CN216091539U

CN216091539U - 一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统

Info

Publication number: CN216091539U
Application number: CN202122636842.4U
Authority: CN
Inventors: 邢奕; 朱金才; 姜博; 郑贵堃; 岳涛; 苏伟; 温维; 押浩博
Original assignee: Beijing Zhongke Changjian Environmental Treatment Technology Co ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: Beijing Zhongke Changjian Environmental Treatment Technology Co ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2031-10-29

Abstract

本实用新型公开了一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，本实用新型采用紫外线与臭氧相结合的方式对公共场所进行消毒，即紫外线灯一方面发出紫外线，对场所进行紫外消毒，另一方面，其作为紫外线照射式臭氧发生器的发光源，用于产生臭氧，以便对场所进行臭氧消毒；由此，臭氧可以杀灭紫外线无法处理的孢子、孢囊以及病毒等，同时臭氧为气体，覆盖范围更广，可做到无死角消毒，消杀效果更好；另外，利用紫外线照射产生的臭氧浓度较低，对环境以及人体影响较小；因此，采用紫外线与臭氧耦合作用的消毒系统，相比于传统的臭氧以及紫外线消毒，其消毒时间更短，消毒效率更高，也更为安全以及环保。

Description

一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统

技术领域

本实用新型属于公共场所消毒技术领域，具体涉及一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统。

背景技术

随着各种传染疾病在全球范围内的肆虐(如新冠肺炎、非典等)，为预防病毒在人员聚集性公共场所的传播，从而有效切断传播途径，成为传染疾病防控的重要一环；因此，寻找更为有效的公共场所消杀技术这一问题就引起了人们的强烈关注。

目前，大型公共场所的消杀主要采用以下方式：(1)紫外线消毒，其原理为：适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果；(2)臭氧消毒，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，同时可以与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器、DNA(DeoxyriboNucleicAcid，脱氧核糖核酸)以及RNA(Ribonucleic Acid，核糖核酸)，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡，并且能透过细胞膜组织，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。

但是，前述消杀方式存在以下不足：紫外线消毒难以处理孢子、孢囊和病毒等，并且没有持续消毒的能力，同时还可能存在微生物的光复活问题，对大型公共场所来说，不易做到在整个空间内的均匀辐射，有照射的阴影区；臭氧本身活性较强，较易分解，但是消毒后残留的臭氧对人体呼吸道有一定危害，并且在相对湿度较低时，消毒效果受到较大影响，且单独进行臭氧消毒所需时间的较长；因此，提供一种具有持续消毒能力，消毒覆盖范围广，消毒效果好且消毒所需时间短的消毒系统迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，以解决紫外线消毒所存在的难以处理孢子、孢囊和病毒，且不易做到整个空间的消毒，以及臭氧消毒所存在的消毒时间较长以及对人体有害的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，包括：紫外线照射模块、臭氧发生模块以及控制模块，其中，所述控制模块分别电连接所述紫外线照射模块以及所述臭氧发生模块的受控端；

所述紫外线照射模块包括多个紫外线灯，且所述多个紫外线灯中的每个紫外线灯均安装于待消毒场所内；

所述臭氧发生模块包括紫外线照射式臭氧发生器以及臭氧运输管道，其中，所述多个紫外线灯中的任一紫外线灯作为所述紫外线照射式臭氧发生器的发光源，且所述紫外线照射式臭氧发生器的出气端连通所述臭氧运输管道；

所述臭氧运输管道布置于所述待消毒场所内，且所述臭氧运输管道上设置有多个出气喷头。

基于上述公开的内容，本实用新型采用紫外线与臭氧相结合的方式对公共场所进行消毒，即紫外线灯一方面发出紫外线，对场所进行紫外消毒，另一方面，其作为紫外线照射式臭氧发生器的发光源，用于产生臭氧，以便对场所进行臭氧消毒；由此，臭氧可以杀灭紫外线无法处理的孢子、孢囊以及病毒等，同时臭氧为气体，覆盖范围更广，消杀效果更好；另外，利用紫外线照射产生的臭氧浓度较低，对环境以及人体影响较小；因此，采用紫外线与臭氧耦合作用的消毒系统，相比于传统的臭氧以及紫外线消毒，其消毒时间更短，消毒效率更高，也更为安全以及环保。

在一个可能的设计中，所述每个紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～320nm之间，其中，所述多个紫外线灯中作为所述发光源的紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～280nm之间，其余紫外线灯发射的紫外线的波长介于280～320nm之间。

基于上述公开的内容，波长为280～320nm的紫外线用于紫外消杀，而波长介于100～280nm的紫外线则用于产生臭氧，由此，即可实现一光两用，且该波长照射产生的臭氧，浓度较低，不会对人体以及环境产生影响，更为环保。

在一个可能的设计中，所述多个紫外线灯的总辐射强度至少为70 W/cm²。

在一个可能的设计中，所述紫外线照射式臭氧发生器产生的臭氧浓度至少为20mg/m³。

基于上述公开的内容，设置紫外线的辐射强度以及臭氧的浓度，可在保证具有较好消毒效果的同时，而不会对人体以及环境产生影响，从而做到更为安全以及环保的消毒。

在一个可能的设计中，臭氧监测模块，其中，所述臭氧监测模块的输出端电连接所述控制模块，用于将检测到的臭氧浓度数据发送至所述控制模块。

基于上述公开的内容，通过设置臭氧监测模块，可实时监测待消毒场所内的臭氧浓度，以便通过控制模块进行实时调节，保证达到最佳的消毒效果。

在一个可能的设计中，所述臭氧监测模块包括气敏传感器、第一放大器以及三端稳压器；

所述第一放大器的反相输入端电连接所述气敏传感器的输出端，所述第一放大器的同相输入端电连接所述三端稳压器的电压输出端，所述三端稳压器的电压输出端还电连接所述气敏传感器的供电端，所述三端稳压器的输入端电连接供电电源，且所述第一放大器的输出端电连接所述控制模块。

在一个可能的设计中，所述消毒系统还包括：供电模块，其中，所述供电模块分别电连接所述控制模块、所述紫外线照射模块、所述臭氧发生模块以及所述臭氧监测模块的供电端。

在一个可能的设计中，所述供电模块包括：交流电源、整流变压器、整流桥、第二放大器以及三极管；

所述交流电源并联在所述整流变压器原边的两端，所述整流变压器副边的两端并联有所述整流桥，所述整流桥的输出端分别电连接第一电阻的一端、第二电阻的一端、第一电容的一端以及第二放大器的正极，所述第一电阻的另一端分别电连接所述第二放大器的同相输入端以及第三电阻的一端，所述第二电阻的另一端分别电连接所述第二放大器的反相输入端以及第二电容的一端；

所述第二放大器的输出端通过第四电阻电连接三极管的基极，所述三极管的发射极电连接所述第一放大器的反相输入端，且所述整流桥的输出端还电连接所述三端稳压器的输入端；

所述第一电容的另一端、所述第三电阻的另一端以及所述第二电容的另一端分别电连接所述三极管的集电极。

本实用新型获取的有益效果是：

(1)本实用新型利用臭氧与紫外线共同对待消毒场所进行消毒，其中，臭氧可以杀灭紫外线无法处理的孢子、孢囊以及病毒等，同时臭氧为气体，覆盖范围更广，消杀效果更好；另外，利用紫外线照射产生的臭氧浓度较低，对环境以及人体影响较小；因此，采用紫外线与臭氧耦合作用的消毒系统，可以使消毒时间缩短，使消毒效率更高，同时也更为安全以及环保。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于紫外线以及臭氧的消毒系统的系统框图；

图2是本实用新型提供的供电模块、臭氧监测模块以及控制模块的具体连接电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

实施例

如图1和图2所示，本实施例所提供的基于紫外线以及臭氧的消毒系统，一方面利用紫外线对待消毒场所进行紫外消杀，另一方面，利用紫外线照射产生臭氧，从而利用臭氧对待消毒场所进行臭氧消杀；由此，臭氧可以杀灭紫外线无法处理的孢子、孢囊以及病毒等，同时臭氧为气体，覆盖范围更广，消杀效果更好；另外，利用紫外线照射产生的臭氧浓度较低，对环境以及人体影响较小；因此，本实施例所提供的消毒系统，可以使消毒时间缩短，使消毒效率更高，且也更为安全以及环保。

如图1所示，本实施例第一方面所提供的基于紫外线以及臭氧的消毒系统，可以但不限于包括：紫外线照射模块、臭氧发生模块以及控制模块，其中，所述控制模块分别电连接所述紫外线照射模块以及所述臭氧发生模块的受控端，以实现对紫外线消毒以及臭氧消毒的自动化控制。

在本实施例中，举例所述紫外线照射模块可以但不限于包括多个紫外线灯，且所述多个紫外线灯中的每个紫外线灯均安装于待消毒场所内；当然，紫外线灯的数量可根据待消毒场所的大小进行合理布置，只要能够覆盖整个待消毒场所即可。

同时，举例紫外线灯可以但不限于使用挂钩式安装方式，以便进行快速安装以及拆卸，从而提高使用的便捷性；当然，也可选用其余方式，例如灯座安装式等。

而本实施例中的臭氧发生模块则可以但不限于包括：紫外线照射式臭氧发生器以及臭氧运输管道；即多个紫外线灯中的任一紫外线灯作为所述紫外线照射式臭氧发生器的发光源，通过发出紫外线照射内部的臭氧发生片，从而产生臭氧，与紫外线相互配合，共同对待消毒场所进行消毒。

当然，紫外线照射式臭氧发生器的出气端连通所述臭氧运输管道，而所述臭氧运输管道则布置于所述待消毒场所内，并设置有多个出气喷头，以便通过出气喷头向待消毒场所内释放臭氧，从而实现紫外线与臭氧的耦合消毒。

在本实施例中，紫外线照射式臭氧发生器的数量也可根据待消毒场所的大小进行合理布置，从而保证臭氧的覆盖率；同时，控制模块可以但不限于电连接紫外线灯以及紫外线照射式臭氧发生器的受控端，以便实现二者的自动化控制。

由此，本实施例所提供的消毒系统，利用臭氧以及紫外线相互配合，共同对待消毒场所进行消毒，其可利用臭氧杀灭紫外线无法处理的孢子、孢囊以及病毒等，从而提高消毒效果；同时，臭氧为气体，覆盖范围更广，能够做到无死角的消毒；另外，采用紫外线照射产生的臭氧，浓度较低，不会对人体以及环境产生影响；由此，本实施例所提供的消毒系统，相比于传统的臭氧以及紫外线消毒，其消毒时间更短，消毒效率更高，同时也更为安全以及环保。

在本实施例中，举例每个紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～320nm之间，其中，所述多个紫外线灯中作为所述发光源的紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～280nm之间，其余紫外线灯发射的紫外线的波长介于280～320nm之间；即波长介于280～320nm的紫外线用于病毒消杀，而波长介于100～280nm之间的紫外线则用于产生臭氧。

具体的，使用波长为185nm的紫外线作为紫外线照射式臭氧发生器的发光源，其原理为：在该波长的紫外线的照射下，可使一部分氧分子分解成氧原子，然后氧原子再同氧分子发生反应形成臭氧。

另外，在本实施例中，举例多个紫外线灯的总辐射强度至少为70 W/cm²’，而紫外线照射式臭氧发生器产生的臭氧浓度至少为20mg/m³，由此，通过设置紫外线的辐射强度以及臭氧的浓度，可在保证具有较好消毒效果的同时，而不会对人体以及环境产生影响，从而做到更为安全以及环保的消毒。

参见图2，本实施例第二方面在实施例第一方面的基础上，进行进一步的优化，即设置有臭氧监测模块，以实时监测待消毒场所内的臭氧浓度，从而通过控制模块进行臭氧浓度的实时控制，以达到最佳的消毒效果。

参见图2，臭氧监测模块的输出端则电连接控制模块，从而将检测到的臭氧浓度数据发送至控制模块。

下述提供臭氧监测模块的其中一种具体电路结构：

即臭氧监测模块包括：气敏传感器、第一放大器以及三端稳压器，参见图2，前述各个器件的连接结构为：所述第一放大器的反相输入端电连接所述气敏传感器的输出端，所述第一放大器的同相输入端电连接所述三端稳压器的电压输出端，所述三端稳压器的电压输出端还电连接所述气敏传感器的供电端，所述三端稳压器的输入端电连接供电电源，且所述第一放大器的输出端电连接所述控制模块。

由此，气敏传感器即可实时监测待消毒场所内的臭氧浓度，并实时传输至控制模块中；同时，采用三端稳压器给气敏传感器供电，可提高传感器的灵敏度，从而增强对臭氧的监测能力。

在本实施例中，供电电源是通过供电模块提供的，即供电模块分别电连接控制模块、紫外线照射模块、臭氧发生模块以及臭氧监测模块的供电端，从而为整个消毒系统提供工作电源，以实现系统的正常工作。

参见图2，下述提供供电电源与前述臭氧监测模块以及控制模块的其中一种电路连接结构：

在本实施例中，举例供电模块可以但不限于包括：交流电源AC、整流变压器F1、整流桥D1、第二放大器以及三极管，前述各个器件的连接结构为：

参见图2：所述交流电源AC并联在所述整流变压器F1原边的两端，所述整流变压器F1副边的两端并联有所述整流桥D1，即通过整流变压器将交流电源AC变为直流电源，从而通过整流桥D1整流后，为各个模块供电，即：

所述整流桥D1的输出端分别电连接第一电阻R2的一端、第二电阻R3的一端、第一电容C2的一端以及第二放大器的正极，所述第一电阻R2的另一端分别电连接所述第二放大器的同相输入端以及第三电阻R1的一端，所述第二电阻R3的另一端分别电连接所述第二放大器的反相输入端以及第二电容C3的一端；所述第二放大器的输出端通过第四电阻R4电连接三极管的基极，所述三极管的发射极电连接所述第一放大器的反相输入端，且所述整流桥D1则作为前述供电电源，其输出端电连接所述三端稳压器的输入端；另外，所述第一电容C2的另一端、所述第三电阻R1的另一端以及所述第二电容C3的另一端则分别电连接所述三极管的集电极，以保证整个电路的连通。

在本实施例中，举例控制模块为集成电路，其集成有控制器，可以但不限于为：单片机或可编程逻辑控制器；具体的，采用STC89C51单片机；由此，利用控制模块，即可根据臭氧浓度监测数据进行紫外线与臭氧耦合的调节，实现最佳的反应效果。

下述提供本消毒系统的消杀流程：

在进行消杀前需要保证待消毒场所内无人，通过控制模块打开紫外线灯，进行紫外线照射，同时，紫外线灯作为发光源，可使紫外线照射式臭氧发生器产生臭氧；因此，可在进行紫外线照射时通入臭氧，扩散至整个空间，工作时间需视空间大小而定，消杀结束后，停止紫外线照射并关闭消毒系统，并等待臭氧散尽后方可使用。

另外，本实施例所提供的消毒系统，不限定于固定式，可改为移动式或者手持消杀方式，即布置在移动式机器人或无人机上进行人工智能消杀，或设计手持式消杀仪，由人工消杀；具体使用方式可根据使用场景而定。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，包括：紫外线照射模块、臭氧发生模块以及控制模块，其中，所述控制模块分别电连接所述紫外线照射模块以及所述臭氧发生模块的受控端；

2.如权利要求1所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述每个紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～320nm之间，其中，所述多个紫外线灯中作为所述发光源的紫外线灯发射的紫外线的波长介于100～280nm之间，其余紫外线灯发射的紫外线的波长介于280～320nm之间。

3.如权利要求1所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述多个紫外线灯的总辐射强度至少为70W/cm²。

4.如权利要求1所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述紫外线照射式臭氧发生器产生的臭氧浓度至少为20mg/m³。

5.如权利要求1所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述消毒系统还包括：臭氧监测模块，其中，所述臭氧监测模块的输出端电连接所述控制模块，用于将检测到的臭氧浓度数据发送至所述控制模块。

6.如权利要求5所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述臭氧监测模块包括气敏传感器、第一放大器以及三端稳压器；

7.如权利要求6所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述消毒系统还包括：供电模块，其中，所述供电模块分别电连接所述控制模块、所述紫外线照射模块、所述臭氧发生模块以及所述臭氧监测模块的供电端。

8.如权利要求7所述的一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统，其特征在于，所述供电模块包括：交流电源(AC)、整流变压器(F1)、整流桥(D1)、第二放大器以及三极管；

所述交流电源(AC)并联在所述整流变压器(F1)原边的两端，所述整流变压器(F1)副边的两端并联有所述整流桥(D1)，所述整流桥(D1)的输出端分别电连接第一电阻(R2)的一端、第二电阻(R3)的一端、第一电容(C2)的一端以及第二放大器的正极，所述第一电阻(R2)的另一端分别电连接所述第二放大器的同相输入端以及第三电阻(R1)的一端，所述第二电阻(R3)的另一端分别电连接所述第二放大器的反相输入端以及第二电容(C3)的一端；

所述第二放大器的输出端通过第四电阻(R4)电连接三极管的基极，所述三极管的发射极电连接所述第一放大器的反相输入端，且所述整流桥(D1)的输出端还电连接所述三端稳压器的输入端；

所述第一电容(C2)的另一端、所述第三电阻(R1)的另一端以及所述第二电容(C3)的另一端分别电连接所述三极管的集电极。