CN214762340U - 一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯包括透镜，其特点是：所述深紫外LED灯所发射的紫外线光通路上设有荧光体，所述荧光体设置在所述透镜上或所述深紫外LED灯配置的透光防护罩上。在所述透镜的局部表面设置一层所述荧光体或在所述透镜内的局部嵌入所述荧光体。可以显示深紫外LED灯工作状态和光照范围，且结构简单、制作成本低、可靠性高。

Description

一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置

技术领域

本实用新型属于杀菌消毒设备技术领域，涉及深紫外LED灯杀菌消毒技术，具体说是一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置。

背景技术

紫外线（Ultraviolet，或简称UV）是波长比可见光短，但比X射线长的电磁辐射。紫外线波长范围在10纳米（nm）至400纳米（nm），能量从3电子伏特（eV）至124电子伏特（eV）之间。它的名称是因为在光谱中电磁波频率比肉眼可见的紫色还要高而得名，又俗称紫外光。

根据波长不同，紫外线分为紫外线A、紫外线B、紫外线C等。其中紫外线C，简称UVC，亦称深紫外线，通常是指波长在100纳米到280纳米的紫外线光波，其能量位于12.4eV到4.43eV之间。经科学家研究发现，深紫外线对细菌病毒等微生物具有极强的杀灭作用。

经过科学家研究，地球上所有微生物都依赖DNA（脱氧核糖核酸）或RNA(核糖核酸)进行复制繁衍。DNA中嘌呤和嘧啶碱基在紫外分布区有一个非常强的紫外线吸收区域（254nm-260nm）。深紫外线杀菌就是通过紫外线的照射，高能量光子直接破坏细菌的DNA或RNA的分子结构，使细菌死亡或不能复制繁衍，达到杀菌的目的。

紫外线杀菌属于物理杀菌，具有广谱性的优点。当施加合适的剂量时，能杀死一切微生物，包括细菌类、病毒类、水藻类、孢子类等各种微生物，杀灭效果非常显著。

传统紫外光源均为气体放电灯，主要分3种：汞/金属卤化物灯、氙气灯和氘灯。用于杀菌消毒的主要是低压汞灯。低压汞灯内充满了汞蒸汽，通过引燃灯管内汞蒸汽进行弧光放电，汞离子受激产生紫外线。低压汞灯具有发光效率高，功率大的优点，但是由于存在发光强度低，寿命短，工作时产生臭氧，制造材料中含汞等缺点，正逐步被采用半导体工艺制造的UVC LED所取代。

UVC LED杀菌具有突出的优点：辐照强度高，单位面积的光强比汞灯高出1000倍以上，杀菌效率高；使用时无毒，无残留，无异味，对环境完全无影响；谱线集中，无杂波，不产生臭氧；不含汞等有毒元素，符合国际水俣公约，安全环保；工作寿命长，普遍可达10000-20000小时，可靠性高。

因为UVC LED这些突出的优点，目前正广泛应用在便携式、家用、商用等各种杀菌消毒场景中。

除了用于杀菌消毒的深紫外线外，其它波段的紫外线也广泛应用在污水处理，医疗保健，光固化，军事，光谱分析，油污检测，刑事侦探，纺织，考古等等领域。

由此可见，紫外线的应用非常广泛。

紫外线能够破坏DNA和RNA等遗传物质的分子结构。如果人体长时间暴露于紫外线照射之下，则有可能受到超过安全限度的辐照剂量的照射，诱发癌变，危害人体健康。因此在使用紫外线时，必须要加强防护措施。

另外，因为肉眼看不到紫外线，无法准确判断紫外线的照射范围，因此会影响杀菌效果。

为了更有效、更安全地使用紫外LED杀菌消毒，有必要发明一种标示深紫外LED灯工作状态和照射范围的方法。

中国专利（申请号：201610549074）披露了可标示发光范围的不可见光灯珠结构。公开了可标示发光范围的紫外LED，提供了一种获知不可见光发光范围的技术手段。其LED结构包括上层支架和下层支架、不可见光灯珠（紫外线LED）和指示灯、以及将指示灯发出的可见光从底层空腔中导出的光通道。不可见光灯珠位于上层支架，指示灯位于下层支架。下层空腔内部有反光材料。

该专利申请中指示灯发出的可见光通过光通道照射到不可见光灯珠照射范围的周边，形成光斑，可以比较准确有效地标示不可见光的照射范围。

该专利申请存在如下问题：

1、结构复杂，制造成本高。和传统的LED结构相比，增加了一个支架、一个LED灯珠，以及复杂的可见光光路结构；

2、两个LED集成在一个封装结构中，点亮时会产生更多热量。因此需要更有效的散热设计，不但降低了LED的寿命，而且也提高了成本；

3、工作不可靠。可见光灯珠和不可见光灯珠不管是串联还是并联，本质上都是两个独立的LED。本实用新型实际上是通过一个LED的发光来标示另外一个LED的工作状态，本质上存在发生故障的可能。举例说明。1：如果可见光灯珠点亮而不可见光灯珠失效，则不能继续杀灭病菌；2：如果可见光灯珠失效而不可见光灯珠继续点亮，那么用户有可能长时间暴露在紫外线照射之下，危害用户健康。

如何设计一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，且结构简单、制作成本低、可靠性高，这是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，可以显示深紫外LED灯工作状态和光照范围，且结构简单、制作成本低、可靠性高。

本实用新型技术方案的基本构思为：在深紫外LED灯所发射的紫外线光通路上设置荧光物质，当深紫外LED灯通电发出肉眼不可见的紫外线时，荧光物质在紫外线照射下发出可见光，由此可标示深紫外LED灯的工作状态和照射区域。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯包括透镜，其特征在于，所述深紫外LED灯所发射的紫外线光通路上设有荧光体，所述荧光体设置在所述透镜上或所述深紫外LED灯配置的透光防护罩上。

对上述技术方案的改进：在所述透镜的局部表面设置一层所述荧光体或在所述透镜内的局部嵌入所述荧光体。

对上述技术方案的进一步改进：在所述透镜周边上设置荧光环，在所述荧光环的表面上设置一层所述荧光体或在所述荧光环内嵌入所述荧光体。

对上述技术方案的进一步改进：所述荧光环为环氧树脂、硅树脂或石英玻璃制成的圆台筒状，所述荧光环的小直径端口固定在所述透镜的前部周边上。

对上述技术方案的进一步改进：所述透光防护罩配置一基座，所述基座中间设置空腔，所述空腔用于放置所述深紫外LED灯，所述透光防护罩将所述空腔的上端口罩住，在所述透光防护罩的表面设置一层所述荧光体或在所述透光防护罩内嵌入所述荧光体。

对上述技术方案的进一步改进：所述基座的空腔内壁上设置有可反射紫外线的反光层。

对上述技术方案的进一步改进：在所述基座上安装有人体感应器、声光报警装置及控制器，所述人体感应器及声光报警装置分别与所述控制器连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型的结构简单，制造成本低廉。现有的荧光物质品种多样，成本低廉；本实用新型的方案非常适合大规模生产，将有效降低生产成本；

2、本实用新型的结构简单，不会影响深紫外LED灯散热，也不额外耗费电能，对深紫外LED灯寿命无影响；

3、本实用新型工作准确可靠。本实用新型中采用的荧光物质是被动发光，只有深紫外LED灯发射紫外线照射到荧光物质上时，荧光物质才会发出可见光。紫外线消失后，荧光物质停止发射可见光。由此可见，本实用新型可准确可靠地标示深紫外LED灯的工作状态和照射区域。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置实施例1的示意图；

图2是本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置实施例2的示意图；

图3是本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置实施例3的局部剖面示意图；

图4是本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置实施例3的局部剖面立体图。

图中标号为：1-阳极、2-阴极、3-金线、4-反射腔、5-荧光环、6-透镜、7-荧光体、8-基座、9-空腔、10-透光防护罩。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参见图2，本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置的实施例1，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯包括阳极1、阴极2、金线3、反射腔4及透镜6，在所述深紫外LED灯所发射的紫外线的光通路上设有荧光体7，具体是在透镜6的局部表面设置一层荧光体7或在透镜6内的局部嵌入荧光体7。

具体实施时，在透镜6的表面喷涂荧光体7位置、形状和面积大小，以不显著影响深紫外LED灯发射的紫外线光照强度为宜。

当深紫外LED灯发射的紫外线透过透镜6时，透镜6表面喷涂的荧光体7受紫外线照射而发出可见光，由此可警示使用人员紫外LED正在发射紫外线；发出的可见光还可以照亮紫外LED的紫外线照射区域，引导使用人员更准确地杀菌消毒。

参见图1，本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置的实施例2，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯包括阳极1、阴极2、金线3、反射腔4及透镜6，在所述透镜6周边上设置荧光环5，在荧光环5的表面设置一层荧光体7或在荧光环5内嵌入荧光体。

进一步地，上述荧光环5为环氧树脂、硅树脂或石英玻璃制成的圆台筒状，将荧光环5的小直径端口固定在透镜6的前部周边上。

当通过透镜6侧边发射的紫外线照射到荧光环5时，荧光体7在紫外线照射下发出可见光，由此可警示使用人员深紫外LED灯正在发射紫外线；荧光环5发出的可见光还可以照亮紫外LED的紫外线照射区域，引导使用人员更准确地杀菌消毒。

参见图3、图4，本实用新型一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置的实施例3，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯配置一透光防护罩10，透光防护罩10配置一基座8，在基座8中间设置空腔9，空腔9用于放置所述深紫外LED灯。用透光防护罩10将所述空腔9的上端口罩住，在透光防护罩10的表面设置一层所述荧光体或在所述透光防护罩10内嵌入荧光体7。在所述基座8的空腔9内壁上设置有可反射紫外线的反光层。

荧光体7可设在透光防护罩10上表面、下表面或者夹层中，在透光防护罩10上喷涂荧光体7的位置、形状和面积大小，以不显著影响紫外LED发射的紫外线光照强度为宜。

当深紫外LED灯发射的紫外线透过透光防护罩10时，透光防护罩10上的荧光体7经紫外线照射发出可见光，由此可警示使用人员紫外LED正在发射紫外线；发出的可见光还可以照亮紫外LED的紫外线照射区域，引导使用人员更准确地杀菌消毒。

为了进一步提高安全性，还可在基座8上安装有人体感应器、声光报警装置及控制器，所述人体感应器及声光报警装置分别与所述控制器连接。人体感应器可检测深紫外线照射范围内是否有人体存在，如果检测到有人体存在，则由控制器控制立即切断深紫外LED灯的电源，同时声光报警装置报警，提醒使用者注意。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，包括深紫外LED灯，所述深紫外LED灯包括透镜，其特征在于，所述深紫外LED灯所发射的紫外线光通路上设有荧光体，所述荧光体设置在所述透镜上或所述深紫外LED灯配置的透光防护罩上；在所述透镜的局部表面设置一层所述荧光体或在所述透镜内的局部嵌入所述荧光体，或者，在所述透镜周边上设置荧光环，在所述荧光环的表面上设置一层所述荧光体或在所述荧光环内嵌入所述荧光体。

2.根据权利要求1所述的显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，其特征在于，所述荧光环为环氧树脂、硅树脂或石英玻璃制成的圆台筒状，所述荧光环的小直径端口固定在所述透镜的前部周边上。

3.根据权利要求1所述的显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，其特征在于，所述透光防护罩配置一基座，所述基座中间设置空腔，所述空腔用于放置所述深紫外LED灯，所述透光防护罩将所述空腔的上端口罩住，在所述透光防护罩的表面设置一层所述荧光体或在所述透光防护罩内嵌入所述荧光体。

4.根据权利要求3所述的显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，其特征在于，所述基座的空腔内壁上设置有可反射紫外线的反光层。

5.根据权利要求3或4所述的显示紫外线光照范围的紫外线消毒装置，其特征在于，在所述基座上安装有人体感应器、声光报警装置及控制器，所述人体感应器及声光报警装置分别与所述控制器连接。

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