RU2812606C1 - Способ обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812606C1 RU2812606C1 RU2023100532A RU2023100532A RU2812606C1 RU 2812606 C1 RU2812606 C1 RU 2812606C1 RU 2023100532 A RU2023100532 A RU 2023100532A RU 2023100532 A RU2023100532 A RU 2023100532A RU 2812606 C1 RU2812606 C1 RU 2812606C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rectangular metal
- metal waveguide
- microwave radiation
- microwave
- air
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 73
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 11
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 6
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 1
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002165 resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 241000712461 unidentified influenza virus Species 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к устройству обеззараживания воздуха микроволновым излучением и способу обеззараживания воздуха микроволновым излучением. Устройство состоит из камеры взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, выполненной в виде прямоугольного металлического волновода, содержащего с одного торца клиновидный поглотитель микроволнового излучения, выполненный в виде согласованной нагрузки, с другого торца - возбуждающий штырь, являющийся продолжением центрального проводника коаксиальной линии и частью перехода от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу, крестообразный направленный ответвитель. Устройство включает приточный воздуховод и вытяжной воздуховод, расположенные под углом к камере взаимодействия воздушного потока с широкополосным микроволновым излучением. Устройство имеет детекторно-измерительную секцию, содержащую интегрирующее устройство с цифровым измерителем уровня сигнала, устройство сбора данных и управления, к прямоугольному металлическому волноводу подключен генератор широкополосного микроволнового излучения, реализованный на базе микроволнового генератора белого гауссовского шума в частотном диапазоне 2÷12 ГГц и микроволнового усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Устройство выполнено с возможностью подачи потока воздуха из приточного воздуховода посредством управляемого приточного вентилятора под углом к камере взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением через отверстие у возбуждающего штыря, прорезанное в широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, и вывода потока воздуха через отверстие у клиновидного поглотителя в противоположной широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, соединенное с вытяжным воздуховодом, содержащим цифровой анемометр и управляемый вытяжной вентилятор. Устройство сбора данных и управления выполнено с возможностью обрабатывания информации, получаемой с детекторно-измерительной секции и цифрового анемометра, установки спектральной плотности мощности потока электромагнитного излучения
на выходе микроволнового усилителя путем подстройки коэффициента усиления и установки скорости продуваемого через камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением потока воздуха путем подстройки скорости вращения управляемых приточного и вытяжного вентиляторов. В торце прямоугольного металлического волновода со стороны возбуждающего штыря расположены клинья, продольные размеры которых в месте подсоединения коаксиальной линии выбраны из условия , где - длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, а радиус отверстий металлических сетчатых диффузоров не превышает
,
где - минимальная длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, при этом
,
где - минимальная длина волны из частотного диапазона 2÷12 ГГц, - размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода, при этом диаметры металлических сетчатых диффузоров соответствуют диаметрам приточного и вытяжного воздуховодов и не превышают размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода . В способе подают поток воздуха с помощью управляемого приточного вентилятора через приточный воздуховод в камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, генерируют электромагнитное излучение в частотном диапазоне 2÷12 ГГц с помощью микроволнового генератора белого гауссовского шума. В способе контролируют спектральную плотность мощности потока электромагнитного излучения
по уровню регистрируемой мощности с помощью детекторно-измерительной секции с бокового канала крестообразного направленного ответвителя. В способе выводят поток обеззараженного воздуха через вытяжной воздуховод с помощью управляемого вытяжного вентилятора. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к бытовой и медицинской технике, в частности к средствам стерилизации воздушных аэрозолей микроволновым электромагнитным излучением и может быть использовано для обеззараживания воздуха в помещениях различного назначения в присутствии людей и животных.
Электромагнитное излучение высоких частот (1 ГГц - 1 ТГц) оказывает тепловое воздействие на патогенные микроорганизмы, к которым относятся болезнетворные бактерии и вирусы. Равновесный электромагнитный нагрев при достаточной экспозиции в облучаемой зоне вызывает у микроорганизмов гипертермию, что приводит к подавлению механизма их проникновения в живые клетки или к полному уничтожению [Ошурко В. Б. О механизме селективного биологического действия микроволнового и терагерцевого излучения. Наноструктуры. Математическая физика и моделирование, 2015, T. 12, № 2, С. 65-76]. Известен нетепловой механизм деактивации патогенных микроорганизмов с характерными размерами 10-1000 нм (вирусы гриппа, коронавирусы и др.) с помощью акустических вибраций, вызываемых резонансным поглощением микроволнового излучения на частотах 4-12 ГГц [Yang S.-C. et al. Efficient Structure Resonance Energy Transfer from Microwaves to Confined Acoustic Vibrations in Viruses. Sci. Rep. 5, 18030 (2015)]. Данный механизм в отличие от простого электромагнитного нагрева требует гораздо меньшей мощности облучения, но в большинстве случаев не может быть реализован при безопасных для человека напряженностях электромагнитного поля.
Существуют способы и устройства для микроволновой стерилизации и пастеризации сельскохозяйственных культур и готовых продуктов питания [US 2016/0029685 A1 (Tang J., Liu F. Microwave Sterilization or Pasteurization), 2016-02-04; RU 2640288 C1 (Пахомов В. И. и др. Способ комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием СВЧ-энергии), 27.12.2017, Бюллетень №36], устройства для дезинфекции и стерилизации медицинского оборудования и эпидемиологически опасных отходов [RU 2480242 C1 (Ялда К. Д. и др. Система обеззараживания медицинских и биологических опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения), 27.04.2013, Бюллетень № 12; US 005223231 A (Drake R.C. Apparatus for Sterilizing Medical Waste by Microwave Autoclaving), 1991-12-06], использующие тепловой нагрев микроволновым излучением на дискретных частотах в диапазоне единиц и десятков ГГц. Указанные изобретения предназначены только для работы с твердыми и жидкими веществами и не позволяют производить стерилизацию аэрозолей внутри объема своих камер.
Известен способ воздействия на вирусы мощными электромагнитными импульсами наносекундной длительности, основной спектр которых лежит в микроволновом диапазоне [Гуляев Ю. В. и др. Использование мощных электромагнитных импульсов для воздействия на бактерии и вирусы. Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 2020, T. 493, № 1, С. 15-17]. При воздействии электромагнитного импульса на среду с электрофизическими неоднородностями на границах раздела возникают заряды, которые провоцируют сложные физические явления, приводящие к модификации среды. Благодаря наличию характерных нановыступов у патогенных микроорганизмов, напряженность поля вблизи таких выступов увеличивается, что приводит к их повреждению при более низких значениях напряженности внешнего поля. Данный способ является аналогом к указанному изобретению.
Существуют устройства, обеспечивающие облучение широкополосным микроволновым сигналом аэрозоля, содержащего патогенные микроорганизмы [Enderich D. A. et al. Nonlinear transmission line-driven apparatus for short-pulse microwave exposure of aerosolized pathogens. Rev. Sci. Instrum. 92, 064712 (2021); Hoff B. W. et al. Apparatus for controlled microwave exposure of aerosolized pathogens. Rev. Sci. Instrum. 92, 014707 (2021)]. Данные устройства включают в себя генератор импульсного сигнала, камеру взаимодействия сверхвысокочастотного (СВЧ) поля с потоком аэрозоля, содержащим патогенные микроорганизмы, согласованную нагрузку для рассеивания электромагнитной энергии, направленные ответвители с детекторной секцией для регистрации мощности электромагнитного излучения. Их схемотехнические и принципиальные отличия заключаются в способе генерации микроволновых импульсов. В первом устройстве используется гиромагнитная нелинейная линия передачи, модулированная импульсами высокого напряжения (30 кВ), позволяющая осуществлять генерацию ультракоротких импульсов наносекундной длительности (2-3 нс) с эффективной шириной спектра, лежащей в диапазоне от 1 до 5 ГГц. Данное устройство является аналогом к указанному изобретению. Во втором устройстве используются импульсы микросекундной длительности с центральными частотами 2.8 ГГц, 4.0 ГГц, 5.6 ГГц и 7.5 ГГц. В качестве импульсного генератора СВЧ сигнала с достаточной мощностью в импульсе используется связка СВЧ генератора непрерывного сигнала, модулятора и широкополосного усилителя, реализованного на лампе бегущей волны. Рассмотренный способ облучения микроволновым сигналом продуваемого потока аэрозоля и устройство для его реализации приняты за прототип.
Перечисленные выше аналоги и прототип не могут обеспечить нетепловой механизм одновременного уничтожения различных штаммов патогенных микроорганизмов в аэрозоле на частотах 2-12 ГГц ввиду резкого спадания мощности при отстройке от центральной частоты более чем на 1 ГГц.
Использование вместо генератора коротких СВЧ импульсов генератора непрерывного шумового сигнала с последующим усилением позволит реализовать необходимую экспозицию микроволновым электромагнитным излучением продуваемого потока воздуха во всей полосе частот акустических вибраций патогенных микроорганизмов, размеры которых не превышают 1 мкм.
Техническим результатом предложенного изобретения является возможность деактивации патогенных микроорганизмов, размеры которых лежат в пределах от 10 нм до 1000 нм, в потоке продуваемого воздуха с возможностью регулировки объема продуваемого воздуха при сохранении заданной эффективности.
Это достигается тем, что разработанное устройство обеззараживания воздуха микроволновым излучением, так же как и устройство-прототип состоит из камеры взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, выполненной в виде прямоугольного металлического волновода, содержащего с одного торца клиновидный поглотитель микроволнового излучения, выполненный в виде согласованной нагрузки, с другого торца - возбуждающий штырь, являющийся продолжением центрального проводника коаксиальной линии и частью перехода от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу, крестообразный направленный ответвитель. Новым является то, что устройство содержит приточный воздуховод и вытяжной воздуховод, расположенные под углом к камере взаимодействия воздушного потока с широкополосным микроволновым излучением, детекторно-измерительную секцию, содержащую интегрирующее устройство с цифровым измерителем уровня сигнала, устройство сбора данных и управления. К прямоугольному металлическому волноводу подключен генератор широкополосного микроволнового излучения, реализованный на базе микроволнового генератора белого гауссовского шума в частотном диапазоне 2÷12 ГГц и микроволнового усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Заявленное устройство выполнено с возможностью подачи потока воздуха из приточного воздуховода посредством управляемого приточного вентилятора под углом к камере взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением через отверстие у возбуждающего штыря, прорезанное в широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, и вывода потока воздуха через отверстие у клиновидного поглотителя в противоположной широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, соединенное с вытяжным воздуховодом, содержащим цифровой анемометр и управляемый вытяжной вентилятор. При этом устройство сбора данных и управления выполнено с возможностью обрабатывания информации, получаемой с детекторно-измерительной секции и цифрового анемометра, установки спектральной плотности мощности потока электромагнитного излучения на выходе микроволнового усилителя путем подстройки коэффициента усиления и установки скорости продуваемого через камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением потока воздуха путем подстройки скорости вращения управляемых приточного и вытяжного вентиляторов, при этом в торце прямоугольного металлического волновода со стороны возбуждающего штыря расположены клинья, продольные размеры которых в месте подсоединения коаксиальной линии выбраны из условия , где - длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе. А радиус отверстий металлических сетчатых диффузоров не превышает , где - минимальная длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, при этом , где - минимальная длина волны из частотного диапазона 2÷12 ГГц, - размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода, при этом диаметры металлических сетчатых диффузоров соответствуют диаметрам приточного и вытяжного воздуховодов и не превышают размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода .
Это достигается также тем, что в способе обеззараживания воздуха микроволновым излучением заявленным устройством подают поток воздуха с помощью управляемого приточного вентилятора через приточный воздуховод в камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, генерируют электромагнитное излучение в частотном диапазоне 2÷12 ГГц с помощью микроволнового генератора белого гауссовского шума, при этом контролируют спектральную плотность мощности потока электромагнитного излучения по уровню регистрируемой мощности с помощью детекторно-измерительной секции с бокового канала крестообразного направленного ответвителя, выводят поток обеззараженного воздуха через вытяжной воздуховод с помощью управляемого вытяжного вентилятора.
Способ обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением и устройство для его осуществления поясняются следующим чертежом.
На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением.
Конструктивно устройство для осуществления способа обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением на фиг.1 содержит:
1 - микроволновый генератор белого гауссовского шума;
2 - микроволновый усилитель;
3 - прямоугольный металлический волновод;
4 - переход от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу;
5 - согласованная нагрузка;
6 - крестообразный направленный ответвитель;
7 - детекторно-измерительная секция;
8 - управляемый приточный вентилятор;
9 - приточный воздуховод;
10 - металлический сетчатый диффузор;
11 - цифровой анемометр;
12 -управляемый вытяжной вентилятор;
13 - вытяжной воздуховод;
14 - металлический сетчатый диффузор;
15 - устройство обработки и управления.
Устройство состоит из микроволнового генератора белого гауссовского шума 1, подключенного к входу микроволнового усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления. Выход микроволнового усилителя 2 подключен к прямоугольному металлическому волноводу 3 через переход от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу 4. Внутри прямоугольного металлического волновода 3 размещена согласованная нагрузка 5 клиновидной формы. Через отверстие связи прямоугольный металлический волновод 3 соединен с боковым каналом крестообразного направленного ответвителя 6, который подключен к детекторно-измерительной секции 7. В состав устройства входят управляемый приточный вентилятор 8, расположенный в приточном воздуховоде 9, соединенном с прямоугольным металлическим волноводом 3 через металлический сетчатый диффузор 10, цифровой анемометр 11, управляемый вытяжной вентилятор 12, расположенные в вытяжном воздуховоде 13, соединенном с прямоугольным металлическим волноводом 3 через металлический сетчатый диффузор 14. К устройству обработки и управления 15 подключены линии контроля частоты вращения управляемых приточного и вытяжного вентиляторов 8 и 12, линии передачи данных детекторно-измерительной секции 7 и цифрового анемометра 11, а также линия управления коэффициентом усиления микроволнового усилителя 2.
Предлагаемый способ обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.
Поток воздуха, содержащий патогенные микроорганизмы, с помощью управляемого приточного вентилятора 8 через приточный воздуховод 9 подается в канал прямоугольного металлического волновода 3 сечением 160×80 мм длиной от 50 см до 1 м, где взаимодействует с электромагнитным полем. Для снижения аэродинамического сопротивления приточный воздуховод 9 и вытяжной воздуховод 13 расположены под углом от 40 до 50° к широкой стенке прямоугольного металлического волновода 3, а приток и отток воздушного потока производится через сетчатые металлические диффузоры 10 и 14, представляющие собой металлические перфорированные диафрагмы, радиус отверстий R отв которых рассчитывается из условия локализации электромагнитного поля внутри канала прямоугольного металлического волновода 3:
,
где - минимальная длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, рассчитываемая по формуле:
,
где - минимальная длина волны из частотного диапазона 2÷12 ГГц,
- размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода.
Диаметр сетчатых металлических диффузоров 10 и 14 соответствует диаметру приточного и вытяжного воздуховодов 9 и 13 и не превышает размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода a = 160 мм.
Микроволновое электромагнитное излучение в частотном диапазоне 2÷12 ГГц генерируется с помощью микроволнового генератора белого гауссовского шума 1, затем усиливается с помощью микроволнового усилителя 2 и подается на возбуждающий штырь перехода от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу 4, который, в свою очередь, возбуждает электромагнитные волны в прямоугольном металлическом волноводе 3 во всем диапазоне частот 2÷12 ГГц. Для обеспечения возбуждения электромагнитных волн во всем указанном диапазоне в конструкции перехода от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу в сечение прямоугольного металлического волновода помещаются клинья, продольные размеры которых в месте подсоединения коаксиальной линии выбираются из условия:
,
где - длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, а поперечные размеры клиньев подбираются так, чтобы отражения от соединения со стороны прямоугольного металлического волновода были минимальные.
Внутри прямоугольного металлического волновода 3 происходит поглощение части мощности электромагнитного излучения патогенными микроорганизмами с возбуждением в них ультразвуковых акустических вибраций за счет нетеплового взаимодействия с распространяющимися электромагнитными волнами. Мощность электромагнитного излучения устанавливают исходя из требования обеспечения среднего уровня спектральной плотности мощности потока электромагнитного излучения:
,
и контролируют по уровню регистрируемой мощности, отведенной помощью крестообразного направленного ответвителя 6 в детекторно-измерительную секцию 7, содержащую интегрирующее устройство с цифровым измерителем уровня сигнала. Оставшаяся мощность электромагнитного излучения рассеивается в согласованной нагрузке 5. Согласованная нагрузка 5 выполняется клиновидной формы для снижения коэффициента отражения падающих на нее электромагнитных волн и повышения аэродинамических свойств воздушного канала внутри прямоугольного металлического волновода 3.
Обеззараженный воздух выводится через вытяжной воздуховод 13 с помощью управляемого вытяжного вентилятора 12. Для измерения скорости воздушного потока в вытяжном воздуховоде 13 установлен цифровой анемометр 11, данные с которого поступают на устройство сбора данных и управления 15.
Для достижения заданной экспозиции микроволнового излучения патогенными микроорганизмами устройство сбора данных и управления 15 обрабатывает информацию, получаемую с детекторно-измерительной секции 7 и цифрового анемометра 11, путем подстройки коэффициента усиления устанавливает соответствующую мощность на выходе микроволнового усилителя 2 и подстройки скорости вращения управляемых приточного и вытяжного вентиляторов 8 и 12 устанавливает соответствующую скорость продуваемого через прямоугольный металлический волновод 3 потока воздуха.
При указанной реализации заявленного способа обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением исключается негативное влияние электромагнитного поля на людей и животных ввиду его локализации только внутри объема прямоугольного металлического волновода.
Claims (12)
1. Устройство обеззараживания воздуха микроволновым излучением, состоящее из камеры взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, выполненной в виде прямоугольного металлического волновода, содержащего с одного торца клиновидный поглотитель микроволнового излучения, выполненный в виде согласованной нагрузки, с другого торца - возбуждающий штырь, являющийся продолжением центрального проводника коаксиальной линии и частью перехода от коаксиальной линии к прямоугольному металлическому волноводу, крестообразный направленный ответвитель, отличающееся тем, что содержит приточный воздуховод и вытяжной воздуховод, расположенные под углом к камере взаимодействия воздушного потока с широкополосным микроволновым излучением, детекторно-измерительную секцию, содержащую интегрирующее устройство с цифровым измерителем уровня сигнала, устройство сбора данных и управления, к прямоугольному металлическому волноводу подключен генератор широкополосного микроволнового излучения, реализованный на базе микроволнового генератора белого гауссовского шума в частотном диапазоне 2÷12 ГГц и микроволнового усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выполнено с возможностью подачи потока воздуха из приточного воздуховода посредством управляемого приточного вентилятора под углом к камере взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением через отверстие у возбуждающего штыря, прорезанное в широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, и вывода потока воздуха через отверстие у клиновидного поглотителя в противоположной широкой стенке прямоугольного металлического волновода, содержащее металлический сетчатый диффузор, соединенное с вытяжным воздуховодом, содержащим цифровой анемометр и управляемый вытяжной вентилятор, а устройство сбора данных и управления выполнено с возможностью обрабатывания информации, получаемой с детекторно-измерительной секции и цифрового анемометра, установки спектральной плотности мощности потока электромагнитного излучения
на выходе микроволнового усилителя путем подстройки коэффициента усиления и установки скорости продуваемого через камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением потока воздуха путем подстройки скорости вращения управляемых приточного и вытяжного вентиляторов, при этом в торце прямоугольного металлического волновода со стороны возбуждающего штыря расположены клинья, продольные размеры которых в месте подсоединения коаксиальной линии выбраны из условия
,
где - длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, а радиус отверстий металлических сетчатых диффузоров не превышает
,
где - минимальная длина основной волны в прямоугольном металлическом волноводе, при этом
,
где - минимальная длина волны из частотного диапазона 2÷12 ГГц, - размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода, при этом диаметры металлических сетчатых диффузоров соответствуют диаметрам приточного и вытяжного воздуховодов и не превышают размер широкой стенки прямоугольного металлического волновода .
2. Способ обеззараживания воздуха микроволновым излучением устройством по п.1, в котором подают поток воздуха с помощью управляемого приточного вентилятора через приточный воздуховод в камеру взаимодействия воздушного потока с микроволновым излучением, генерируют электромагнитное излучение в частотном диапазоне 2÷12 ГГц с помощью микроволнового генератора белого гауссовского шума, при этом контролируют спектральную плотность мощности потока электромагнитного излучения
по уровню регистрируемой мощности с помощью детекторно-измерительной секции с бокового канала крестообразного направленного ответвителя, выводят поток обеззараженного воздуха через вытяжной воздуховод с помощью управляемого вытяжного вентилятора.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812606C1 true RU2812606C1 (ru) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022051562A1 (en) * | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Nxgen Partners Ip, Llc | A miniaturized device to sterilize surfaces from covid-19 and other viruses and bacteria |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022051562A1 (en) * | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Nxgen Partners Ip, Llc | A miniaturized device to sterilize surfaces from covid-19 and other viruses and bacteria |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Вдовина Н.В. // Механизм противодействия биопленкообразованию микроорганизмов при использовании микроволнового излучения природного происхождения // Вестник ЮУрГУ. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2015. N3. Hoff B. W. et al. Apparatus for controlled microwave exposure of aerosolized pathogens //Review of Scientific Instruments. - 2021. - Т. 92. - N. 1. Вдовина Н.В. // Аппаратно-программные средства снижения резистентных свойств условно-патогенных микроорганизмов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук // Санкт-Петербург- 2016. Лопатина О.А., Подчерняева Р.Я., Егоров В.В., Исаева Е.И., Бакланова О.В., Щетвин М.Н. Влияние слабых акустических колебаний на пролиферацию клеток, а также на репродукцию вирусов гриппа а и синтез цитокинов // Ветеринарная патология. 2010. N1 (32). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19628849C2 (de) | Akustischer Richtstrahler durch modulierten Ultraschall | |
| CA2741135C (en) | Hydroxyl radical producing plasma sterilisation apparatus | |
| Sousa et al. | Cold atmospheric pressure plasma jets as sources of singlet delta oxygen for biomedical applications | |
| US7553353B2 (en) | System for treating contaminated gas | |
| US20120315184A1 (en) | Methods and apparatus for diffuse reflective uv cavity air treatment | |
| RU2812606C1 (ru) | Способ обеззараживания воздуха широкополосным микроволновым излучением и устройство для его осуществления | |
| US20240374907A1 (en) | System and method for transmitting radio frequency energy at a virus resonant frequency to disable it | |
| CN102269717A (zh) | 超短脉冲微波热声成像方法及其装置 | |
| US20010047964A1 (en) | Method for treating liquid by creating a liquid cyclone photon interface | |
| CN107496950B (zh) | 一种紫外线照射灭活蛋白溶液中病毒的方法 | |
| WO1998031418A1 (en) | Resonant frequency therapy device | |
| WO2015024094A1 (en) | Uv apparatus and method for air disinfection | |
| Hoff et al. | Observed reductions in the infectivity of bioaerosols containing bovine coronavirus under repetitively pulsed RF exposure | |
| JP2025506451A (ja) | 生体の細胞再生を活性化する低温大気圧プラズマ発生装置および呼吸装置 | |
| US20210353787A1 (en) | Using a Steerable Beam of RF Energy to Eliminate Viruses and/or Bacteria From a Volume of Air | |
| JP2009022391A (ja) | プラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法 | |
| CA2667060A1 (en) | Method and device for inactivating a microbiologically contaminated mass containing solid particles with accelerated electrons | |
| CN111115773A (zh) | 气液固三相脉冲放电水处理系统及其处理方法 | |
| BR112021001118A2 (pt) | Método e aparelho para produção de materiais | |
| JPH04501342A (ja) | 持続時間を調節することのできるレーザーパルス発生装置 | |
| CN107755229A (zh) | 一种低压驱动超声波发射接收电路 | |
| WO1994020195A1 (es) | Camara acustica multifrecuencia para la aglomeracion y separacion de particulas en suspension en efluentes gaseosos | |
| CN210405755U (zh) | 一种低能辐照直线加速器 | |
| CN116033929A (zh) | 使用定向能量来灭活气溶胶化的微生物 | |
| Tsonev et al. | Atmospheric pressure microwave plasma torch for biomedical applications |