CN203815930U - 紫外线消毒灯智能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及紫外线消毒灯智能控制器。目的是提供的控制器应具有开关延时、门磁开关保护、重复开启、工作时间可选的功能，并具有结构简单和操作简便的特点。技术方案是：紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：该控制器包括由市电供电且连接紫外线消毒灯的工作电源电路及由工作电源电路分别驱动的开机延时及门磁保护电路、定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路；所述开机延时及门磁保护电路分别向定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路输出延迟信号；所述定时时间产生电路向定时选择及消毒提示电路输出警示信号和若干选择信号；所述定时选择及消毒提示电路向定时时间产生电路输出停止信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制电路，具体是一种紫外线消毒灯的控制电路。
背景技术
紫外线消毒灯是一种布置于室内的杀菌消毒工具，通过产生适当波长的紫外线（UVC波段）来破坏微生物机体细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，从而造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，最终实现杀菌消毒效果。通常，紫外线消毒灯的工作电压为220V、环境相对湿度为60%、温度为20℃时、辐射253.7nm紫外线的强度不低于70μW/cm2。这种灯在辐射253.7nm紫外线的同时，也辐射一部分184.9nm紫外线，故可产生少量臭氧。
由于微生物对紫外线的敏感性各不相同，因此杀灭不同种类微生物所需的照射剂量也有所差别：杀灭一般细菌繁殖体时，应使照射剂量达到10000μW/cm2；杀灭细菌芽胞时应达到100000μW/cm2；病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽胞之间；真菌抱子的抵抗力比细菌芽胞更强，有时需要照射到600000μW/cm2；需消毒的目标微生物种类不详时，照射剂量不应低于100000μW/cm2。
但是现有的紫外线消毒灯在使用过程中还存在一定的缺陷：
1、紫外线消毒灯启动后就立即开始工作，导致工作人员受到短时间的辐射，造成了不必要的伤害；
2、在消毒过程中，如果有人进入消毒空间同样会受到辐射；
3、如果紫外线消毒灯在工作中意外破碎将会造成人员受伤情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种紫外线消毒灯智能控制器，该控制器应具有开关延时、门磁开关保护、重复开启、工作时间可选的功能，并具有结构简单和操作简便的特点。
本实用新型的技术方案是：
紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：该控制器包括由市电供电且连接紫外线消毒灯的工作电源电路及由工作电源电路分别驱动的开机延时及门磁保护电路、定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路；所述开机延时及门磁保护电路分别向定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路输出延迟信号；所述定时时间产生电路向定时选择及消毒提示电路输出警示信号和若干选择信号；所述定时选择及消毒提示电路向定时时间产生电路输出停止信号。
所述工作电源电路中：电路总开关和门磁开关串联连接在变压器TB原边的一端，并且变压器原边的一端还通过紫外线消毒灯和继电器常开触点后连接变压器TB原边的另一端；变压器副边的两端分别连接整流桥的两个交流输入端，整流桥直流输出的正极端通过并联连接的第三电容和第四电容后连接整流桥直流输出的负极端；集成稳压芯片的1端连接整流桥直流输出的正极端,集成稳压芯片的2端连接至整流桥直流输出的负极端，集成稳压芯片的3端通过第五电容后连接集成稳压芯片的2端。
所述开机延时及门磁保护电路中：第七电阻、第五电阻和第六电阻的一端共同连接工作电源电路的正极端；第七电阻的另一端通过发光二极管后连接工作电源电路的负极端；第五电阻的另一端通过并联连接的第六电容和启动按钮后连接工作电源电路的负极端；第六电阻的另一端通过第七电容后连接工作电源电路的负极端；触发器的J端连接工作电源电路的正极端，CP端连接在第五电阻与第六电容之间，Cr端连接在第六电阻和第七电容之间，K端连接工作电源电路的负极端，Q端通过第一电阻和第一电容后连接工作电源电路的负极端；第一电阻和第一电容之间还连接一用于输出延迟信号的施密特触发器的输入端。
所述定时时间产生电路包括用于输出警示信号的秒脉冲信号发生器、或门及若干依次连接的分频器；秒脉冲信号发生器由工作电源电路提供工作电源，并且秒脉冲信号发生器的输出端与定时选择及消毒提示电路中选择开关XZ的输出端分别连接或门的两个输入端；所述分频器中前一分频器的输出端连接后一分频器的输入端，这些分频器依次包括16分频器、输出第一时间选择信号的10分频器、输出第二时间选择信号的5分频器、输出第三时间选择信号的第一2分频器、输出第四时间选择信号的第二2分频器、输出第五时间选择信号的3分频器；16分频器的输入端连接或门的输出端；开机延时及门磁保护电路的输出端分别连接上述分频器的直接置零端。
所述定时选择及消毒提示电路中：用于选择定时时间及输出停止信号Vt的拨位开关XZ的输入端分别连接10分频器、5分频器、第一2分频器、第二2分频器、3分频器的输出端，并且拨位开关的输出端通过并联连接的第二电容和第二电阻后接工作电源电路的负极端；拨位开关的输出端与开机延时及门磁保护电路的输出端分别连接或非门的两个输入端，或非门的输出端通过第三电阻后连接三极管的基极；工作电源电路的正极通过并联连接的继电器线圈和二极管后连接三极管的集电极，三极管的发射极接工作电源电路的负极端。
所述定时选择及消毒提示电路还包括消毒提示电路；所述消毒提示电路中，与门的两个输入端分别连接或非门的输出端和秒脉冲信号发生器的输出端，并且输出端通过第四电阻及并联连接的发光二极管和蜂鸣器后接工作电源电路的负极端。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的开机延时及门磁保护电路中设有施密特触发器，通过电容充电时间常数和施密特触发器的正向阈值电平来决定延迟时间（现有的紫外线消毒灯通常采用时基电路实现延迟功能）；在接通电源后紫外线消毒灯能够延迟一定时间开启，保证工作人员有充足时间撤离；
2、定时时间产生电路通过秒脉冲信号发生器产生脉冲信号来获得定时时间信号，频率稳定度高，定时时间稳定可靠（现有的紫外线消毒灯的定时时长通常由电容的充放电时间常数决定，由于电容的容量会随着使用时间及环境条件的改变而改变，从而引起定时时长发生变化）；
3、定时选择及消毒提示电路可选择多个不同的工作时长，从而满足杀灭一般细菌繁殖、杀灭病毒、杀灭细菌芽胞、杀灭不明病毒及杀灭真菌胞子等需求；（现有的紫外线消毒灯通常利用调节电位器实现定时时间选择功能，不仅无法获得准确的定时时间，且由于电位器的接触不良问题还会出现调节失败的结果）；
4、本实用新型还引入了触发器JK-FF，可起到互锁功能，能及时断开紫外线消毒灯的电源，避免工作人员意外进入消毒空间后受到紫外线辐射（现有的紫外线消毒灯通常利用电容、三极管等来实现断路功能，可靠性较低）；当有人进入消毒空间时（打开房门或拉开厨柜抽屉门）门磁开关将被断开，从而关闭紫外线消毒灯，要想继续进行工作必须再次按下启动按钮，紫外线消毒灯才会在延迟一定时间后再次开启；
因此，本实用新型可适用于控制各种功能的室内紫外线灯、便携式厨柜紫外线灯，并具有工作可靠、造价低廉、结构简单、操作简便的特点。
附图说明
图1是本实用新型的工作电源电路原理图。
图2是本实用新型的开机延时及门磁保护电路原理图。
图3是本实用新型的定时时间产生电路原理图。
图4是本实用新型的定时选择及消毒提示电路原理图。
图5是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
紫外线消毒灯智能控制器，包括开机延时及门磁保护电路、定时时间产生电路、定时选择及消毒提示电路、工作电源电路；所述工作电源电路由市电供电并且分别驱动开机延时及门磁保护电路、定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路工作；所述开机延时及门磁保护电路分别向定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路输出延迟信号Vd；所述定时时间产生电路向定时选择及消毒提示电路输出警示信号Vj和若干选择信号（包括第一时间选择信号t1、第二时间选择信号t2、第三时间选择信号t3、第四时间选择信号t4和第五时间选择信号t5）；所述定时选择及消毒提示电路向定时时间产生电路输出停止信号Vt。
一、工作电源电路
如图1所示，所述工作电源电路中：变压器TB原边的一端依次串联连接门磁开关DZ和电路总开关KG，并且该端还通过紫外线消毒灯L和继电器常开触点J1-1后连接变压器TB原边的另一端；变压器TB副边一侧则设置有整流桥、集成稳压芯片A（型号可选7805）及若干电容；
整流桥的两个交流输入端连接变压器TB副边的两端，整流桥直流输出的正极端通过并联连接的第三电容C3和第四电容C4后连接整流桥直流输出的负极端，整流桥直流输出的负极端作为接地端；集成稳压芯片A的1端连接整流桥直流输出的正极端,2端连接至整流桥直流输出的负极端，3端通过第五电容C5后连接2端；集成稳压芯片A的3端和2端分别作为整个工作电源电路的正极端U1和负极端U2。
工作电源电路中：220V交流电经整流滤波稳压后输出+5V的直流稳压电源；继电器常开触点J1-1能控制紫外线消毒灯供电电源的通断，电路总开关KG为工作电源电路的开关，门磁开关DZ安装在消毒空间的门窗位置；还可在工作电源电路上引出多条线路，以解决同时对其他独立的空间进行消毒的问题；多条线路的门磁开关均串联在一起，当其中一个门窗开关未闭合时，整个电路包括工作电源电路和紫外线消毒灯的供电都被切断而无法工作。
二、开机延时及门磁保护电路
如图2所示，所述开机延时及门磁保护电路中：工作电源电路的正极端U1分别通过第七电阻R7和发光二极管LED1（可选绿色光源）、第五电阻R5和并联连接的第六电容C6与启动按钮ANC、第六电阻R6和第七电容C7后连接工作电源电路的负极端U2；
工作电源电路的正极端U1还连接触发器JK-FF的J端，触发器JK-FF的CP端连接在第五电阻R5与第六电容C6之间，Cr端连接在第六电阻R6和第七电容C7之间，K端连接工作电源电路的负极端U2，Q端通过第一电阻R1和第一电容C1后连接工作电源电路的负极端U2；另外，施密特触发器G1的输入端连接在第一电阻R1和第一电容C1之间，该施密特触发器G1的输出端作为延迟开机信号的输出端（用于输出延迟信号Vd）。
开机延时及门磁保护电路的工作过程如下：
1、工作电源电路通电后，工作电源电路经第五电阻R5、第六电阻R6分别向第六电容C6、第七电容C7充电，并且发光二极管LED1点亮，提示紫外线消毒灯进入消毒预备状态；
由于触发器JK-FF的时钟信号是下降沿有效所以暂不起作用，但由于第七电容C7在充电开始时处于低电平状态，所以触发器JK-FF清零，Q端输出低电平，施密特触发器G1输出的延迟信号Vd为高电平使得定时时间产生电路的各分频器不工作（施密特触发器G1具有反相功能，当输入端电位低于正向阈值电平时，输出为高电平），同时使定时选择及消毒提示电路的或非门G3输出低电平，三极管T1截止，继电器线圈J1不得电，继电器常开触点J1-1不能闭合，因此紫外线消毒灯不工作；
2、按一下启动按钮ANC，触发器JK-FF的CP端得一下降沿为有效沿，则其Q端被置高电平，此高电平经第一电阻R1向第一电容C1充电，当充电至施密特触发器G1的正向阈值电平时，延迟信号Vd变为低电平，使得定时时间产生电路开始定时。
三、定时时间产生电路
如图3所示，所述定时时间产生电路包括秒脉冲信号发生器M1、或门G2及若干分频器；秒脉冲信号发生器M1用于输出警示信号Vj（也是秒脉冲信号），秒脉冲信号发生电路M1的电源端与工作电源的正极端U1相连，地端与工作电源的负极端U2相连；警示信号Vj与定时选择及消毒提示电路的输出端（输出停止信号Vt）分别连接或门G2的两个输入端；所述分频器包括依次串联连接的16分频器M2、10分频器M3、5分频器M4、第一2分频器M5、第二2分频器M6、3分频器M7，这些分频器中前一分频器的输出端连接后一分频器的输入端；
或门G2的输出端连接16分频器M2的输入端；16分频器M2的输出端连接10分频器M3的输入端，10分频器M3输出第一时间选择信号t1（时间为2.67min）；10分频器M3的输出端连接5分频器M4的输入端，5分频器M4输出第二时间选择信号t2（时间为13.3min）；5分频器M4的输出端连接第一2分分频器M5的输入端，第一2分频器M5输出第三时间选择信号t3（时间为26.7min）；第一2分频器M5的输出端连接第二2分频器M6的输入端，第二2分频器M6输出第四时间选择信号t4（时间为53.4min）；第二2分频器M6的输出端连接3分频器M7的输入端，3分频器M7输出第五时间选择信号t6（时间为160min）；另外，开机延时及门磁保护电路的输出端（输出延迟信号Vd）分别连接这些分屏器的直接置零端Rd。
定时时间产生电路的工作过程如下：
秒脉冲信号发生器M1通过产生频率稳定的秒脉冲信号，以保证定时所需的准确时间；秒脉冲信号经16分频器M2和10分频器M3后实现160分频，并产生2.67分钟的定时信号；然后依次经5分频器M4产生13.3分钟的定时信号，经第一2分频器M5产生26.6分钟的定时信号，经第二2分频器M6产生53.4分钟的定时信号，最后经3分频器M7产生160分钟的定时信号；这样就实现了从2.6分钟到160分钟的多种不同工作时长的定时，从而有效保证紫外线消毒灯的杀菌消毒效果。
四、定时选择及消毒提示电路
如图4所示，所述定时选择及消毒提示电路中：拨位开关XZ的输入端分别连接10分频器M3、5分频器M4、第一2分频器M5、第二2分频器M6、3分频器M7的输出端，拨位开关XZ的输出端输出停止信号Vt；拨位开关XZ的输出端通过并联连接的第二电容C2和第二电阻R2后接地；或非门G3的两个输入端分别连接拨位开关XZ的输出端和开机延时及门磁保护电路的输出端，并且或非门G3的输出端通过第三电阻R3后连接三极管T1的基极；三极管T1的集电极通过并联连接的继电器线圈J1和二极管D1后连接工作电源电路的正极端U1（二极管D1的正极与三极管T1的集电极连接），并且三极管T1的发射极接地；
该定时选择及消毒提示电路还可包括消毒提示电路1（图4中虚线框内部分），用于产生提示声响和闪烁的提示灯光；所述消毒提示电路中，与门G4的两个输入端分别连接或非门G3的输出端和秒脉冲信号发生器的输出端，与门G4的输出端通过第四电阻R4及并联连接的发光二极管LED2（亮灭周期为1s，可选红色光源）和蜂鸣器BEE后接地。
定时选择及消毒提示电路的工作过程如下：
1、开机延时及门磁保护电路的延时状态未结束时，延迟信号Vd为高电平，定时时间产生电路的各分频器不工作，并使或非门G3输出低电平，三极管T1截止，继电器线圈J1失电，紫外线消毒灯得不到供电而不发光；
延时状态结束后，延迟信号Vd为低电平，定时时间产生电路开始计时；定时时间未到时，停止信号Vt低电平，或非门G3输出高电平，三极管T1饱和导通，继电器线圈J1得电动作，紫外线消毒灯得到正常供电而工作，进入消毒状态；同时，由于或非门G3输出为高电平，警示信号Vj通过与门G4使消毒提示电路开始工作，蜂鸣器BEE一响一息，发光二极管LED2一亮一灭，起到消毒提示作用；
2、定时时间到，停止信号Vt为高电平，或非门G3输出为低电平，一方面使三极管T1截止，继电器线圈J1失电断开了紫外线消毒灯的供电电源，另一方面使与门G4输出低电平，消毒提示电路停止工作，一次消毒过程结束；与此同时，停止信号Vt进入定时时间产生电路的或门G2，使或门G2输出高电平，导致各分频器停止工作并保持停止信号Vt为高电平，紫外线消毒灯得不到正常供电而停止工作；
3、如在消毒过程门磁开关DZ被打开，工作电源电路断电并且继电器线圈J1不能得电（常开触点J1-1断开），紫外线消毒灯停止工作；如果再合上门磁开关DZ，由于第七电容C7在充电开始时处于低电平状态，所以触发器JK-FF清零，Q端输出低电平，施密特触发器G1输出的延迟信号Vd为高电平使得定时时间产生电路的各分频器不工作,同时或非门G3输出为低电平，所以紫外线消毒灯无法启动；
但此时若再按一下启动按钮ANC，触发器JK-FF的CP端即得一下降沿为有效沿，则其Q端被置高电平，此高电平经第一电阻R1向第一电容C1充电，当充电至施密特触发器G1的正向阈值电平时，输出延迟信号Vd变为低电平，使得定时时间产生电路开始定时（此时的定时时间重新算起）；定时结束后，紫外线消毒灯关闭，并保持紫外线灯供电电源断开状态；
4、通过拨位开关XZ可选择不同的定时时间；
5、操作拨位开关XZ时可能会引起抖动，加入第二电容C2后能使或非门G3输出更稳定。
以上所述所有的电子元器件可全部外购获得。
Claims (6)
1.紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：该控制器包括由市电供电且连接紫外线消毒灯(L)的工作电源电路及由工作电源电路分别驱动的开机延时及门磁保护电路、定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路；所述开机延时及门磁保护电路分别向定时时间产生电路和定时选择及消毒提示电路输出延迟信号(Vd)；所述定时时间产生电路向定时选择及消毒提示电路输出警示信号(Vj)和若干选择信号；所述定时选择及消毒提示电路向定时时间产生电路输出停止信号(Vt)。
2.根据权利要求1所述的紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：所述工作电源电路中：电路总开关(KG)和门磁开关(DZ)串联连接在变压器(TB)原边的一端，并且变压器(TB)原边的一端还通过紫外线消毒灯(L)和继电器常开触点(J1-1)后连接变压器(TB)原边的另一端；变压器(TB)副边的两端分别连接整流桥的两个交流输入端，整流桥直流输出的正极端通过并联连接的第三电容(C3)和第四电容(C4)后连接整流桥直流输出的负极端；集成稳压芯片(A)的1端连接整流桥直流输出的正极端,集成稳压芯片的2端连接至整流桥直流输出的负极端，集成稳压芯片的3端通过第五电容(C5)后连接2端。
3.根据权利要求2所述的紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：所述开机延时及门磁保护电路中：第七电阻(R7)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)的一端共同连接工作电源电路的正极端(U1)；第七电阻(R7)的另一端通过发光二极管(LED1)后连接工作电源电路的负极端(U2)；第五电阻(R5)的另一端通过并联连接的第六电容(C6)和启动按钮(ANC)后连接工作电源电路的负极端(U2)；第六电阻(R6)的另一端通过第七电容(C7)后连接工作电源电路的负极端(U2)；触发器(JK-FF)的J端连接工作电源电路的正极端(U1)，CP 端连接在第五电阻(R5)与第六电容(C6)之间，Cr端连接在第六电阻(R6)和第七电容(C7)之间，K端连接工作电源电路的负极端(U2)，Q端通过第一电阻(R1)和第一电容(C1)后连接工作电源电路的负极端(U2)；第一电阻(R1)和第一电容(C1)之间还连接一用于输出延迟信号(Vd)的施密特触发器(G1)的输入端。
4.根据权利要求3所述的紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：所述定时时间产生电路包括用于输出警示信号(Vj)的秒脉冲信号发生器(M1)、或门(G2)及若干依次连接的分频器；秒脉冲信号发生器由工作电源电路提供工作电源，并且秒脉冲信号发生器的输出端与定时选择及消毒提示电路中选择开关XZ的输出端分别连接或门(G2)的两个输入端；所述分频器中前一分频器的输出端连接后一分频器的输入端，这些分频器依次包括16分频器(M2)、输出第一时间选择信号(t1)的10分频器(M3)、输出第二时间选择信号(t2)的5分频器(M4)、输出第三时间选择信号(t3)的第一2分频器(M5)、输出第四时间选择信号(t4)的第二2分频器(M6)、输出第五时间选择信号(t5)的3分频器(M7)；16分频器(M2)的输入端连接或门(G2)的输出端；开机延时及门磁保护电路的输出端分别连接上述分频器的直接置零端(Rd)。
5.根据权利要求4所述的紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：所述定时选择及消毒提示电路中：用于选择定时时间及输出停止信号(Vt)的拨位开关(XZ)的输入端分别连接10分频器(M3)、5分频器(M4)、第一2分频器(M5)、第二2分频器(M6)、3分频器(M7)的输出端，并且拨位开关(XZ)的输出端通过并联连接的第二电容(C2)和第二电阻(R2)后接工作电源电路的负极端(U2)；拨位开关(XZ)的输出端与开机延时及门磁保护电路的输出端分别连接或非门(G3)的两个输入端，或非门(G3)的输出端通过第三电阻(R3)后连 接三极管(T1)的基极；工作电源电路的正极端(U1)通过并联连接的继电器线圈(J1)和二极管(D1)后连接三极管(T1)的集电极，三极管(T1)的发射极接工作电源电路的负极端(U2)。
6.根据权利要求5所述的紫外线消毒灯智能控制器，其特征在于：所述定时选择及消毒提示电路还包括消毒提示电路(1)；所述消毒提示电路中，与门(G4)的两个输入端分别连接或非门(G3)的输出端和秒脉冲信号发生器的输出端，并且输出端通过第四电阻(R4)及并联连接的发光二极管(LED2)和蜂鸣器(BEE)后接工作电源电路的负极端(U2)。
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