CN215799937U - 一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境消毒技术领域，公开了一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，采用将氯化钠(食盐)水电解，生成广谱高效消毒杀菌剂次氯钠水溶液，可用于替代例如84消毒液；可以再经微波振荡将消毒水雾化弥漫对家庭、小规模动物饲养环境消毒；电解机构还可作电解水产生氧气；单雾化可对环境补湿；也可在有消毒剂时加入水中进行高浓度高雾化杀菌等5种用途。全过程智能调控与报警。

Description

一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机

技术领域

本发明涉及环境消毒领域，具体涉及一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机。

背景技术

目前的购买成品消毒杀菌药物存在急用时买不到；兑水稀释喷洒出的雾珠颗粒大、效果差。所以发明人针对传统消毒存在的成本高、效果差和紧急情况买不到等缺点，发明人欲研发一种智能控制的自行产生消毒液,再单独使用或通过弥雾进行环境消毒；同时在需要补充氧气情况下又可用作电解水增氧；可单独弥雾补湿，或在有消毒剂时加入水中进行高浓度高雾化杀菌等5种用途的多用机。

发明内容

针对上述问题、本项发明提供一种全新的高效消毒药自动生成，并自动微雾状喷出弥漫空间的方法及设备。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：氯化钠(食盐)水—电解—生成次氯钠—微波振荡—次氯酸钠水溶液雾化弥漫—全过程智能调控与报警；需氧时直接电解水生成氧气。

一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，包括如下部件及步骤：

A1：电解氯化钠(食盐)水机构、由电解容器、变压整流器、电极板电极构成。

A2：超声波雾化机构、由水箱容器一个和安装在此容器侧壁或另一连通容器上的振荡电路构成。

A3：智能控制系统采用单片机编程自动调控，主要由单片机(5)、温湿度传感器(5-1)、液晶屏(5-2)、功能选择按键(5-3)、蓝牙模块(5-4)、继电器电路(5-5，5-6)、开关电源(5-7)等组成，其中：单片机(5)为控制电路的控制芯片，温湿度传感器(5-1)用于检测机器的工作温度和空气湿度，液晶屏(5-2)用于人机交互，功能选择按键(5-3)用于选择加湿模式和消毒模式，蓝牙模块(5-4)用于与手机通讯，继电器电路(5-5，5-6)为控制电解电路和超声波振荡电路接通或闭合，开关电源为机器提供工作电源，将家用AC 220V转换成DC12V、3.3和5V电压。其中：

1、电解容器

包括中间有隔的联通塑料容器、容器盖、容器盖上有个输气孔管、一个两用活动漏斗、加液孔等构成，用于盛液体、放置电解电极、喷雾机构，其中；

电解电极安装固定在容器盖上，电解板状正极C2-1)用二氧化钉覆钛合金板导电防腐；电解环状负极(2-2)用不锈钢板，分设在容器的右边和左边，中间被有孔隔板(1-3)隔开，隔板下端有孔液体能左右互通；形成两个气室，便于氢、氧气各在一处，并由各一导管导出"与电解电极安在容器盖上，容器盖的另侧有一带内螺纹的孔，两用漏斗旋上时作为电解时通气，喷雾时两用活动漏斗小咀喷出增加弥漫速度喷得更远；漏斗旋出可作为向容器中加食盐水用"，

2、电解机构

包括开关电源、电极板电极棒：开关电源输入插头插入220v市电插座，将 220v交流电降至12V直流输出，送电至电极板电极棒。电极板电极棒在电解容器中，容器中的氯化钠(食盐)水溶液发生电解反应，生成次氯酸钠水溶液(一种可以杀灭各种病毒、细菌、真菌等病原微生物的高效消毒剂)

采用电解食盐水简易制得次氯酸钠(NaClO)：

2NaCl+2H₂O＝2NaOH+H₂↑+CL₂↑

负极 正极

二次反应：CL₂+2NaOH＝NaCl+NaCLO+H₂O(在母液中自行完成)

需用消毒药液时，只需将食盐(NaCl)水放入发生器，将发生器电源插入 220V照明电路，反应一定时间后停止，产生需要的次氯酸钠消毒液。

当需要氧气时，水中不加食盐，则生成氢气和氧气，将氢气导出室外，氧气留在室内。

2H₂O＝2H₂↑+O₂↑(电解水)

负极 正极

3、超声波雾化机构

利用超声波雾化作用，在容器内的一侧壁安装一个振荡频率在20KHz左右的振荡电路，输出连接到的压电晶体换能器，将电能转换为超声频率震动的机械振动，导致水分子能量增加，从而逸出水面形成极微小的自然飘逸的水雾，再通过小口径喷出增加弥漫速度，由此将含次氯酸钠消毒剂的水成微雾弥漫扩散到空间。

次氯酸钠消毒剂的水雾不仅具有极强杀菌作用，同时往往空气中的尘埃表面带有正电荷，雾化的水颗粒表面带有负电荷，正、负电荷接触使空气中飘浮的烟雾、粉尘体积不断膨胀增大增重，加速尘埃沉淀。能有效去除有毒有害的甲醛、一氧化碳和细菌等各种有害物质以及各种异昧，使空气更清新。水雾化过程中释放大量的高浓度的负离子能有效提高人体吸氧和呼出二氧化碳的效率，增加人体或动物大脑细胞营养，保持良好的精神状态。

超声波雾化机构结构紧凑、安装使用方便、控制灵敏准确、高效节电，比电热式加湿器节省电能70％-85％。

次氯酸钠是广谱高效消毒杀菌剂：次氯酸钠、次氯酸酸钙等氯制剂氧化类是公知最常用的消毒杀菌药物，其杀菌原理：

其强烈的氧化性(新生态氧)，使蛋白质变性，对几乎所有病原微生物都有消毒杀灭效果，因而广泛应用于医疗(医疗上的达金氏液即是次氯酸钠与硼酸的复方抗菌剂；家用84消毒液更是含有效氯4.5-5.5％的次氯酸钠水溶液)、家庭、环境、种养殖消毒杀菌，也是杀灭环境中病菌的有效消毒药。

此原液直接喷出为高浓度与病原微生物接触由于浓度大，杀菌能力强而能迅速杀灭病原。

只选喷雾功能，可单独作为环境补湿，只加水，不电解。

4、智能调控器

5种功能的选择；

电解反应需要设定反应时间控制、液温控制；

雾化需要自动转换即在设定的电解时间终了或达到80％时，自动启动振荡喷雾线路而喷雾，水位低于雾化器一半时自然停止；

这些都由智能调控器完成。

控制器尤其开关电源容易因电流过大而发热，为保证控制器安全也需要进行检测和设置自动报警并断电的安全保护。

智能调控一体化装置除以上调控外，同时实现与手机联网控制。

5、应急自制简易电解装置

可用笔记本电脑充电器、电源适配器、其它充电器作电源，用废电池碳棒作电极放在塑料杯中代替进行电解，电解食盐水得到消毒液，电解清水得到氧气，其中一个关键是要将产生的氢气导出到室外。

附图说明：

图1为电解容器、电解机构和雾化机构示意图；

图2简易反应装置示意图

图3控制系统结构框图

图4控制系统电路图

图5开关电路

图6程序流程图。

图中：1.电解容器、1-1左侧容器、1-2右侧容器、1-3有孔隔、1-4容器盖、1-5输气孔管、1-6两用活动漏斗小咀、1-7带内螺纹的孔、1-8两用活动漏斗、1-9两用活动漏斗大口、1-10容器卡凸、1-11盖上卡槽、1-12注水孔、 1-13旋盖；2电解机构、2-1电解板状负极、2-2电解环状正极、2-3电解负极插头、2-4电解正极插头；3雾化机构、3-1振荡器、3-2雾化电源插头；4简易反应装置、4-1塑料杯、4-2正极碳棒、4-3负极碳棒、4-4正极联结导线、 4-5负极联结导线、4-6漏斗、4-7氢气导管、4-8直流电源；5.单片机、5-1 温度传感器、5-2液晶显示屏、5-3功能选择按键、5-4蓝牙模块、5-5继电器 (电解电路)、5-6继电器(振荡电路)、5-7开关电源。

具体实施方式：

下面结合结构图说明本发明的实施方案；

具体构成与安装：

如图1所示，一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的结构是，一个有底园柱形或长方体电解容器(1)，容器分左右两侧即左侧容器(1-1)、右侧容器(1-2)，中间是一块有孔隔板1-3)，其上方空口处加装一个容器盖(1-4)，容器盖上左端有个园的输气孔管(1-5)，右端有个两用活动漏斗(1-8)，容器盖上右端有个带内螺纹的孔(1-7)，两用活动漏斗大口(1-9)向下，两用活动漏斗小咀(1-6)向上，盖上侧壁有个卡槽(1-11)，容器上有个卡凸(1-10)，容器盖上有个加液孔(1-12)和旋盖(1-13)。

进一步的，一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的电解机构(2)由电解板状正极(2-2)用不锈钢板材制作，设在容器的右侧，电解板状负极(2-1)用二氧化钌覆钛合金板导电防腐，设在容器的左侧，电解负极插头(2-3)和电解正极插头(2-4)在盖上中间。

一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的雾化机构(3)由振荡器(3-1)，雾化电源插头(3-2)，雾化电源组成。雾化机构(3)安装在电解容器的另一端偏底侧，通过雾化电源插头(3-1)给振荡电路通电产生振荡并使液体雾化。

一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的控制系统如图3所示，主要由单片机 (5)，温湿度传感器(5-1)，液晶屏(5-2)，功能选择按键(5-3)，蓝牙模块(5-4)，继电器电路(5-5，5-6)和开关电源(5-7)组成。其中，单片机(5)为控制系统的控制芯片，温湿度传感器(5-1)用于测量工作的温湿度信息，功能选择按键(5-3)用于加湿或消毒功能选择，还可进行室内湿度阈值设定，继电器电路(5-5，5-6)是在智能模式下，接通或断开继电器，从而接通或断开电解装置和超声雾化装置，蓝牙模块(5-4)用于和手机通讯，实现手机端控制设备，液晶屏(5-2)用于将温湿度数据显示以及人机交互。

其各部分的具体功能为：

如图4所示，一种消毒弥雾多用机的单片机最小系统由AT89C52单片机，晶振电路和复位电路组成，复位方式采用按键复位，在单片机的P0口上连接8 位排阻。

如图4所示，一种消毒弥雾多用机的系统启动后，首先进入功能选择模式，有三个按键分别接在单片机的P1.1，P1.2，P1.3口，系统工作时，当按键1 按下则是进行常规模式，不进行阈值设定，只要系统通电，则消毒机工作，长按键2和按键3是进行阈值设定，用于增加或减少湿度阈值，短按则是选择加湿功能或消毒功能。

进一步的，一种消毒弥雾多用机的系统启动后，默认进入智能模式，对室内的温湿度进行实施检测。智能模式是以室内湿度为参照，系统提前设定好最低湿度和最好湿度阈值，如当前室内湿度处在阈值范围内，则消毒机正常工作，若室内湿度超出阈值，则继电器断开，消毒机停止工作。

进一步的，如图4所示，为了确保继电器电路能够根据室内的实时湿度信息进行接通或断开电解装置和超声波雾化装置的电源，采用一个PNP三级管进行电流放大。当室内湿度处在阈值范围内时，单片机IO口输出高电平，三极管导通，流过继电器线圈的电流吸合继电器，电解装置和超声波雾化装置工作，进行室内的消毒杀菌工作。当室内的湿度超出阈值时，单片机的IO口输出低电平，三极管截止，继电器线圈无电流经过，继电器断开，电解装置和超声波雾化装置停止，消毒机停止工作。

进一步的，一种消毒弥雾多用机的控制系统还包括一个蓝牙通讯模块 (5-4)，蓝牙模块共4个引脚，其中两个引脚接电源正负极，另外，蓝牙模块的接收引脚接单片机串口通讯的发射引脚，蓝牙模块的发射引脚接单片机的接收引脚，因此采用串口通讯方式与手机连接，实现手机对消毒机的智能控制和室内温湿度实时监测。

进一步，如图4所示，一种消毒弥雾多用机的控制系统还包括液晶显示模块，液晶模块采用液晶显示屏，液晶显示主要用于将室内的温湿度数据显示，使消毒机起到温湿度器的作用。

进一步的，如图5所示，一种消毒弥雾多用机的电源系统采用开关电源，加家用220V交流电转换为12V、5V和3.3V直流电，其中，12V为电解电路和超神振荡电路电源，5V为单片机工作电源，3.3V为各个传感器的供电电源。

优选的，一种消毒弥雾多用机的控制系统流程如图6所示。

一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的雾化机构安装如图1所示，将雾化机构(3)由振荡器(3-1)，雾化电源插头(3-2)，雾化电源组成。雾化机构(3) 安装在电解容器的另一端偏底侧，通过雾化电源插头(3-1)给振荡电路通电产生振荡并使液体雾化。

一种家用式消毒弥雾及增氧多用机的容器和电解电极安装如图1所示，将容器盖(1-4)翻面放在桌面上；将电解机构(2)的电解板状正极(2-1)插在容器盖(1-4)的左侧孔中，电解环状负极(2-2)插在容器盖(1-4)的右侧孔中。

将容器盖(1-4)再翻面扣放在电解容器(1)上，并让盖上侧壁有个卡槽 (1-11)的位置对准容器上有个卡凸(1-10)的位置；扣好后电解机构(2) 的电解板状正极(2-2)在容器的右侧，电解环状负极(2-1)在容器的左侧，电解负极插头(2-3)和电解正极插头(2-4)在盖上中间(如图1所示)。用电源联接线将电解负极插头(2-3)和电解正极插头(2-4)与变压整流的电源的电解输出相联结，由变压整流的电源(4)给电解电极供直流电。

再将一根细导管套在容器盖(1-4)上左端的输气孔管(1-5)上，便于在有氢气放出时，通过导管导出室外。

也可以在容器盖(1-4)上另加一个带盖的加液孔(1-12)，在加水时将旋盖(1-13)旋开即可由此加水，这样可以省去两用活动孔管(1-6)的旋下旋上，并将作为固定式。

应急自制简易电解装置：用废电池碳棒正极碳棒(4-2)和负极碳棒(4-3) 作电解电极，放在塑料杯(4-1)中；通过正极联结导线(4-4)、负极联结导线(4-5)与碳棒联结，并由笔记本电脑充电器、电源适配器或其它充电器作直流电源(4-8)给电解碳棒供电；用一个塑料漏斗(4-6)倒扣住正极碳棒，漏斗尖端用一根导管(4-7)将氢气导出到室外。

使用操作方法：

1.电解食盐水生成次氯酸钠，消毒液直接利用

a.控制器上的操作：合上电源开关(5-1)、按功能选择按键(5-1)并选定“单消毒液产生”，待食盐水加入后按下工作启动键(5-3)，此时工作功能显示(5-4)显示为“单消毒液产生”。

b.按5-10％左右浓度兑好食盐水；

c.旋下两用活动漏斗(1-8)以便向电解容器内倒入食盐水：将容器盖(1) 上的两用活动漏斗(1-8)旋下，倒放在容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)即漏斗口大的一端(1-9)向上，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向下与图1中上下颠倒，便于向容器中倒入食盐水。

d.通过两用活动漏斗(1-8)向电解容器(1)内倒入食盐水：将兑好食盐水从漏斗口大的一端(1-9)倒入容器(1)。

e.两用活动漏斗(1-8)还原：将两用漏斗(1-8)取下，调头重新旋入容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)即漏斗口大的一端(1-9)向下，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向上，便于电解时排气和雾化时将含次氯酸钠消毒剂的微雾通过小口径喷出，弥漫扩散到空间。

f.将智能调控器插入220v市电插座，开启智能调控器上开关键，电解环状阳极(3-1)、电解环状阴极(3-2)通电后将容器中食盐水电解，生成次氯酘钠消毒液。

g.当氯化钠(食盐)水电解，生成的消毒杀菌剂次氯钠水溶液达到一定浓度 (控制器设定的反应时间)后，控制器自动切断电解电源。此溶液倒出来即可替代84消毒液，作为日常消毒以及农村饮用河、塘水消毒杀菌。

2、电解生成消毒水并雾化弥漫对家庭、小型动物饲养环境消毒

a.控制器上的操作：合上电源开关(5-1)、按功能选择按键(5-1)并选定“消毒液与雾化”，待食盐水加入后按下工作启动键(5-3)，此时工作功能显示(5-4)显示为“消毒液与雾化”。

b.c.d.e.f各步与第1条的b.c.d.e.f相同。

g.当氯化钠(食盐)水电解，生成的消毒杀菌剂次氯钠水溶液达到一定浓度 (控制器设定的反应时间)后，控制器自动切断电解电源，并开启振荡电源，将次氯酸钠水溶液雾化经两用漏斗的小咀(1-6)弥漫至空间，进行环境消毒。

3、产生氧气

a.控制器上的操作：合上电源开关、按功能选择按键并选定“氧气产生”，待水加入后按下工作启动键，此时工作功能显示为“氧气产生”。

b.旋下两用活动漏斗(1-8)以便向电解容器内倒入清水：将容器盖上的两用漏斗旋下，倒放在容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)(1-7)即漏斗口大的一端 (1-9)向上，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向下与图1中上下颠倒，便于向容器中倒入清水。

将一根细导管套在容器盖上左端的输气孔管(1-5)上，便于在有氢气放出时，通过导管导出室外。

c.通过两用活动漏斗(1-8)向电解容器(1)内倒入清水：将清水从漏斗口大的一端(1-9)倒入容器(1)。

d.两用活动漏斗(1-8)还原：将两用活动漏斗(1-8)取下，调头重新旋入容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)即漏斗口大的一端(1-9)在下端，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向上，便于电解时排气。

e.将智能调控器插入220v市电插座，开启智能调控器上开关键，电解环状阳极(3-1)、电解环状阴极(3-2)通电后将容器中水电解，生成氢气和氧气。

4、雾化补湿

a.控制器上的操作：合上电源开关、按功能选择按键并选定“单雾化”，待水加入后按下工作启动键，此时工作功能显示显示为“单雾化”。

b.旋下两用活动漏斗(1-8)以便向电解容器内倒入清水：将容器盖(1-4) 上的两用活动漏斗(1-8)旋下，倒放在容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)即漏斗口大的一端(1-9)向上，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向下与图1中上下颠倒，便于向容器中倒入清水。

c.通过两用活动漏斗(1-8)向电解容器(1)内倒入清水：将清水从漏斗口大的一端(1-9)倒入容器(1)。

d.两用活动漏斗(1-8)还原：将两用活动漏斗(1-8)取下，调头重新旋入容器盖上的带内螺纹的孔(1-7)即漏斗口大的一端(1-9)向下，另一端口小即漏斗小咀(1-6)向上，便于排气。

e.开启智能调控器上开关键后振荡电路将电能转换为超声频率震动的机械振动，导致水分子能量增加，从而逸出水面形成极微小的自然飘逸的水雾，再通过小口径喷出增加弥漫速度，由此将水成微雾弥漫扩散到空间。

5、雾化消毒

与上述第4条(4、雾化补湿)操作基本一致，不同的只是将清水改为在清水中按消毒要求加入一定量的消毒剂，配兑好后加入。

6、应急时的简便使用

在使用时，可用笔记本电脑充电器、电源适配器、其它充电器作电源，用废电池碳棒作电极放在塑料杯中代替进行电解，电解食盐水得到消毒液，电解清水得到氧气；负极需反扣盖上一个漏斗(4-6)，将产生的氢气通过导管(4-7) 导出窒外。

Claims (5)

1.一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，其结构特征在于，包括如下几个部分：

A1：电解氯化钠水机构、由电解容器、变压整流器、电极板电极构成；

A2：超声波雾化机构、由水箱容器一个和安装在此容器侧壁或另一连通容器上的振荡电路构成；

A3：智能控制系统采用单片机编程自动调控，主要由单片机(5)、温湿度传感器(5-1)、液晶屏(5-2)、功能选择按键(5-3)、蓝牙模块(5-4)、继电器电路(5-5，5-6)、开关电源(5-7)组成，其中：单片机(5)为控制电路的控制芯片，温湿度传感器(5-1)用于检测机器的工作温度和空气湿度，液晶屏(5-2)用于人机交互，功能选择按键(5-3)用于选择加湿模式和消毒模式，蓝牙模块(5-4)用于与手机通讯，继电器电路(5-5，5-6)为控制电解电路和超声波振荡电路接通或闭合，开关电源为机器提供工作电源，将家用AC 220V转换成DC 12V、3.3和5V电压。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，其特征在于：电解电极安装固定在容器盖上，电解板状正极(2-1)用二氧化钌覆钛合金板导电防腐；电解环状负极(2-2)用不锈钢板，分设在容器的右边和左边，中间被有孔隔板(1-3)隔开，隔板下端有孔液体能左右互通；形成两个气室，便于氢、氧气各在一处，并由各一导管导出。

3.根据权利要求2所述的一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，其特征在于：电解电极安在容器盖上，容器盖的另侧有一带内螺纹的孔，两用漏斗旋上时作为电解时通气，喷雾时两用活动漏斗小咀(1-6)喷出增加弥漫速度喷得更远；漏斗旋出可作为向容器中加食盐水用。

4.根据权利要求2所述的一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，其特征在于：用笔记本电脑充电器、电源适配器作电源，用废电池碳棒作电极放在塑料杯中代替电解装置进行电解，电解食盐水得到消毒液；电解清水得到氧气，电解水时负极生成的氢气用一倒扣的漏斗将氢气导出室外。

5.根据权利要求1所述的一种智能控制消毒弥雾及增氧多用机，其特征在于：智能调控一体化装置除以上调控外，通过蓝牙模块(5-4)实现与手机联网控制。

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