一种检测紫外线杀灭细菌效果的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种杀菌效果检测方法，具体涉及一种检测紫外线杀灭细菌效果的方法及装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，紫外线具有灭菌功能，比如利用紫外线(波长范围380nm-200nm)中的UV-C波长(200-280nm)对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物死亡，从而达到杀菌效果。在现代生活中，出现了利用紫外线进行杀菌消毒的消毒灯、消毒柜等产品。但是，这些产品的紫外灯管是有使用寿命的，随着使用时间的延长，灯管逐渐老化，光线强度将损失30%-50%，当紫外光强度达不到300J / cm2的国家消毒标准时，微生物会出现光复活现象，这样就无法完成彻底消毒的作用了。因此需要明确紫外线消毒产品的杀菌效果。
[0003]以金黄色葡萄球菌为例，该球菌是人类的一种重要病原菌，广泛存在于各种介质之中，由于金黄色葡萄球菌能够产生血浆凝固酶、葡萄球菌溶血素、杀白细胞素、肠毒素、表皮溶解毒素、毒性休克综合症毒素I (Toxic shock syndrome toxinl，TTST1)及葡激酶、透明质酸酶等各种毒素，可引起成人和婴幼儿各种感染性疾病，常见疾病有中毒性肠炎、剥脱性皮炎等，严重的可引起全身中毒性休克、多组织器官坏死、重度皮肤烫伤样综合症(Staphylococcal Scalded Skin Syndrome,简称SSSS)等致死性疾病。据美国食品药品管理局(FDA) 2009年5月报道，在美国德克萨斯州16所幼儿园共5824例患儿发生的食物中毒案例中,有1364例系金黄色葡萄球菌引发,其中8例死于该菌食源性肠道感染,最后以重症全身中毒性休克而不治。在各部门的卫生标准中，金黄色葡萄球菌的数量都是重要标准之一。而金黄色葡萄球菌通常的杀灭方式就是紫外线消毒，现有检测各种消毒产品的杀菌效果，尤其是实时杀灭金黄色葡萄球菌的效果，还没有利用传感器光电方法来实现，消毒灯、消毒柜等消毒设施也从未明确标示出过金黄色葡萄球菌等各种细菌被杀灭的程度，因此可能导致消毒工作走入误区。由于检测消毒效果的方法不够精确，因此产生了很多紫外线消毒设施使用的误区，如紫外线消毒灯老化后，仍然按照正常消毒步骤进行消毒，从而导致杀菌程度不足，引起病原体的继续传播。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种通过利用电子仪器技术检测紫外线强度，根据紫外线强度判断细菌杀灭效果的方法和装置，准确检测出细菌在紫外线照射下被杀灭的百分比，避免由于细菌杀灭程度不足而导致的病原体继续传播，以保证紫外消毒设备达到标准的消毒作用。
[0005]为达到上述目的，本发明技术方案如下:一种检测紫外线杀灭细菌效果的方法，包括如下步骤:
[0006]首先，获得紫外线照射强度(P)、紫外线照射时间(t)与细菌杀灭率(Q)之间的关系；
[0007]Q=K*P*t，其中K对于确定种类的细菌而言，为常数，t的单位是分钟，P单位是微瓦/平方厘米，K的单位是平方厘米/ (微瓦*分钟)，Q的单位是％。
[0008]对于金黄色葡萄球菌而言，K=0.538。
[0009]对于枯草菌，K=0.277。
[0010]对于大肠杆菌而言，K=0.634。
[0011]其次，检测紫外消毒仪器的紫外线照射强度，设定紫外线照射时间(t);
[0012]第三，根据紫外线照射强度(P)和设定的照射时间(t)，获得细菌的杀灭率(Q)。
[0013]所述紫外线照射强度(P)、紫外线照射时间(t)与细菌杀灭率(Q)之间的关系是通过实验和统计方法获得。
[0014]所述细菌为金黄色葡萄球菌。
[0015]所述紫外线照射强度、紫外线照射时间与金黄色葡萄球菌杀灭率之间的关系为:金黄色葡萄球菌在90微瓦/平方厘米或以上的紫外线照射强度下连续照射3分钟，实现100%的杀菌率；在20微瓦/平方厘米的紫外线照射强度下连续照射3分钟，实现32%的杀菌率。
[0016]采用紫外线强度检测装置检测紫外线照射强度，紫外线强度检测装置包括紫外光电探测器、差分放大电路和检测电路，
[0017]紫外光电探测器连接差分放大电路，差分放大电路连接检测电路，紫外光电探测器接收紫外光并将紫外光转换为电信号发送到差分放大电路进行放大处理，放大处理后信号输入检测电路中进行检测。
[0018]所述紫外光电探测器采用GaN / AlGaN异质结光电二极管接收紫外线。
[0019]所述检测电路将差分放大电路输出的电信号值与国家标准紫外光照射强度对应的电信号值进行比较，判断紫外消毒仪器的紫外光照射强度是否符合标准。
[0020]所述紫外线强度检测装置包括一外壳，紫外光电探测器设置在外壳上，差分放大电路和检测电路设置在外壳内。
[0021]所述紫外线强度检测装置包括一定位支杆，用于定位紫外消毒仪器与紫外光电探测器之间的距离。
[0022]所述定位支杆设置在外壳上。
[0023]所述差分放大电路和检测电路集成为一体。
[0024]所述外壳上设置指示灯，检测电路连接并控制指示灯。
[0025]本发明还提供一种检测紫外线杀灭细菌效果的装置，包括紫外线强度检测装置、时间设定装置和杀菌率计算模块，紫外线强度检测装置检测紫外消毒仪器的紫外线强度并将紫外线强度数据输入杀菌率计算模块，杀菌率计算模块根据紫外线照射强度、紫外线照射时间与细菌杀灭率之间的关系计算杀菌率，时间设定装置将所设定的时间数值输入杀菌率计算模块中，紫外线强度检测装置包括紫外光电探测器、差分放大电路和检测电路，紫外光电探测器连接差分放大电路，差分放大电路连接检测电路，紫外光电探测器接收紫外光并将紫外光转换为电信号发送到差分放大电路进行放大处理，放大处理后信号输入检测电路中进行检测；紫外线照射强度、紫外线照射时间与细菌杀灭率之间的关系为:Q=K*P*t，其中P为紫外线照射强度，t为紫外线照射时间，Q为细菌杀灭率，K为特定细菌紫外线杀灭系数，对特定细菌为常数。
[0026]所述检测紫外线杀灭细菌效果的装置还包括显示装置，显示装置与杀菌率计算模块连接，显示杀菌率。
[0027]所述紫外线强度检测装置包括一定位支杆，用于定位紫外消毒仪器与紫外光电探测器之间的距离。
[0028]本发明的有益效果为:
[0029]本发明可以保证紫外线消毒设备杀灭细菌，尤其是金黄色葡萄球菌的有效性，使原本无法观测效果的杀菌过程有了评价标准和控制手段，还可以避免金黄色葡萄球菌全部杀灭后继续消耗能量，增加紫外线消毒设备的实用性。
[0030]进一步，本发明还可避免为了追求100%杀灭金黄色葡萄球菌时，过度使用紫外线光源而导致的能源浪费和额外设备损耗。
[0031]本发明的紫外线检测装置利用紫外探测器对紫外消毒仪器进行检测，可以实时探测紫外消毒强度，并且工作于室温条件、操作简单、体积小、安装方便、使用寿命长，从而使得消毒更稳定、彻底，达到国家卫生标准。
[0032]近年来，II1-V族氮化物宽禁带半导体(Eg>2.3eV)的研究进展异常迅速。其中以GaN为代表的GaN基宽禁带半导体材料的制备及器件的研制已成为目前全球半导体研究的前沿和热点。GaN基材料属于直接禁带半导体材料，禁带宽度从3.4eV-6.2eV连续可调，辐射复合高、电击穿强度高(?3X106V / cm)、漏电流小、电子漂移饱和速度高、导热性能好、化学及物理性质稳定且抗辐射强度高，这使得GaN基材料制备的各种器件可应用于大功率、高频、高温等恶劣环境，且在科研和应用领域都取得了突出的成果，从而使GaN基材料成为继第一代Ge、Si单质半导体材料、第二代GaAs、InP> InAs等化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。
[0033]GaN适宜的禁带宽度和直接型能带结构，使得这一新材料十分适合于发展可见光区短波段和紫外波段的光电器件，例如蓝光发光二极管(LED)和紫外光电探测器等，并且，紫外光电探测器的研制已达到实用水平。紫外光电探测器是利用GaN / AlGaN异质结光电二极管工作的光电探测器，它性能稳定、使用方便、寿命长，已开始应用于国防、科研、民用等各种领域。
【附图说明】
[0034]图1是本发明的紫外线强度检测装置的结构示意图。
[0035]图2是本发明的紫外线强度检测装置的电路原理图。
[0036]图3是本发明的检测紫外线杀灭细菌效果的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]首先进行金黄色葡萄球菌的杀灭实验，使用四个培养皿，上接种有金黄色葡萄球菌，白