CN211310934U

CN211310934U - 一种紫外辐照系统

Info

Publication number: CN211310934U
Application number: CN201922096663.9U
Authority: CN
Inventors: 张保平; 秦毅; 沈亮
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-11-29

Abstract

本实用新型涉及一种紫外辐照系统，包括紫外辐照装置和温控装置，所述紫外辐照装置包括了光源板、贴设于光源板上的紫外LED灯珠、位于紫外LED灯珠出光侧的准直透镜、位于准直透镜和位于紫外LED灯珠之间的机械快门，以及与机械快门电连接并控制机械快门的开闭的定时单元；所述温控装置包括了散热器，该散热器的安装面上安装有半导体制冷片，散热器的散热面侧安装有散热风扇，该温控装置还包括一温控单元，温控单元与散热风扇以及半导体制冷片电连接，以控制半导体制冷片工作时的温度；以解决现有的紫外辐照系统的辐照时间和辐照量控制精度差的问题。

Description

一种紫外辐照系统

技术领域

本实用新型涉及紫外杀菌领域，具体是涉及一种紫外辐照系统。

背景技术

近年来，紫外LED正逐步取代传统汞灯成为水处理中的新型紫外线消毒光源。紫外LED具有：多样的波长，能耗低，支持脉冲驱动，快速启动等特点。使用紫外LED制作杀菌装置可以将设备小型化，方便在偏远地区使用。人们做了许多关于紫外LED杀菌的研究。一些研究指出，265nm的深紫外LED发出的深紫外光相比于其他波段具有更高的微生物灭活能力。

目前，研究发现大多数深紫外LED的光功率都会随着温度的升高而产生一定程度的衰减。于是，在基板背部加装热沉或外部散热器成为了一种普遍选择。这种方案适用于中小功率的紫外LED，同时这会导致工作温度严重依赖环境温度，产生不确定性。

另一方面，大多数研究团队在研究过程中，都是保持辐照强度不变，通过改变辐照时间来控制辐照剂量。这会引入两方面的误差，第一，LED在开启后的一段时间内，电压波动剧烈，需要等待一段时间才能获得稳定的光功率输出。第二，目前大多数实验室采用的曝光时间控制方法为实验员利用计时器手动操作，操作者的反应时间会造成一定程度的误差，由于每名操作者的反应时间存在差异，又会增加实验误差的不确定性。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种紫外辐照系统，以解决现有的紫外辐照系统的辐照时间和辐照量控制精度差的问题。

具体方案如下：

一种紫外辐照系统，包括紫外辐照装置和温控装置，

所述紫外辐照装置包括了光源板、贴设于光源板上的紫外LED灯珠、位于紫外LED灯珠出光侧的准直透镜、位于准直透镜和位于紫外LED灯珠之间的机械快门，以及与机械快门电连接并控制机械快门的开闭的定时单元；

所述温控装置包括了散热器，该散热器的安装面上安装有半导体制冷片，散热器的散热面侧安装有散热风扇，该温控装置还包括一温控单元，温控单元与散热风扇以及半导体制冷片电连接，以控制半导体制冷片工作时的温度。

进一步的，还包括一壳体，该壳体包括了一中空的筒体以及位于该筒体的一端上的遮光罩，所述紫外辐照装置和温控装置都安装于筒体内，且紫外LED灯珠出射的光线经准直透镜准直后从遮光罩侧出射。

进一步的，还包括一载物台，该载物台的表面上具有与遮光罩的自由端相匹配设置的第一凹槽。

进一步的，所述第一凹槽内正对紫外LED灯珠处还具有与培养皿相匹配设置的第二凹槽。

进一步的，所述准直透镜为凸透镜，所述紫外LED灯珠位于该准直透镜的焦点上。

进一步的，所述准直透镜由石英材玻璃制成。

进一步的，所述紫外LED灯珠的波长为250～280nm。

本实用新型提供的紫外辐照系统与现有技术相比较具有以下优点：本实用新型提供的紫外辐照系统通过温控装置将紫外LED灯珠温度控制恒定温度范围内，避免了环境温度以及温升对紫外LED灯珠辐照强度的影响，而紫外LED灯珠的辐照时间通过定时单元控制快门控制，避免了人为因素导致的误差，大大提高了对辐照量的控制，提高了实验的精度。

附图说明

图1示出了紫外辐照系统的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示的，本实施例提供了一种紫外辐照系统，包括了紫外辐照装置1和温控装置2。

其中，紫外辐照装置1包括了光源板10、贴设于光源板10上的紫外LED灯珠11、位于紫外LED灯珠11出光侧的准直透镜12、位于准直透镜12和位于紫外LED灯珠11之间的机械快门13，以及与机械快门13电连接以控制机械快门13的开闭的定时单元(图中未示出)。

准直透镜12由石英材料制得，其将紫外LED灯珠11出射的光线转换为平行光出射。本实施例中的准直透镜12为凸透镜，紫外LED灯珠11位于该准直透镜12的焦点上。

紫外LED灯珠11优选为波长为250～280nm的深紫外LED灯珠，该波长范围内具有更有的杀菌效果。

机械快门13为市售产品，其可直接采购而得，该机械快门13的原理与相机的机械快门原理类似，通过改变快门控制线的电平高低，微控制器可以控制快门窗口的开启与关闭。窗口打开的情况下，紫外LED灯珠11出射的光线能够通过窗口出射，在窗口关闭的情况下则无法通过窗口出射，因此可以通过控制机械快门窗口的启闭来实现紫外LED灯珠11的照射时间，避免人为因素的影响，可提高操作的精确性。

温控装置2包括了散热器20，该散热器20的一面上为平整的安装面200，另一面为具有若干散热鳍片的散热面201，散热器20的安装面200上安装有半导体制冷片21，散热器20的散热面201侧安装有散热风扇22，以及一温控单元(图中未示出)，温控单元与散热风扇22以及半导体制冷片21电连接，以控制半导体制冷片21工作时的温度。

上述的光源板10贴设于半导体制冷片21上。由于半导体制冷片21为利用半导体帕尔贴效应制作的器件，其同时具备制冷和制热的功能，因此通过控制散热风扇22以及半导体制冷片21的工作，可以使光源板10上的紫外LED灯珠11处于恒定的工作温度，在不同的环境温度下仍能确保其精度。

在本申请中，温控单元和定时器单元均可以采用现有技术中已经技术成熟的微控制器进行预设控制程序来实现控制功能，也可以采用技术成熟的专用芯片来实现控制功能。通过进行采购相应控制单元进行装配，并在控制单元中预设相应的控制程序即可完成相应的控制功能。本实施例中的温控单元和定时器单元均通过型号为STM32F103RCT6的处理器来实现相应的温度控制功能和定时器功能。

本实施例提供的紫外辐照系统本系统通过温控装置2将紫外LED灯珠11温度控制恒定温度范围内，避免了环境温度以及温升对紫外LED灯珠11辐照强度的影响，而紫外LED灯珠11的辐照时间通过定时单元驱动快门控制，避免了人为因素导致的误差，大大提高了对辐照量的控制，提高了实验的精度。

在本实施例中，该紫外辐照系统还包括一壳体3，该壳体3包括了一中空的筒体30以及位于该筒体的一端上的遮光罩31，上述的紫外辐照装置1和温控装置2都安装于筒体30内，且紫外LED灯珠11出射的光线经准直透镜12准直后从遮光罩31侧出射。该遮光罩31可以隔绝外部光线，可降低对实验环境的光线的要求。

优选的，还包括一载物台4，载物台4的表面上具有与遮光罩31的自由端相匹配设置的第一凹槽40，该第一凹槽40用于固定和定位遮光罩31，以使操作者不需要在每次实验之初对系统光路频繁调整，提高实验的精准性。

更优选的，第一凹槽40内正对紫外LED灯珠11处还具有与培养皿相匹配设置的第二凹槽41，该第二凹槽41用于固定和定位培养皿，以使操作者不需要在每次实验之初对培养皿位置频繁调整，进一步提高实验的精准性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种紫外辐照系统，其特征在于：包括紫外辐照装置和温控装置，

2.根据权利要求1所述的紫外辐照系统，其特征在于：还包括一壳体，该壳体包括了一中空的筒体以及位于该筒体的一端上的遮光罩，所述紫外辐照装置和温控装置都安装于筒体内，且紫外LED灯珠出射的光线经准直透镜准直后从遮光罩侧出射。

3.根据权利要求2所述的紫外辐照系统，其特征在于：还包括一载物台，该载物台的表面上具有与遮光罩的自由端相匹配设置的第一凹槽。

4.根据权利要求3所述的紫外辐照系统，其特征在于：所述第一凹槽内正对紫外LED灯珠处还具有与培养皿相匹配设置的第二凹槽。

5.根据权利要求1所述的紫外辐照系统，其特征在于：所述准直透镜为凸透镜，所述紫外LED灯珠位于该准直透镜的焦点上。

6.根据权利要求5所述的紫外辐照系统，其特征在于：所述准直透镜由石英材玻璃制成。

7.根据权利要求1所述的紫外辐照系统，其特征在于：所述紫外LED灯珠的波长为250～280nm。