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CN111388736A - 一种环境空气消杀系统 - Google Patents

一种环境空气消杀系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环境空气消杀系统，包括电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机；电源模块通过供电母线对嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机进行供电；电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机可通过信号/控制总线进行信号和数据互通。本发明的优点在于；本技术方案采用脉冲式强紫外线+脉冲式广谱强光双重杀菌消毒；采用高压静电清除气溶胶及其他微小颗粒物；弯折风道，延长空气处理时间，提高消杀能力；分布式臭氧传感器阵列，有效控制臭氧浓度，避免超标臭氧产生。

Description

一种环境空气消杀系统
技术领域
本发明涉及一种空气优化系统，尤其是一种环境空气消杀系统。
背景技术
寒冷的秋冬春季，是病毒、病菌肆虐的日子。这些怕热的病毒，在寒冷的季节进入人体后迅速繁殖，引发各种疾病传统的空气净化器，大多通过过滤或者吸附的方式来清除办公室、家居等微环境中的颗粒物，病毒、病菌往往附着在微小的颗粒物、气溶胶上，伺机进入人的呼吸道，感染人类。
一些空气净化器具有紫外线、高压静电、催化剂等方式的杀菌功能。然而，对于空气净化器、新风系统的大风量来说，这些杀菌模式消杀能力有限。以紫外线为例：“我们用枯草杆菌黑色变种(8017株)芽胞悬液滴染铝片(含菌量约为10～7个/片),对不同紫外线照射强度和时间的杀菌效果进行了实验观察。结果:①照射30分钟,强度为10、30、50、70和100μW/cm2时，杀灭率分别为83.05％、90.59％、94.24％96.08％和98.00％；②照射60分钟,强度为10、30、50、70和100μW/cm2时，杀灭率分别为94.94％、98.19％、98.64％、99.02％和99.65％。[文献出处]：《消毒与灭菌1988年02期》”
可见，普通紫外灯消杀，是需要时间积累的，且积累时间较长。
因此，就必须研制出一种适用性广的环境空气消杀系统，经检索，未发现与本发明相同的技术方案。
发明内容
本发明的目的提供一种适用性广的环境空气消杀系统，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种环境空气消杀系统，其创新点在于：包括电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机，在智能软件的控制之下，综合运用强脉冲紫外线+广谱脉冲强光，在较小区域内产生瞬时高能量将病毒和细菌杀死。紫外线产生的臭氧也参与消杀，并在消杀作用完成后通过臭氧清除模块予以清除，以免污染环境。高压静电吸附模块主要是针对气溶胶颗粒的清除。
电源模块通过供电母线对嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机进行供电；电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机可通过信号/控制总线进行信号和数据互通。
一个中央处理单元；
一所述中央处理单元的片内读写存储器；
一所述中央处理单元的片内非易失性闪存且提供固件更新的软件，包含嵌入式控制系统的代码部分、引导计算机的代码部分、引导系统将新固件更新到嵌入式控制系统固件存储区中的代码部分、重启代码部分；
一所述中央处理单元的片内外围功能模块，其包括输入/输出通道，定时器，计数器，看门狗，实时时钟等功能单元。输入/输出系统用于操作整个系统的功能模块，定时器、计数器用于嵌入式控制系统的各种逻辑和时序控制。看门狗用于监视这个系统的工作状态，并在系统运行出现意外时纠正系统。实时时钟用于系统计时和自动工作。
在一些实施方式中，脉冲强紫外线消杀模块包括脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块；
脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块包括控制回路以及通过脉冲驱动电路实现运转的强紫外线及强广谱光脉冲发射装置。
在一些实施方式中，控制回路以及脉冲驱动电路包括来自嵌入式控制系统的控制信号、1至2个驱动电路(含1万V触发高压脉冲发生器)、电源模块提供的直流高压及储能电容、脉冲紫外灯管和脉冲广谱灯管；所述控制回路提供控制信号及灯管工作状态监测、电源模块直流高压监测；所述驱动电路在嵌入式控制系统的控制下，将触发信号转换为灯管启动所需要的1万V触发高压引燃灯管产生瞬时强紫外/广谱光脉冲。
在一些实施方式中，强紫外线/广谱发射灯管包括石英玻璃壳体、阳极、阴极、触发极、阳极引线、阴极引线和触发引线，所述阳极与阳极引线连接，所述阴极与阴极引线连接，所述触发极与触发引线连接，所述阳极与阴极位于壳体内，所述阳极与阴极分别位于壳体两端，且阳极和阴极为封装于壳体两端的特制的金属电极，电极经金属引线引至壳体外，所述壳体内充有氙气。灯管安装于金属圆筒内，且金属圆筒内壁为抛光的反射镜面。
在一些实施方式中，高压静电吸附模块为一高压静电发生器。
在一些实施方式中，臭氧清除模块为一臭氧清除器。
在一些实施方式中，臭氧测量模块为一臭氧测量传感器。
本发明的优点在于；本技术方案采用脉冲式强紫外线+广谱强光杀菌消毒；采用高压静电清除气溶胶及其他微小颗粒物；弯折风道，延长空气处理时间，提高消杀能力；特有的臭氧清除模块及臭氧测量传感器阵列确保清除臭氧。
附图说明
图1为本发明一种环境空气消杀系统的嵌入式控制系统框图。
图2为本发明一种环境空气消杀系统的脉冲强紫外线/广谱消杀模块电路框图。
图3为本发明一种环境空气消杀系统的脉冲强紫外线/广谱灯管结构示意图。
图4为本发明一种环境空气消杀系统的脉冲强紫外线/广谱消杀腔体结构示意图。
图5为本发明一种环境空气消杀系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。
研究表明，对于霉菌类、芽孢类微生物，紫外线由于很难穿透致密的细胞壁结构，DNA物质无法吸收紫外线，因而杀菌效率很低。光热作用(脉冲强光杀菌)是指光能量被物质吸收后会产生温升。当微生物近距离内接受脉冲强光照射，由于短时间内吸收了大量的光能量，微生物表面温度会急剧升高，表面结构会遭到彻底破坏而死亡。根据光热杀菌机理，脉冲强光对所有微生物都可以非常有效的杀灭。脉冲强光杀菌技术与传统的杀菌方法相比，具有以下优点：
1)广谱：脉冲强光对所有的微生物都具有杀灭效果
2)高效：仅需一个脉冲即可实现对黑曲霉孢子log-6以上的杀灭率
3)环保：脉冲强光设备无残留、无三废、不含汞等污染物
4)灵活：脉冲强光可灵活调整闪烁频率、闪烁强度，智能调整系统工作状态
常见紫外线杀菌照射剂量情况
Figure BDA0002398348950000031
Figure BDA0002398348950000041
针对紫外杀毒技术及广谱脉冲强光的特性，本产品选择使用特制的长寿型高瞬时功率的脉冲紫外灯管及脉冲广谱强光灯管，利用紫外线、光热作用及紫外线产生的臭氧，共同对微环境内的空气进行消杀，并在设备内部将多余的臭氧予以清除，从而保证微环境内空气的清洁。
如图5所示的一种环境空气消杀系统，包括电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机，在智能软件的控制之下，综合运用强脉冲紫外线+广谱脉冲强光，在较小区域内产生瞬时高能量将病毒和细菌杀死。紫外线产生的臭氧也参与消杀，并在消杀作用完成后通过臭氧清除模块予以清除，以免污染环境。高压静电吸附模块主要是针对气溶胶颗粒的清除。
电源模块通过供电母线对嵌入式控制系统、脉冲强紫外线消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机进行供电；电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机可通过信号/控制总线进行信号和数据互通。
一个中央处理单元；
一所述中央处理单元的片内读写存储器；
一所述中央处理单元的片内非易失性闪存且提供固件更新的软件，包含嵌入式控制系统的代码部分、引导计算机的代码部分、引导系统将新固件更新到嵌入式控制系统固件存储区中的代码部分、重启代码部分；
一所述中央处理单元的片内外围功能模块，其包括输入/输出通道，定时器，计数器，看门狗，实时时钟等功能单元。输入/输出系统用于操作整个系统的功能模块，定时器、计数器用于嵌入式控制系统的各种逻辑和时序控制。看门狗用于监视这个系统的工作状态，并在系统运行出现意外时纠正系统。实时时钟用于系统计时和自动工作。
在一些实施方式中，脉冲强紫外线消杀模块包括脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块；脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块包括控制回路以及通过脉冲驱动电路实现运转的强紫外线及强广谱光脉冲发射装置。
在一些实施方式中，控制回路以及脉冲驱动电路包括来自嵌入式控制系统的控制信号、1至2个驱动电路(含1万V触发高压脉冲发生器)、电源模块提供的直流高压及储能电容、脉冲紫外灯管和脉冲广谱灯管；所述控制回路提供控制信号及灯管工作状态监测、电源模块直流高压监测；所述驱动电路在嵌入式控制系统的控制下，将触发信号转换为灯管启动所需要的1万V触发高压引燃灯管产生瞬时强紫外/广谱光脉冲。
在一些实施方式中，强紫外线/广谱发射灯管包括石英玻璃壳体、阳极、阴极、触发极、阳极引线、阴极引线和触发引线，所述阳极与阳极引线连接，所述阴极与阴极引线连接，所述触发极与触发引线连接，所述阳极与阴极位于壳体内，所述阳极与阴极分别位于壳体两端，且阳极和阴极为封装于壳体两端的特制的金属电极，电极经金属引线引至壳体外，所述壳体内充有氙气。灯管安装于金属圆筒内，且金属圆筒内壁为抛光的反射镜面。
在一些实施方式中，高压静电吸附模块为一高压静电发生器，主要由高压发生器和吸附电极构成。
在一些实施方式中，臭氧清除模块为一臭氧清除器，主要由远红外加热灯管、折叠气道和热交换器构成。热交换器的作用原理是，将模块送气端热空气所携带的热能交换到模块进气端流入的空气中，加热进气，同时降低送气的温度。
在一些实施方式中，臭氧测量模块为一臭氧测量传感器阵列，多个臭氧测量传感器分布于臭氧清除模块中，多点测量臭氧清除模块中空气所含臭氧浓度，计算臭氧浓度的梯度变化，更好地控制臭氧浓度，合理利用臭氧的消杀能力，同时又保证臭氧浓度符合室内空气标准。
本发明的优点在于；本技术方案采用脉冲式强紫外线+广谱强光杀菌消毒；采用高压静电清除气溶胶及其他微小颗粒物；弯折风道，延长空气处理时间，提高消杀能力；特有的臭氧清除模块及臭氧测量传感器阵列确保清除臭氧。
本技术方案的原理：空气由底部吸入，首先通过强紫外线+广谱强光消杀模块，利用瞬时高强度紫外线+广谱强光脉冲来杀灭细菌，令病毒失活；同时，高强度紫外线能产生臭氧，利用臭氧的强氧化特性使蛋白质变性，进一步扑杀细菌、病毒。同时，臭氧还能将甲醛等有害物质氧化、分解，去除室内有害气体；经过强紫外线模块的空气，到达高压气溶胶模块进行处理；在强电场的作用下，气溶胶颗粒被电离，进而被吸附于电极表面；在除臭氧模块中，空气中所含有的臭氧将被除去，以免臭氧进入空气中引起人的不适；最后，空气再经过过滤模块，进一步去除粉尘、气溶胶颗粒。
本本技术方案的消杀模块的核心，是有着强反光内壁的消杀腔体，利用腔体的强反射特性，进一步加强紫外线和广谱强光的光热作用，瞬间令蛋白质发生不可逆变性，避免微生物的复活。
产品主要参数
Figure BDA0002398348950000061
本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环境空气消杀系统，其特征在于：包括电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机；
所述电源模块通过供电母线对嵌入式控制系统、脉冲强紫外线消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机进行供电；
所述电源模块、嵌入式控制系统、脉冲强紫外线+广谱强光消杀模块、高压静电吸附模块、臭氧清除模块、臭氧测量模块以及调速风机可通过信号/控制总线进行信号和数据互通。
2.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述电源模块可外接AC220V。
3.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述嵌入式控制系统包括：
一个中央处理单元；
一所述中央处理单元的片内读写存储器；
一所述中央处理单元的片内非易失性闪存且提供固件更新的软件，包含嵌入式控制系统的代码部分、引导计算机的代码部分、引导系统将新固件更新到嵌入式控制系统固件存储区中的代码部分、重启代码部分；
一所述中央处理单元的片内外围功能模块，其包括输入/输出通道，定时器，计数器，看门狗，实时时钟等功能单元；输入/输出系统用于操作整个系统的功能模块，定时器、计数器用于嵌入式控制系统的各种逻辑和时序控制，看门狗用于监视这个系统的工作状态，并在系统运行出现意外时纠正系统。
4.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述脉冲强紫外线消杀模块包括脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块；
所述脉冲强紫外线和广谱强光消杀模块包括控制回路以及通过脉冲驱动电路实现运转的强紫外线及强广谱光脉冲发射装置。
5. 根据权利要求4所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述控制回路以及脉冲驱动电路包括来自嵌入式控制系统的控制信号、2个驱动电路（含1万V触发高压脉冲发生器）、电源模块提供的650V高压及储能电容、脉冲紫外灯管和脉冲广谱灯管； 所述控制回路提供控制信号及灯管工作状态监测、电源模块650V高压监测；所述驱动电路在嵌入式控制系统的控制下，将触发信号转换为灯管启动所需要的1万V触发高压引燃灯管产生瞬时强紫外/广谱光脉冲，利用瞬时强紫外/广谱光脉冲的光热效应实现消杀。
6.根据权利要求5所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述强紫外线/广谱发射灯管包括石英玻璃壳体、阳极、阴极、触发极、阳极引线、阴极引线和触发引线，所述阳极与阳极引线连接，所述阴极与阴极引线连接，所述触发极与触发引线连接，所述阳极与阴极位于壳体内，所述阳极与阴极分别位于壳体两端，且阳极和阴极为封装于壳体两端的特制的金属电极，电极经金属引线引至壳体外，所述壳体内充有氙气；灯管安装于金属圆筒内，且金属圆筒内壁为抛光的反射镜面，反射镜面能大大提高脉冲紫外线/广谱强光的的效能。
7.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述高压静电吸附模块为一高压静电发生器，主要由高压发生器和吸附电极构成。
8.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述臭氧清除模块为一臭氧清除器。
9.根据权利要求1所述的一种环境空气消杀系统，其特征在于：所述臭氧测量模块为一臭氧测量传感器阵列，多个臭氧测量传感器分布于臭氧清除模块中，多点测量臭氧清除模块中空气所含臭氧浓度，计算臭氧浓度的梯度变化，更好地控制臭氧浓度，合理利用臭氧的消杀能力，同时又保证臭氧浓度符合室内空气标准。
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