水下紫外线杀菌器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下防生物附着保护装置，特别是涉及海洋中现场测量传感器的防生物附着保护装置。
【背景技术】
[0002]在海洋研宄领域，海水环境是一个特殊的极为复杂的腐蚀环境，海水中生长着各种生物，海洋生物的生长和附着按照以下过程逐步实现:海水中的细菌生物膜会附着在仪器表面，为浮游生物的幼虫提供立足点，浮游生物可充当藤壶、贻贝成虫的饵料，促进定居类的海洋生物附着在其上并产生石灰质沉积，为藻类植物的生长提供了适宜环境，而藻类植物的繁殖进一步为定居类生物提供了食物来源，如此循环使得海洋生物不断生长和增殖，最终完全覆盖海洋仪器表面。
[0003]海洋生物的附着除了影响传感器正常工作外还对仪器产生腐蚀，它们覆盖水下相机镜头和光源、干扰传感器、淹没机械结构，严重缩短仪器设备寿命，因此防止海洋生物快速生长及附着具有重要意义。
[0004]现有的水下防生物生长和杀菌装置主要分为两类:一类是机械执行机构，如采用水下擦拭器或刮削器定时执行擦拭动作，将附着在仪器表面的细菌和生物擦除掉；另一类是化学投药法，通过人工定期向仪器所在水域附近投放含有生物毒性的化学药剂，或者仪器本身具有可以缓慢释放化学药剂的特制装置。
[0005]上述水下防生物生长和杀菌的装置和方法存在很多缺陷，机械装置的局限性包括水下活动执行机构的可靠性差、功耗高和难以有效保护几何形状复杂的海洋传感器如球形、管型等不规则形状；化学投药法的杀菌有效期短并且需要不断投药，而且容易导致一系列环境污染问题。
【发明内容】
[0006]针对现有的水下防生物生长和杀菌装置所存在的问题，本发明推出水下紫外线杀菌器，其目的在于通过采用260?280nm波长范围的微型紫外线发射光源配合开关时序控制器和耐压水密壳体，产生的紫外线辐射在海洋生物生长早期DNA克隆和细胞复制阶段，被细胞的DNA碱基所吸收，破坏细胞结构阻止细胞复制，防止海洋仪器表面的细菌生物膜吸附和浮游生物幼虫细胞生长，从而排除后期藻类、贝类等高等级海洋生物细胞增殖，最终使得生物生长和附着完全停滞。
[0007]本发明所涉及的水下紫外线杀菌器呈圆柱状，由上下两部分构成，下部为耐压水密壳体，耐压水密壳体内密封有开关时序控制器，上部包括发光基板、连接底座和透明水密保护罩，发光基板固定在连接底座上，连接底座固定在耐压水密壳体上端，透明水密保护罩罩在发光基板和连接底座的外侧并固定在连接底座上。
[0008]所述的发光基板为圆形片状结构，上表面圆心处设置有微型紫外线发射光源，光源采用紫外线发光二极管，由恒流源供电。发光基板与连接底座通过点焊固定在一起，发光基板的下表面与连接底座之间的缝隙填充导热介质，用于发光基板的导热和散热，连接底座的内部和导热介质的下部填充并封装由绝缘隔热材料制成的绝缘体。
[0009]所述的透明水密保护罩为上端密闭下端开口的圆柱状石英玻璃罩，便于紫外线透射出来，又避免发光基板与海水直接接触而产生短路和腐蚀。透明水密保护罩的下部内侧与连接底座通过设置在连接底座外侧的两道柱面密封圈密封。
[0010]所述的耐压水密壳体的上部有圆筒形敞口，圆筒形敞口内侧设置螺纹。所述的连接底座的下部外侧设置密封圈和螺纹，旋入耐压水密壳体的上部圆筒形敞口内旋紧密封。
[0011]所述的耐压水密壳体内密封的开关时序控制器设置在耐压水密壳体内的电路板上。上部的发光基板通过引线与开关时序控制器连接，引线从发光基板引出，穿过导热介质和绝缘体后从连接底座的下端进入耐压水密壳体内并连接开关时序控制器。
[0012]所述的耐压水密壳体底端设置电缆密封接头和电源传输线，电缆密封接头将电源传输线与电路板上的开关时序控制器连接，开关时序控制器将外接电源转换为恒流源，输入给发光基板，开关时序控制器控制紫外线发光二极管按照预定的时间间隔发光。
[0013]所述的开关时序控制器具备电压转换、恒流输出和发光时序控制等功能。开关时序控制器将外部输入电源稳压后转换为恒流输入给发光基板，并控制紫外线发光二极管按照预定的时间间隔发光，可预设紫外线发光二极管按照一定的时间间隔循环发光，发光时间间隔以5分钟为单位可任意设置为5分钟、10分钟、15分钟......55分钟。
[0014]本发明所涉及的水下紫外线杀菌器体积小、功耗低、杀菌效果好、配置灵活且对环境没有污染，适用于保护水下长期布放、环境水质要求高、几何形状复杂的海洋传感器和海洋仪器，在海洋环境监测预警、海洋生态保护和水产养殖等诸多领域具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的水下紫外线杀菌器使用原理图；
[0016]图2为本发明的水下紫外线杀菌器结构图。
[0017]附图中标记说明:
[0018]1、水下紫外线杀菌器2、被保护传感器
[0019]3、紫外线光束4、专用夹具
[0020]5、透明水密保护罩6、发光基板
[0021]7、连接底座8、耐压水密壳体
[0022]9、柱面密封圈10、紫外线发光二极管
[0023]11、导热介质12、绝缘体
[0024]13、端面密封圈14、引线
[0025]15、开关时序控制器16、电缆密封接头
[0026]17、电源传输线18、电路板
【具体实施方式】
[0027]结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。如图1所示为本发明专利涉及的水下紫外线杀菌器使用原理图，图2显示本发明专利涉及的水下紫外线杀菌器的结构示意图。
[0028]如图1所示，水下紫外线杀菌器I通过专用夹具4固定在被保护传感器2上，水下紫外线杀菌器I通电发出的260?280nm紫外线光束3，照射到被保护传感器2表面上，在紫外线光束3所照射的范围内均为有效杀菌保护区。水下紫外线杀菌器I的输出功率越高、照射时间越长、与被保护传感器2的距离越近，杀菌效果越好。紫外线光束3的发光角度约140度，有效照射距离8?10厘米，专用夹具4实现调节水下紫外线杀菌器I与被保护传感器2的相对位置、照射距离和照射角度。
[0029]如图2所示，水下紫外线杀菌器I由上、下两部分构成，上部的透明水密保护罩5、发光基板6和连接底座7设置在下部的圆柱状耐压水密壳体8上。
[0030]透明水密保护罩5将发光基板6及其连接底座7的上半部分密封在内部，透明水密保护罩5为上端密闭下端开口的圆柱状石英玻璃罩，透明水密保护罩5的下部内侧与连接底座7通过设置在连接底座7外侧的两道柱面密封圈9密封。
[0031]发光基板6为圆形片状结构，上表面中心处设置有紫外线发光二极管10，下表面与连接底座7之间通过点焊固定并填充导热介质11用于导热和散热，连接底座7的内部和导热介质11的下部填充并封装由绝缘隔热材料制成的绝缘体12。
[0032]耐压水密壳体8的上部有圆筒形敞口，圆筒形敞口内侧设置螺纹，连接底座7的下端设置外侧螺纹和端面密封圈13，连接底座7通过端面密封圈13与耐压水密壳体8的上端面旋紧密封。
[0033]引线14从发光基板6引出，穿过导热介质11和绝缘体12后从连接底座7的下端进入耐压水密壳体8内并连接开关时序控制器15。耐压水密壳体8的底端设置电缆密封接头16和电源传输线17，外部电源由电源传输线17和电缆密封接头16输入电路板18上的开关时序控制器15。
[0034]发光基板6的发光熄灭时长和时序由开关时序控制器15控制。
【主权项】
1.一种水下紫外线杀菌器，呈圆柱状，由上下两部分构成，其特征在于:下部为圆柱状的耐压水密壳体(8)，耐压水密壳体(8)内密封有开关时序控制器(15)，上部包括发光基板(6)、连接底座(7)和透明水密保护罩(5)，发光基板￠)固定在连接底座(7)上，连接底座(7)固定在耐压水密壳体(8)上端，透明水密保护罩(5)罩在发光基板(6)和连接底座(7)的外侧并固定在连接底座(7)上； 所述的发光基板(6)为圆形片状结构，上表面中心处设置微型紫外线发射光源，下表面与连接底座(7)之间通过点焊固定并填充导热介质(11)，导热介质(11)用于发光基板(6)的导热和散热，连接底座(7)的内部和导热介质(11)的下部填充并封装由绝缘隔热材料制成的绝缘体(12); 所述的耐压水密壳体⑶内的电路板(18)上设置开关时序控制器(15)，发光基板(6)通过引线(14)与开关时序控制器(15)连接，引线(14)从发光基板(6)引出，穿过绝缘体(12)后，从连接底座(7)的下端进入耐压水密壳体(8)内并连接开关时序控制器(15)。
2.根据权利要求1所述的水下紫外线杀菌器，其特征在于:所述的微型紫外线发射光源采用紫外线发光二极管(10)。
3.根据权利要求1所述的水下紫外线杀菌器，其特征在于:所述的透明水密保护罩(5)为上端密闭下端开口的圆柱状石英玻璃罩，透明水密保护罩(5)的下部内侧与连接底座(7)通过设置在连接底座(7)外侧的两道柱面密封圈(9)密封。
4.根据权利要求1所述的水下紫外线杀菌器，其特征在于:所述的耐压水密壳体(8)的上部有圆筒形敞口，圆筒形敞口内侧设置螺纹；所述的连接底座(7)下部外侧设置密封圈和螺纹，旋入耐压水密壳体(8)的上部圆筒形敞口内旋紧密封。
5.根据权利要求1所述的水下紫外线杀菌器，其特征在于:所述的耐压水密壳体(8)底端设置电缆密封接头(16)和电源传输线(17)，电缆密封接头(16)将电源传输线(17)与电路板(18)上的开关时序控制器(15)连接，开关时序控制器(15)将外接电源转换为恒流源，输入给发光基板(6)，开关时序控制器(15)控制紫外线发光二极管(10)按照预定的时间间隔发光。
【专利摘要】本发明公开了一种水下紫外线杀菌器，既可用于淡水也可用于海水，通过采用260～280nm波长范围的紫外线辐射实现水下杀菌和抑制生物生长。本发明可安装在不同类型的现场测量传感器附近，可有效缓解水中生物生长过于旺盛而导致的传感器测量漂移、敏感元件损坏问题。水下紫外线杀菌器由透明水密保护罩、发光基板、紫外线发光二极管、开关时序控制器、耐压水密壳体和信号电缆等几部分组成，可以实现瞬间启动、持续发光和定时发光，其杀菌效果好，实施杀菌作业时无活动机械部件和化学物质析出，可靠性高且对环境没有污染，对于保护水下长期布放、环境保护要求高、几何形状复杂的海洋测量传感器免受生物生长和附着影响具有明显应用效果。
【IPC分类】C02F1-32
【公开号】CN104803445
【申请号】CN201510164194
【发明人】兰卉, 姜飞, 高坤, 吴晟
【申请人】国家海洋技术中心
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月9日