，具有来至少部分接收物体的开口；至少一个可以移动的、附着于外壳的构件，该至少一个可移动构件在打开位置和关闭位置之间是可以移动的；外壳内的紫外线光源；启动器，阻止紫外线光源发射紫外线辐射，直到物体被置于至少部分在外壳内并且可移动构件在它的关闭位置。
附图说明
图1～7是图示了根据本发明的实施例的杀菌器/消毒器的示意图；
图8A和9是图示了根据本发明的一个实施例的光紧闭密封的示意图；
图8B是图示了沿图8A的A-A线的剖面图的示意图；
图10A-C是图示了根据本发明的另一个实施例的杀菌器/消毒器的叶片的示意图；
图11～14是图示了根据本发明的另一个实施例的杀菌器/消毒器的示意图；
图15～17是图示了根据本发明的另一个实施例的杀菌器/消毒器的示意图；
图18～20是图示了根据本发明的另一个实施例的杀菌器/消毒器的示意图；
图21是用于任一个所述的杀菌器/消毒器实施例的电子电路的框图；和
图22是图示了用于任一个所述的杀菌器/消毒器实施例的电子电路的示意图。
详细说明
发明概述
特别是在保健环境中，需要对人手和/或如听诊器的医疗和卫生设备进行快速杀菌的技术。这种杀菌技术为了更符合用户需求，应该易于使用，并且非常迅速。它不应该使用需要被干燥或去除的化学物，也不应该使用加热手段，因为例如听诊器的一些设备可能被杀菌所需的高温损坏。
本发明的一个实施例针对用于手、衣物和手持或其他小设备的、快速、易于使用的杀菌器/消毒器，它们使用强度高的紫外线光来杀死微生物(例如，细菌、病毒等)。这种杀菌器/消毒器能够在几秒钟内使用，而不需要那些必需补充或从设备去除的化学药品，而且不会由于高温而损坏要杀菌/消毒的物体。此外，本发明能对要杀菌/消毒的设备略微加热(小于20华氏度F)，对于那些直接与病人接触的设备来说，这可以被认为是一种优点。这种设备可以由小型电池供电，因此是完全便携的。该设备也能够固定安装在墙上或推车上，和/或由交流(AC)线路供电，因为整个杀菌过程可能需要仅仅几秒钟(例如，1～3秒)或少于1秒钟(例如，1毫秒或100微秒)的杀菌时间。
这种类型的杀菌器/消毒器对于特定的目的或通用目的应用，可以以各种构造制作。例如，能够特意地制作用于消毒听诊器的特定目的的设备，并可以被安装在病房或体检房内的墙上或推车上。可以将杀菌器/消毒器设计为具有一个外壳，以便将紫外线光源围起来，防止对附近人们的眼睛造成伤害。可以将单个的杀菌器/消毒器设计来容纳几个不同的设备。尽管在这里说明的各个实施例的杀菌器/消毒器建议了可能的杀菌/消毒应用(例如，听诊器、体温计、饮水玻璃杯)，但是根据本发明，许多其他的应用也是可能的。例如，所说明的杀菌器/消毒器可以被用来对脉搏血氧计、牙刷、耳镜、血压计、牙签，以及其他由医生、护士、牙医、卫生学家、其他医疗或牙科人员使用的设备进行杀菌/消毒。个人也可以将杀菌器/消毒器用于各种医疗、牙科和卫生的目的。
要进行杀菌/消毒的设备可以在它们的表面上包括有对紫外线光敏感的材料，这些材料暴露在紫外线光后改变颜色，从而指示出杀菌成功。可以得到这类型的材料，它们在几分钟后将变回其起始的颜色而提示下一个杀菌周期。此外，可以在设备表面包括有暴露在紫外线光后，永久地改变颜色的材料的小片，以指示总的暴露在紫外线的寿命。小片的颜色可以指示出在什么时候更换设备。
杀菌器/消毒器的操作
杀菌器/消毒器可以以两种模式之一，或使用两种模式的任意组合进行操作。一种模式涉及通过使用高强度的紫外线光对物体进行泛射(flooding)，来对物体的表面进行消毒。波长在160到300纳米范围内的光对微生物是致命的。一般说来，总的每平方厘米、约10毫瓦-秒的紫外线光能的曝光将对表面进行杀菌/消毒。所需要的更大或更小的量将取决于表面确切的特性，以及例如温度的环境条件。第二种模式涉及将要杀菌/消毒的物体的表面温度升高到对微生物致命的温度。使用紫外线光对物体的表面进行泛射将升高物体的温度。温度增加也将增加紫外线杀菌的效果。
本发明的一些实施例可以同时使用两种杀菌/消毒模式，这通过将要杀菌/消毒的物体使用例如氙频闪光灯的高强度的灯照亮，这些灯除提供紫外线光以外，还产生足够的能量来加热要杀菌/消毒的物体的表面。氙频闪光灯通常产生波长在160到2000纳米之间的整个光谱的光。为了方便应用氙频闪光，波长小于380纳米的紫外线光不是所期望的，因此设计一个在氙气周围的玻璃包封来过滤这个范围内的光。但是，对于杀菌器/消毒器应用，具有透紫外线发玻璃包封的氙灯，或如熔融的石英的其他物质，可以被用来对杀菌/消毒紫外线光的输出最大化。紫外线光和在可见以及红外线范围内的光(380～2000纳米)将提供大量的能量，用于瞬时加热要杀菌/消毒的物体的表面，以在短时间内更有效的杀菌/消毒。短脉冲的能量辐射可以如此迅速地造成物体表面变热，而不加热物体的内部。这比加热整个物体来说需要少得多的能量，并且对物体结构的完整性有更少例如可能由熔化的塑料所造成的影响。暴露在这种光的人的皮肤可能仅仅会经历略微温暖的感觉，因为表面的热量很快被消散在身体内了。
使用这种闪光灯技术，例如听诊器头的小物体可以使用20～200焦范围内的、氙频闪光灯总的功率来进行杀菌/消毒。这一数量的能量类似于标准的相机闪光装置(unit)的量。在氙气中更高电流密度下工作的闪光灯，就如氙短弧灯的情形，产生了更高百分比的紫外光谱(160～380纳米波长)的光输出，用于杀菌/消毒应用中更有效的操作。杀菌/消毒可以使用连续的或脉冲的紫外线源来完成。有利的是，在提供脉冲光而非连续光的紫外线源中，每次闪光需要更少能量。
或者，杀菌/消毒可以使用其他提供连续的或闪光的(即，脉冲的)、波长在160～380纳米的紫外线光的紫外线光源。这些光源将会提供对物体连续的辐射加热，导致物体表面和内部之间更小的温度梯度，以及更低的表面温度。更低表面温度的结果是，物体更少得从加热受益。
可以和听诊器使用的杀菌器/消毒器的一个实施例
根据本发明的一个方面，杀菌器/消毒器可以被设计来对听诊器头进行杀菌和/或消毒，尽管同样的杀菌器/消毒器也可以和其他设备使用。可以被用来对听诊器进行杀菌/消毒的杀菌器/消毒器的一个示意性的实施例如图1～7所示。如图1所示，杀菌器/消毒器1可以使用一个或多个氙闪光灯7来产生足够强度的紫外线光(和/或可见光和红外线光)闪光，在少于1秒钟(闪光时间一般小于1毫秒)内对听诊器3的头3a进行杀菌和/或消毒。可以在外壳2内设置一个或多个氙闪光灯7，随同多个反射器9，以引导闪光灯7产生的光来与期望被杀菌/消毒的听诊器3的所有表面相交，一般是那些在听诊器3的管3b一端的头3a表面。在电子听诊器的情形，管3b可能是包括接线的管状结构。反射器9、光密封门11和13，叶片15a和15b和其他可以被结合进杀菌器/消毒器1的元件，以及听诊器本身的一部分，阻止了大部分光到达使用者，这些光也许会不舒适或可能会有损害。听诊器本身的一部分也阻挡了光从杀菌器/消毒器输出，阻止了光的一部分到达使用者。
在优选实施例中，外壳2以这样的方式设计：听诊器3的头3a可以通过外壳2前部的缝槽5以平滑的动作划入。图1～7示出了如何才能构建外壳2来包含闪光灯，而仍然允许平滑的动作通过它的例子。外壳2在其顶部具有加载弹簧的上活动门11，其于点12绕枢轴旋转。当听诊器头3a朝箭头21的方向移动时(图3)，上活动门11朝箭头23的方向被向下、向后推动。附着于听诊器头3a的管3b被使用者引导进入前缝槽5的顶部。外壳2配置有缝槽5和叶片15a、b来帮助引导听诊器头3a和管3b进入正确的位置。如果紫外线照明从各个方向以足够的强度分布，旋转诊器头3a就不是很关键了，没有必要在它移动通过杀菌器/消毒器1时强迫头3a旋转。这是一个适应各种不同构造和尺寸的听诊器的重要特征。
图4和图5示出了在闪光杀菌/消毒时的听诊器3的一部分。为了到达这个位置，使用者引导听诊器管3b在杀菌器/消毒器外壳2前部的缝槽5中朝箭头27的方向(图5)向下。紧接着听诊器3通过上活动门11后，活动门11朝箭头28的方向返回它的静止位置。叶片15a、b最初在如图2所示的位置，靠着叶片挡19a、b。当管3b与外壳2前部的叶片15a、b接触时，叶片绕它们的枢轴点17a、b旋转。叶片15a和15b分别朝箭头25a和25b的方向旋转，逆着一个或多个复位弹簧(未示出)移动。在杀菌/消毒位置，如图4和图5所示，叶片已经旋转后，凹口16a、b(图2)彼此相对，而听诊器管3b被阻遏在中间。将柔软的密封(未示出)安装在凹口16a、b的边上，以在管位于缝槽5中时形成依着管3b的光紧闭密封(1ight tight seal)，如图5所示。前叶片15a、b覆盖了上活动门11和下活动13之间的前缝槽，以在听诊器3位于杀菌/消毒位置时形成完全光紧闭的外壳。
根据一个实施方案，杀菌/消毒闪光是在听诊器3到达缝槽5中的特定位置时自动触发的。由于总的闪光时间可以小于1毫秒(可以如100微秒一样短)，所以不需要为了杀菌/消毒而停止听诊器3的连续移动。即使是非常迅速的手动拉动听诊器3通过缝槽5，在1毫秒的杀菌/消毒闪光持续期间，听诊器3移动距离可能小于1/16英寸。
该闪光触发机理能够基于叶片15a、b的机械位置，或能确定何时获得足够程度的光密封的光探测器(未示出)等。可以从杀菌器/消毒器发射出一些光来，而不会将使用者暴露在危险的紫外线级别下。例如，已经显示，在光密封上尺寸为1/16英寸宽、1英寸长的缺口不会对距离1英尺的使用者产生危险的暴露水平，即使是经历了数百或数千杀菌/消毒周期后。因此，部分光紧闭的或基本上光紧闭的外壳可以适合应用于这里所说明的杀菌器/消毒器。外壳黑暗的内部可能需要光紧闭密封在恰当的位置。如果存在某些可以在黑暗的环境中使用杀菌器/消毒器可能性，可以在外壳2的外侧上包括有灯(可见光的或红外的等)。如果该灯不能从外壳2的内侧探测到，这表示密封在适当的位置。如果没有形成适当的密封，闪光灯7就不会闪光，给使用者发出一个出错的指示，以便听诊器3能重新通过杀菌器/消毒器1。
图6和图7示出了杀菌/消毒闪光后，杀菌器/消毒器1和听诊器3的位置。听诊器3可以继续朝箭头31方向(图7)向下、平滑地运动，而不用在杀菌/消毒位置停留(图4)。当管3b被拉动通过缝槽5时，前叶片15a、b继续绕其的枢轴点17a、b、逆着其弹簧的力量旋转。叶片15a朝着箭头29a的方向绕枢轴点17a顺时针移动，叶片15b朝着箭头29b的方向绕枢轴点17b逆时针移动。在叶片15a、b旋转时，听诊器管3b从叶片15a、b中的凹口16a、b中被释放出来，继续朝着箭头31的方向移动通过缝槽5。听诊器3的头3a逆着下活动门13的复位弹簧的力量推动下活动门13，从而下活动门13朝着箭头31的方向绕枢轴点14旋转。打开下活动门13允许听诊器头3a通过该装置的底部离开杀菌器/消毒器。在听诊器3的头3a和管3b已经完全地移动出杀菌器/消毒器1后，弹簧(未示出)将会使下活动门13和叶片15a、b返回到它们如图1所示的起始静止位置，以准备下一次杀菌/消毒。
图1～7的实施例图示说明了对听诊器头的杀菌/消毒。但是，应该意识到的是，同样的杀菌器/消毒器也可以被用在其他的物体，它们包括与听诊器管尺寸类似的小的颈状物，例如有适当直径的把手的体温计探针、脉搏血氧计或其他医疗、牙科或卫生设备。使用同样构造的杀菌器/消毒器可以被制作为不同的尺寸来容纳更大或更小的物体。可以选择缝槽和叶片密封的宽度来匹配所期望物体的外形，或者要杀菌/消毒的物体也能被设计来匹配特别的杀菌器/消毒器。
例如，使用该构造的杀菌器/消毒器可以被设计来对人手进行杀菌和/或消毒。缝槽和叶片密封可以被设计来依着手腕或前臂进行密封，可以容纳一定范围的尺寸。摊开的手可以与听诊器所说明的相同的方式划过杀菌器/消毒器，并且紫外线闪光可以对手表面进行杀菌和/或消毒。为此，最好阻挡长波紫外线(即波长在300到400纳米范围内的UVA和UVB)以防止由于反复使用而导致的晒斑或其他皮肤损害。杀菌/消毒主要是使用UVC(即波长短于300纳米)光完成的。皮肤对UVC光来说几乎不是透明的。现在的数据看起来指示出：在可以对皮肤表面进行杀菌和/或消毒级别下使用是安全的。
为在这个类型的杀菌器/消毒器中使用，也可以特别地调整要杀菌/消毒的物体，例如，通过在物体表面上包括紫外线敏感材料的斑点。紫外线敏感材料可以使用光致变色(photochromic)油墨或颜料，它们可以在成型时(例如，塑料)被添加到材料中，或者添加为基底材料上的一层。紫外线敏感材料可以响应紫外线光改变颜色，以指示短时间内总的紫外线曝光量，然后逐渐变回起始的颜色。这种类型紫外线敏感材料一般被用作剂量计来指示在暴露于太阳光时的晒斑潜势(potential)。在要杀菌/消毒设备上的这种材料的斑点能够被用作指示成功暴露于紫外线，因此是成功的杀菌/消毒的指示器。当该斑点返回其起始颜色时，它能被用作下一次杀菌/消毒的指示器。可以选择紫外线敏感材料的配方或在其上的过滤层的配方来为期望的暴露水平提供适当的颜色变化。即使如果这种紫外线敏感材料的波长敏感性不同于杀菌/消毒所需的紫外线光的波长范围，这种类型的指示器仍然可以使用，因为来自杀菌/消毒光源的光中不同波长的比率是已知的，而且能选择敏感性，从而提供适当的指示。
也能够在要杀菌/消毒的设备上包括有对紫外线暴露生命期的指示器。例如，在暴露于紫外线时呈现出永久的颜色改变的材料的斑点可以用作指示器。这种材料可以在多次暴露期间逐渐改变颜色，可以与贴近它的参照颜色斑点进行视觉上的比较。颜色匹配则指示出是时候在严重退化发生前对设备进行更换了。可以选择材料的配方或在其上的过滤层的配方来在总的所期望的暴露期间提供适当的颜色变化。即使如果这种紫外线敏感材料的波长敏感性不同于杀菌/消毒所需的紫外线光波长范围，该指示器仍然工作，因为来自杀菌/消毒光源的光中不同波长的比率是已知的，而且能选择敏感性，从而提供适当的指示。
用于杀菌器/消毒器的光紧闭密封的一个实施例
图8A和图9示出了柔性的(compliant)、光紧闭密封33的示意性实施例，该密封可以被用在杀菌器/消毒器构造中的叶片49之间的中心孔35周围。在每一叶片49上的密封可以由柔性弹性材料制成，以镜像方式安装在每个叶片49的边沿43的凹槽37中。图8B图示了沿图8A的A-A线的剖面图，并且示出了本发明的一个方面，其中密封33可以配合在叶片49的匣47中。密封33被设计来容纳尺寸和形状在一定范围内的物体，每一个密封可以具有小的内径39(图8A)来容纳小的听诊器管或具有小的颈状物的设备。靠近孔35的材料中的卷折被设计来允许材料轻易地在较大的直径51周围拉伸。每一个密封必需至少与设备45的周长一半以上接触。为了维持与设备45接触的密封，在回旋外侧上的弹性材料中保持张力。该张力由密封33的顶部和底部定位点41a、b的悬臂架控制。在较大的直径被插入时的材料的弯曲产生了使悬臂部分弯向孔的张力。因为悬臂部分的弯曲点远在孔的边沿之上和之下，所以该张力造成悬臂部分向内挤压管的顶部和底部，以保持密封与管在这些区域接触。
图8和图9的实施例是密封设计的一个例子，该密封由固体弹性体制成，并获得对材料形状高度的柔性。用发泡弹性体制成的密封或由低硬度(高度柔软的)材料制成的密封被制作为较简单的几何体，但是其代价却是使用持续时间和寿命的缩短。较简单的密封也可以在这样的情形中应用：少量光的泄漏是能够容忍的，和/或要杀菌/消毒的设备是标准尺寸的或被设计来轻易地对特定的机械构造进行密封。
用于杀菌器/消毒器的叶片的另一个实施例
通过用于类似应用的杀菌器/消毒器的通道的另一个实施例，其使用在同一平面而非重叠的前叶片。该构造的例子示出在图10A-C中。根据该实施例，叶片53包括较大的叶片53a和较小的叶片53b。如图10B所示，由于叶片53a几乎覆盖了除靠近开口55的小区域57外的所有缝槽，较小的叶片53b只需要足够大来填充该小区域即可。可以在较小的叶片53b的一端包括柔性的密封(未示出)，该柔性密封与较大的叶片53a上的密封相啮合以得到完全的光紧闭密封。在叶片53之间的机械耦合也可以被包括来防止叶片移动到一起。
可以与听诊器使用的杀菌器/消毒器的另一个实施例
图11～14示出了通过杀菌器/消毒器的通道的示意性实施例，该实施例使用前叶片之一的延长部分来代替对如上所述的顶部和底部活动门的需要。根据该实施例的杀菌器/消毒器75包括左叶片59a和右叶片59b，它们分别绕点67a和67b在枢轴上转动。如图13所示，杀菌/消毒隔间由附着于右叶片59b的多个壁65形成。如图12所示，在叶片59被复位弹簧(未示出)保持在静止位置时，这些壁上的开口最初朝向上。将听诊器头3a或另外要杀菌/消毒的物体放置在开口中，如箭头71所示(图11)。听诊器3的管3b通过杀菌器/消毒器75的前缝槽69伸出。
使用者向下拉动听诊器3或另外要杀菌/消毒的物体到杀菌/消毒位置，如图13所示。在该位置，右叶片59b的壁65与在杀菌器/消毒器75左侧的闪光灯61a周围的反射器63相接而形成光紧闭密封。右叶片59b的壁65的内部可以包括反射性的涂层，来指引来自杀菌器/消毒器75右侧的闪光灯61b的光。来自闪光灯61a、b的紫外线光在该点闪光以对物体进行杀菌/消毒。
因为听诊器3被69向下拉动通过缝槽，叶片59继续旋转直到右叶片59b的壁65上的开口位于装置的底部，如图14所示。听诊器3继续向下移动通过缝槽69，通过杀菌器/消毒器75底部移出。叶片安装有弹簧以返回到在听诊器3或其他物体被移去时它们的起始静止位置。该构造比图1～7的实施例需要较少的移动元件，但是却对杀菌/消毒区域尺寸和形状有了额外的机械限制，可能不适于某些应用。
可以和体温计使用的杀菌器/消毒器的一个实施例
图15～17示出了杀菌器/消毒器的一个示意性实施例，该杀菌器/消毒器可以使用紫外线闪光，并且其中要杀菌/消毒的物体被推进去，然后沿杀菌器/消毒器相同路径，从相同一侧被回拉出来。图15A、16A和17A依次示出了在物体被插入时的该杀菌器/消毒器的正视图。图15B、16B和17B分别示出了图15A、16A和17A相应的侧视图。杀菌器/消毒器76包括底座91，该底座91通过枢轴83a和83b分别被耦合到蛤壳式门81a和81b。门81a和81b被弹簧(未示出)保持在打开状态，并且其包括前门构件82a和82b，以及一个或多个后门构件84。如图17A所示，每一个前门构件82a和82b包括凹口95a、b来在门闭合时容纳要杀菌/消毒的物体，并且彼此偏移以占据相邻但却从另一个分开的平面。此外，使前门构件82a和82b成形，以在要杀菌/消毒的物体挤压门81的重叠区域93时，门绕枢轴向彼此旋转，如图16A所示。当门关闭时，门81形成了连续的壁和完全关闭的隔间。底座91包括至少一个闪光灯79，和至少一个反射器77，该反射器77可以成曲面来指引来自闪光灯79的光向上到正在杀菌/消毒的物体。
门81的前门构件82a和82b，将要杀菌/消毒的物体围在凹口95中，并且由要杀菌/消毒的设备的一部分启动。门81在物体插入和抽回时自动关闭和打开。重要的是，确保物体经过杀菌/消毒的部分在插入或抽回期间不会与如杀菌/消毒隔间的外侧面的非杀菌表面接触。虽然在图15～17中所示出的要杀菌/消毒的物体为有探针85a和把手85b的体温计85，但是例如牙刷牙签或其他医疗、牙科或卫生设备可以和本实施例的杀菌器/消毒器使用。如图所示，把手85b启动门81，探针85a被包含在杀菌器/消毒器76中。
朝箭头87的方向持续地挤压体温计把手85a，将使体温计更加靠近闪光灯79，并且使门在顶部闭合而关闭，如图17A所示。在门打开时，安全联锁装置(未示出)可以阻挡紫外线光的闪光。当门关闭时，安全联锁装置可以允许闪光灯79的紫外线光来对探针杀菌和/或消毒。安全联锁装置可以使用机械和/或光学传感器来实现。在进行杀菌/消毒闪光后，可以通过颠倒插入的动作来将探针85b从杀菌器/消毒器提出。根据一个实施例，当探针85b移回时，门81将自动打开。
当门完全关闭时，门81内侧的反射性表面89(图17A)与闪光灯79下面的反射器77形成了一个完全的椭圆反射器，闪光灯79位于椭圆的一个焦点，而探针85a位于另一个焦点。这种形状提供了从闪光灯79到探针85a最佳的紫外线光的传递，并且允许探针85a能从所有方向被照亮。门81可以沿配对的边沿包括有柔性的密封或如舌槽接头的交错的密封来防止光泄漏。当门81在开启(静止)位置时，可以这样设计门(如图15A所示)，门81的底边沿在闪光灯79前面闭合，以保护灯79和反射器77，并且保持它们干净。
体温计探针是可以根据上述实施例杀菌/消毒的一种物体的例子。杀菌器/消毒器可以和除体温计探针外的许多符合本发明的物体使用。此外，杀菌器/消毒器76可以有许多变化，这包括来保持门开启和/或关闭的制动器，以及沿门的边沿和位于门与要杀菌/消毒的设备之间的密封设计的变化。
可以和饮水玻璃杯使用的杀菌器/消毒器的一个实施例
图18～20示出了紫外线闪光杀菌器/消毒器的一个示意性实施例，该实施例可以被用来对例如饮水玻璃杯131的容器进行杀菌或消毒。有利的是，本实施例的杀菌器/消毒器允许容器以单一的动作被引入杀菌器/消毒器或从其抽出。此外，根据本实施例，引入容器的动作将起动杀菌或消毒机构(例如，紫外线光的闪光)，容器本身或为杀菌/消毒而引入的其他物体形成了光密封的一部分，该光密封防止了来自杀菌/消毒闪光的光从杀菌器/消毒器的界限内逃逸。在图18～20的实施例中，杀菌器/消毒器130包括底座133、底座133中的闪光灯135和反射器137、一对光密封139、以及一对通过铰链机构143以枢轴附着于底座133的光密封启动器(actuator)141。
闪光灯135可以发射紫外线光闪光或来自电磁谱另外部分的光，用于杀菌/消毒。由闪光灯135向下发射的光被反射器137向上重定向到饮水玻璃杯131或其他正被杀菌/消毒的物体。饮水玻璃杯131可以如图18被插入，从而玻璃杯的边缘与处于其静止位置、向上成一角度的光密封启动器141接触。当饮水玻璃杯推动光密封启动器141，光密封139和光密封启动器141绕铰链机构143向内旋转到底座133。铰链机构143可以包括提供对旋转运动的阻力的弹簧，从而光密封139和光密封启动器141的静止位置在如图18所示的位置。每个光密封139可以包括柔性密封部分147，该柔性密封部分由泡沫、橡胶、软塑料或任何其他适合的柔性材料。柔性密封部分147被置于光密封139的一端，在饮水玻璃杯被完全插入以及光密封启动器141被完全挤压时与饮水玻璃杯131相连，如图19所示。
在杀菌器/消毒器130中可以包括触发机构(未示出)来在光密封启动器141被完全挤压时开始闪光灯135的光闪烁。或者，在探测到玻璃杯在适当位置时、在探测到光密封基本完全时或在使用者开动开关时，可以开始闪光灯135的光闪烁。光密封启动器141对紫外线光可以是透明的，从而闪光灯135所发射的光可以穿过光密封启动器与饮水玻璃杯131接触。光密封139可以包括反射性表面145来重定向向下和向内穿过光密封启动器141的光到饮水玻璃杯131的外边缘。饮水玻璃杯131可以是不透明的，从而防止闪光灯135所发射的光从杀菌器/消毒器的界限中逃逸，由此使暴露于用户的潜在的紫外线光最小化。为杀菌/消毒，闪光灯135所发射的光可以具有少于1秒的持续时间，允许在被引入后就几乎立即抽出饮水玻璃杯131，如果期望这样的话。或者，饮水玻璃杯131可以为存储而保留在杀菌器/消毒器130中。当移出饮水玻璃杯131时，光密封139和光密封启动器141可以自动返回到它们的静止位置，就如图20所示。如图20所示，为方便存储杀菌器/消毒器130，杀菌器/消毒器130的底座133可以包括一个可安装于墙壁部分151，可以通过螺钉、粘合剂、钉、磁体或任何其他安装手段将其固定于壁149。
杀菌器/消毒器电子构造
根据本发明的一个实施例，与杀菌器/消毒器的闪光灯相关联的电子电路可以以如图21中的电子电路97实现。电子电路97可以被使用在根据如上所述的任何一个实施例的杀菌器/消毒器中。电子电路97使用高电压电源103，该电源103包含有电容器来存储为闪光灯101供电所需的能量。可以是交流线路或电池的功率源99，一般根据所使用的闪光灯的特性来供应200V～1000V范围内的电压，虽然所供应的电压可以低于200V或高于1000V。小的线性闪光灯一般使用200～500V的工作电压。小的短弧闪光灯可能需要1000V或更高。选择电压是基于闪光灯的规格：每次闪光所期望的总能量和所期望的最大闪光电流。对于同样的能量，较高的电压将提供较高的闪光电流，从而导致紫外线光谱中更高百分比的闪光输出。每次闪光能量通过公式1确定：
    E＝1/2CV2                       [1]
其中，E是以焦耳表示的每次闪光的能量，C是以法拉表示的能量存储电容器的值，V是以伏特表示的电压。对于杀菌器/消毒器应用，所选择的电压应该尽可能高，以便闪光灯能产生最大数量的紫外线光。然后选择电容器值来提供所期望的每次闪光能量的数量。该应用所需的总能量将取决于要杀菌/消毒的物体的尺寸，对于例如听诊器头的小物体一般是在20～200焦耳的范围内。能量需要是这些因数的函数：闪光灯的光如何有效得被指引到要杀菌/消毒的物体，物体的尺寸和表面特征，以及闪光灯101的光的光谱。
杀菌器/消毒器电路也包括闪光灯触发器107，其非常类似于照相机闪光灯的触发电路。该闪光灯触发器提供了非常高的电压脉冲来开始闪光，该高压脉冲取决于闪光灯的规格，其一般在4kV～15kV的范围内。根据杀菌器/消毒器的一个实施例，在该装置被通电的任何时候，将电荷存储电容器持续充电到合适的电压。闪光灯触发器107在要杀菌/消毒的物体在正确的位置，并且安全联锁装置105指示杀菌/消毒腔是关闭和光密闭的时开始。安全联锁装置105在杀菌隔间开放时阻止闪光灯101的触发，并向使用者指示出出错的情形。
图22示出了典型的由电池供电、具有起动闪光灯的触发电路的氙闪光灯驱动电路的一个例子。这种性质的电路通常用在照相机闪光装置中。为简单起见，示意图中没有示出交流电源或用户指示器的细节。功率晶体管111和它相关的元件形成了低压振荡器，其频率一般是在15～20kHz的范围内。来自高压变压器113的电流穿过高压二极管115并将能量存储电容器充电到可驱动闪光灯101的电压。电阻器119将触发器电容器121充电到闪光灯电压。当SCR被开启时，触发器电容器121通过触发器变压器123来放电，该触发器变压器123产生到闪光灯101上的触发器电极125的非常高的电压脉冲，这造成闪光灯使用在能量存储电容器117中所存储的能量来闪光。只有在安全联锁装置开关127(机械上连接到前叶片)打开时SCR才被开启，表示该叶片在适当的用于杀菌/消毒的位置，以及何时没有光落在被置于杀菌隔间内部的光电晶体管129上。
除来控制通电给该装置的“开-关”开关外，不再需要用于杀菌器/消毒器的单独的用户控制。能量存储电容器被(以照相机闪光灯充电相同的方式)自动充电到所期望的电压，并且维持在那里直到该杀菌器/消毒器由穿过它的物体所起动时。控制电路可以包括一个或多个指示器，例如发光二极管和/或声音呼叫器来指示设备已经就绪，或指示由于光泄漏到了杀菌/消毒隔间而不能闪光。指示器可以告诉使用者何时杀菌/消毒已经成功完成。
应该意识到的是，上述电路仅仅是意于图示一个可能的实施，在本技术领域中许多这样的电路是可能和已知的。例如，本技术领域中存在许多用于驱动适合被应用在这里所说明的杀菌器/消毒器的闪光灯的电路。因此，在这个方面本发明并没有限制。
已经详细地说明了本发明的几个实施例，对于本技术领域的技术人员，很容易进行各种修改和改进。这些修改和改进被确定为在本发明的精神和范围内。因此，前述说明仅仅是作为例子，而非意于限制性的。本发明仅仅由随后的权利要求及其等同物所确定的范围限制。

Claims (9)

1.一种用于对物体进行杀菌或消毒的设备，包括：
外壳；
置于外壳内的紫外光光源，用于输出紫外光；
光密封，阻挡紫外光源的紫外光输出离开外壳，其中物体形成了光密封的一部分；和
启动器，由探测光密封完成到某一程度来触发，以使紫外光能够从紫外光源输出。
2.如权利要求1所述的设备，其中，光输出具有少于10毫秒的持续时间。
3.如权利要求1所述的设备，其中，光源是闪光灯。
4.如权利要求1所述的设备，其中，光输出是脉冲的。
5.一种对物体进行杀菌消毒的方法，包括如下行为：
至少将物体的第一部分引入到权利要求1所述的杀菌或消毒的设备中；
至少使用物体的第二部分来形成光密封，在权利要求1所述的杀菌或消毒的设备内密封光；和
在探测到光密封完成到某一程度时，自动地闪烁紫外线光到权利要求1所述的杀菌或消毒的设备内的物体的至少第一部分上。
6.如权利要求5所述的方法，还包括杀死物体上的微生物的行为。
7.如权利要求6所述的方法，其中，自动闪光的行为包括自动闪烁紫外线光持续少于1秒钟。
8.如权利要求6所述的方法，其中，自动闪光的行为包括自动闪烁紫外线光持续少于10毫秒。
9.如权利要求6所述的方法，其中，自动闪光的行为包括自动闪烁脉冲的紫外线光。
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