脉冲氙气灯紫外线杀菌仪的制作方法

本发明涉及紫外线杀菌技术，具体涉及一种对医院环境进行杀菌消毒的脉冲氙气灯紫外线杀菌装置。

背景技术：

根据国家疾病控制和预防中心统计，每年由于在医疗保健等专业场所被细菌感染所造成的死亡人数达到99万人。在传统的病房内，众多的设备如监视器、器械车、托盘、键盘等等，人工无法对所有物品的表面进行彻底的清洁消毒，而往往是这些简单的操作漏洞，造成细菌的残留和滋生，例如：金黄色葡萄球菌（mrsa）、耐万古霉素肠球菌（vre）、不动杆菌和艰难梭菌（c.diff）等，有些细菌甚至已经产生抗药性和对清洁剂的抵抗性，更有一些微生物耐近紫外波段的紫外线照射，因此，医院需要探索更加有效的清洁消毒技术。目前，医院门诊手术室不具备层流净化设备，多用甲醛熏蒸、紫外线照射、三氧消毒机、紫外光消毒方法进行空气消毒。这些消毒方法均可使手术室空气中细菌总数达到国家标准（细菌总数≤200cfu/m³）。可是据文献报道，这些消毒方法中某些理化因子会对人造成一些伤害，特别是对长期使用这些消毒方法的手术室医护人员危害更大。

紫外线对于细菌、病毒等微生物具有摧毁作用。其杀菌原理是细菌、病毒或微生物经过紫外线照射后，其生命中枢dna(脱氧核糖核酸)及rna(核糖核酸)的结构会被破坏，使得构成该微生物体的蛋白质无法形成，以至于立即死亡或丧失繁殖能力，因此达成杀菌效果。这里所说的紫外线，是特指波长在uvc波段（200~280nm）的深紫外光，因为深紫外线光（uvc光）在地球上不是自然存在的，因此在自然环境下生存的细菌，对此波段紫外线光是没有抵抗力的。深紫外线可以穿透微生物包括细菌、病毒、真菌和霉菌的细胞壁、孢子，并把它们的dna分子链立即熔断，使它们无法复制或变异，因此从技术上讲，“分解”是最有效的杀灭物体表面和空气中细菌的最好方式，而且在物体表面或者空气中不会留下任何有害残留，因而可以彻底杀灭有害细菌。作为消毒杀菌解决方案，uvc紫外线在水处理领域，食品生产领域，和空气净化领域已经应用多年。

紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条。其中254nm紫外线通过照射微生物的dna来杀灭细菌，185nm属于真空紫外线。真正具有杀菌作用的是uvc波段的紫外线，该波段紫外线很容易被生物体的dna吸收，尤其以265nm左右的紫外线最佳，因此在紫外线杀菌灯工作过程中，真正起作用的是254nm波长的紫外线。但是通常的紫外线杀菌灯实际上是属于一种低压汞灯，和普通日光灯一样，利用较低汞蒸汽压被激化而发射紫外线。目前，紫外线杀菌灯主要存在以下几个方面的问题：1、在杀菌过程中，真正起作用的是254nm波长的紫外光，因此杀菌灯可利用的紫外光强度较低，即发光效率较低，不得不采用延长杀菌时间来进行补偿；2、紫外线光照强度衰退较快，寿命不长，石英灯管在点燃2000～3000小时后，紫外线强度会减到初始时的70％～80％，目前，国产紫外灯有效寿命一般为1000～3000小时，进口低压汞灯灯管的有效运行时间也只有8000～12000小时；3、发光角度散，很难对特定的角度和空间进行消毒杀菌，而且容易对操作者造成辐射伤害。因此传统的紫外光消毒技术存在消毒时间长、消毒效率低、光源寿命短等缺点，已难以满足现代消毒市场的需求。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有方法中的技术问题，而提供了一种具有脉冲式连续光谱的紫外线杀菌光源的紫外线杀菌仪。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种移动式紫外杀菌仪，所述杀菌仪包括：

仪器外壳1；

脉冲氙气紫外杀菌灯5和电动升降装置4，所述电动升降装置4固定在仪器外壳1底部，脉冲氙气紫外杀菌灯5安装在电动升降装置4的上面，由电动升降装置4驱动升降，切换脉冲氙气紫外杀菌灯的工作状态和收藏状态；

细菌检测装置2，其具有菌落计数功能，并安装在移动式外罩1的上部；

电源及控制电路板3，在移动式外罩1内部固定连接，为整个仪器供电并控制各功能的实现；

信息显示屏（6）和控制键盘7，安装在移动式外罩1外部面板上，显示信息和操作仪器。

所述电动升降装置4包括电机41和齿条传动升降杆42。

所述脉冲氙气紫外杀菌灯5由脉冲氙气灯管51和石英外壳52构成，所述石英外壳52作为外部罩对脉冲氙气灯管51起保护作用。

所述脉冲氙气灯管（51）提供工作频率为1～3hz的毫秒级激光脉冲闪光，在深紫外的uvc200~280nm波段有连续光谱，具有最大能量输出。

所述脉冲式氙气紫外杀菌灯的输入功率1690w，功率波动<1%p-p，264nm波长在距离5厘米时，辐射强度为185mw/cm²。

本发明的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪具有以下杀菌时间短，杀菌效率高的积极效果：

l高能量、高强度的脉冲紫外光对微生物的杀菌效率可达99.99%；

l杀菌时间短，几秒到十几秒便可完成；

l无光复活现象；

l节能，比传统连续汞灯节能40-60%；

l灯管可制成不同形状满足需求，实现模组化设计；

l冷杀菌技术，可处理对温度敏感的物品，；

l无需预热，即用即停；

l不用与物料和器械直接接触，使用便捷；

l不接触人体，亦不对人体产生明显的直接或间接的影响。

l采用氙气作为惰性气体，不含汞，无任何环境污染。

附图说明

图1是本发明脉冲氙气灯紫外线杀菌仪的右视结构示意图；

图2是本发明控制面板俯视示意图；

图3是低压汞灯与细菌等微生物的dna吸收光谱图；

图4是的细菌等微生物dna吸收率光谱特性曲线图；

图5是脉冲氙气灯的辐射光谱特性曲线图；

图6是脉冲氙气灯与太阳的辐射光谱特性对比曲线图。

图中：

1-仪器外壳、2-细菌检测装置、3-电源及控制电路板、4-电动升降装置、5-脉冲氙气紫外杀菌灯、6-信息显示屏、7-控制键盘，41-电机、42-齿条传动升降杆、51脉冲氙气灯管、52-石英外壳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的实施例是为了理解和说明上的方便而对医院用紫外线杀菌仪进行说明，其他种类的紫外线杀菌仪上也可适用。

图1是本发明的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪的右视结构示意图；图2是本发明的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪的控制面板俯视示意图。如图1、图2所示，本发明的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪包括仪器外壳（1）、内置的细菌检测装置（2）、电源及控制电路板（3）、电动升降装置（4）、脉冲式氙气紫外杀菌灯（5）、信息显示屏（6）和控制键盘（7），具有菌落计数功能的细菌检测装置（2）安装在仪器的上部，连接在仪器外壳（1）内部的电源及控制电路板（3）为整个仪器供电并控制各功能的实现，脉冲式氙气紫外杀菌灯（5）安装在底部的电动升降装置（4）上面，仪器外壳（1）外部面板上有信息显示屏（6）以及仪器操作的控制键盘（7）。所述的电动升降装置（4）包括电机（41）和齿条传动升降杆（42）两部分。所述的脉冲式氙气紫外杀菌灯（5）的核心是脉冲氙气灯管（51），外部罩有起保护作用的石英外壳（52）。

脉冲式氙气紫外杀菌灯的输入功率1690w，功率波动<1%p-p，264nm波长距离5厘米时，辐射强度为185mw/cm²。

本发明仪器的工作过程：

本发明的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪在工作过程中，根据待杀菌环境的要求，将设备推至现场，先对环境进行细菌等微生物的实时检测，根据得到的菌落数量及分布，确定杀菌过程的时间强度；通过控制面板上的控制按键，启动升降电机，将紫外杀菌灯上升到外罩的外面（在仪器面板之上），开启脉冲氙气灯的定时工作模式，进行发光杀菌；杀菌结束后，脉冲氙气灯熄灭，仪器自动再次进行细菌检测；操作者可以根据再次检测的结果，评估杀菌成效，并确定是否再次进行杀菌、或者结束杀菌工作；若对杀菌效果满意，则启动升降电机，将紫外杀菌灯下降到外罩的里面复位，起到保护作用，最后关闭系统电源，完成本次对该环境内细菌等微生物的查杀工作。

本发明采用脉冲式氙气灯替代传统的汞蒸汽紫外杀菌灯，虽然脉冲式氙气灯杀菌原理和紫外线杀菌原理一样，都是破坏dna的结构。但是，从光谱特征图可以看出，紫外线灯只有254nm的特征光谱在杀菌有效区域内（如图3），而dna的吸收光谱特征谱线为265nm（如图4），氙气灯则是全光谱辐射（如图5），特别是在有效杀菌的紫外线波段（200～280nm)具有最大能量输出。并且，脉冲光是一种能在极短时间内（10～100微秒），以光辐射形式释放出高能量，由此产生极高峰值功率（最高可达兆瓦级，是到达地面的太阳光强度的几十万倍）的光能，根据积分能量计算，脉冲光瞬间有效杀菌能量（207j注入能量）是紫外线灯能量的10万倍（如图6）。uvc杀菌+连续脉冲的功能叠加，脉冲氙气灯表现出优异的杀菌效果，即使是芽孢菌在几个脉冲下也可以完全杀灭。本发明提供毫秒级激光脉冲闪光，工作频率为1～3hz，通过四种方式达到杀菌目的，即第一是光水化作用，破坏微生物的细胞壁结构，水化细胞，造成细胞功能损伤；第二是光分解作用，打破dna分子链，破坏dna磷酸骨架，造成细胞结构性损伤；第三是光交联作用，引发蛋白质分子间的相互链合，造成细胞组织性损伤；第四是光叠合作用，促使组成dna和rna的元素重新合成，造成细胞生物性损伤。

如上所述，通过脉冲式氙气紫外杀菌灯照射，仪器所在局部空间得到杀菌，从而达到快速彻底地杀菌消毒功能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。