专利名称：紫外线灯用紫外线消毒控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种紫外线照射消毒控制装置，属于紫外线消毒控制的智能化装置。
目前所用的紫外线灯均无智能控制装置，其进行消毒的方法是由人工拉动开关控制照射时间。当有关工作人员工作较忙或因责任心不强时，会忘记开灯照射或开灯后忘记关闭，前者造成不能及时消毒，后者则因照射时间过长造成对有关人员的伤害或照射浪费，并且对是否已照射消毒无法监控。
另一方面，据有关的实验研究表明，紫外线照射强度随电压变化较大，也就是说，当电压降低时，紫外灯的照射强度也降低。参照卫生部编写的《紫外线消毒技术.消毒技术规范》，对杀灭不同种类的微生物所需的紫外线剂量有一定的要求，因此，紫外线的照射强度低时，所需的照射时间就长，若用固定的照射时间，当电压低时，其照射剂量不足以杀灭有关微生物，反之，则因照射时间过长造成对有关人员的伤害或照射浪费。由于我国的供电电压波动较大，且偏低的时候较多，因而根据电压高低实现对紫外线照射时间的自适应控制就是一个摆在人们面前急需解决的问题，否则消毒效果得不到保证。此外，不同的温度对消毒效果也有影响，其照射时间也应不同。
本实用新型的目的旨在克服现有紫外线消毒技术和消毒过程存在的上述缺陷，提供一种以单片机或微处理器作为核心的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，该装置可自动控制紫外线灯的照射时间，可有效保证消毒效果。
本实用新型的技术解决方案如下一种紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于它有一个单片机，有一与单片机相连的外接时间电路或单片机内部的定时器，它还有一个受单片机控制的控制器，该控制器的输入与单片机的输入输出口相连，其输出与紫外线灯相连。
本实用新型还可接有紫外灯电压或电流检测电路，该电路由电压或电流传感器和电压或电流变送电路组成，电压或电流传感器的输入接在紫外线灯的220v电源线上，其输出与变送电路相连接，变送电路的输出通过转换电路与单片机相连。
本实用新型还可接有温度检测电路，该电路由温度传感器和温度变送电路组成，温度传感器位于被控紫外线灯所在区域内，它用以检测紫外线灯的周围温度，其输出与温度变送电路相连，温度变送电路的输出亦通过转换电路与单片机相连。
本实用新型采用单片机或微处理器为核心器件，它可自动或手动控制消毒过程和时间，并能记忆消毒日期和消毒时间，通过键盘查询，可非常清楚地了解每天的消毒情况。同时，它能自动测定紫外线灯的电源电压，并根据测定的电压自动计算消毒时间，可大大提高消毒效果。自动方式时，本实用新型可按照预定的时间自动开启紫外线灯，达到自动确定的最佳照射时间后自动关闭，无需人工任何操作。也可随时通过按键开启或关闭紫外线灯。每次照射都自动地根据电压确定消毒时间，并能根据电压变化对照射时间进行修正。还可自动累加每个紫外线灯的照射时间，并可查询。存储的信息具有掉电不丢失特点。此外，温度对消毒的影响也可修正。也可使其具有电子钟功能。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型一种实施例的电原理图。
本实用新型的最基本结构如
图1中虚线框内所示，其特征在于它有一个单片机，该单片机采用已有单片机技术，它由微处理器器、只读存储器、随机读写存储器、内部定时器、输入输出口、显示器及键盘组成。本实用新型还有一与单片机相连的外接时间电路或单片机内部的定时器，外接时间电路接单片机的输入输出口，单片机根据该外接时间电路的时间参数通过控制器控制紫外线灯的开启及照射时间。若采用单片机的内部定时器，则可省去外接时间电路。本实用新型还有一个受单片机控制的控制器，该控制器的输入与单片机的输入输出口相连，其输出与紫外线灯相连。
上述外接的时间电路可以是时钟集成电路(如5832时钟集成电路)或时钟部件(如电子钟机芯)，也可以是计时器(如用8253集成计数器)或定时器，其中定时器可以是集成器件(如用555集成电路构成的定时器)，也可由分立元件构成。外接时间电路可以是一个，也可是多个，以便于多区域紫外线灯的控制。若采用单片机内部的自身定时器，它同样可通过控制器控制紫外线灯的消毒时间，这样可省去外接时间电路，降低成本。
本实用新型中，还可接有紫外灯电压或电流检测电路，该电路由电压或电流传感器和电压或电流变送电路组成，电压或电流传感器的输入接在紫外线灯的220v电源线上，其输出与变送电路相连接，变送电路的输出通过转换电路与单片机系统的输入输出口相连。
本实用新型还可接有温度检测电路，该电路由温度传感器和温度变送电路组成，温度传感器位于被控紫外线灯所在区域内，它用以检测紫外线灯的周围温度，其输出与温度变送电路相连，温度变送电路的输出亦通过转换电路与单片机的输入输出口相连。
上述转换电路可以是模/数转换器A/D，它既可以是外接的模/数转换器A/D，也可利用单片机内的模/数转换器A/D，转换电路也可采用电压/频率转换电路V/F。为了共用一个转换电路，可在转换电路的输入端接入受单片机控制切换的多路开关，该多路开关的控制端与单片机相连，其输入端分别与电压或电流变送电路和温度变送电路的输出相连，其输出端与转换电路相连。本实用新型若既对电压(电流)检测，又对温度检测时，应使用多路A/D转换电路，或者，电压(电流)或温度信号先送到一个由单片机控制切换的多路开关，经多路开关选择后送A/D或V/F，这时，电压(电流)和温度是分时检测的。如果不用温度检测，或者转换电路采用多路A/D时，电压或电流检测电路中的变送电路的输出可直接与转换电路的输入相连。
本实用新型的具体实施例如图2所示，单片机可由单片机IC1(如内含程序存储器的单片机87C51等，若使用8031单片机系列，还应外接程序存储器并相应地进行输入输出口I/O扩展)、键盘k、显示器D及其驱动电路IC4、IC5(型号均可为7407)组成。图2中，电容C6和电阻R1是单片机IC1的复位电路，电容C2、C3和晶振M是单片机IC1自身的工作时钟电路。单片机IC1直接经驱动电路IC4、IC5与显示器D相连，或经其它I/0接口电路与显示器D相连，IC4和IC5为数码显示器D的驱动器，显示器D也可用液晶显示器或其它显示器。显示器D可与单片机IC1的I/0口相连，也可与单片机IC1的串行口相连，还可通过接口电路与单片机IC1相连。单片机IC1可直接或经外接I/O电路与键盘K(或编码开关)相连。程序存储器可在单片机IC1内部，或者接于单片机IC1外部。数据存储器可以是单片机IC1内部的存储器，也可以是外接的存储器，可以是非易失性的，也可以是随机读写存储器，后者可以加掉电保护，当使用单片机的外部存储器时，又可以采用I/O接口电路或时钟集成电路内的存储器。本实用新型实施例使用的是单片机IC1内部的数据存储器。
本实用新型的实施例中，采用的是外接时间电路IC2，它是一个时钟集成电路，其型号可为5832，它的数据端D0-D3与单片机IC1的对应I/O口相接，R21-R24为IC2的上拉电阻。IC2的地址线A0-A3及读控制端RD和写控制端WR及控制端HOLD可与单片机IC1任意I/O口相接，S2是IC2的时间校准按扭。时钟集成电路也可用其它集成电路，例如也可用串行输入输出的时钟集成电路。外接时间电路不管是时钟集成电路还是定时器，其接口方式可以直接与单片机IC1相接，也可通过接口电路与单片机IC1相接。
本实用新型中，紫外线灯H可以是一盏，也可并接多盏。当控制不同区域的紫外线灯时，也可采用多个外接时间电路。
本实用新型的控制器可采用继电器控制器，也可采用电子开关等。图2中为继电器控制器，它由晶体管T、电阻R9构成的驱动电路和继电器J组成，其中T的基极与电阻R9的一端相连，R9的另一端接继电器J的一端，继电器J的另一端与晶体管T的集电极相连，T的基极输入端接单片机IC1的对应输入输出口(I/O口)，继电器J的常开触点Ja串接在紫外线灯H的电源回路中。当需对紫外线灯H进行时间控制时，它可自动控制紫外线灯的开关，即先在IC1上设定好启动时间，则IC1在内部软件控制下，根据外接时间电路IC2的时钟时间，自动驱动驱动电路T，使继电器J吸合，则其常开触点Ja闭合，紫外线灯H接通220v电源，对周围空间环境进行灭菌消毒。当消毒达到规定的剂量所需的时间时，IC1自动控制驱动电路T，使继电器J释放，紫外线灯H关断。从而解决了人们时常忘记开或关紫外线灯的问题，保证了消毒效果。本实用新型的控制器还可采用电子开关。
由于电压变化对紫外线灯H的照射强度影响较大，所以本实用新型接入了紫外灯电压或电流检测电路，图2中，该检测电路由电压传感器IC6(型号可为GV-220)和电压变送电路组成，其中电压检测电路中的变送电路为运放IC7和电阻R10、R11、R12、R13构成的差动放大器，电阻R11接在运放IC7的反相输入端和输出端之间，IC7的同相输入端和地之间接有电阻R10，运放IC7的反相输入端和同相输入端分别通过电阻R12、R13接电压检测电路中的电压传感器IC6的输出，IC7的输出通过多路开关接转换电路，IC6的输入接在紫外线灯H的220v电源线上。其中，电压传感器也可以用有效值求取电路实现，也可用变压、整流等电路实现。
为了修正紫外线灯H的周围温度对消毒效果的影响，可接入一个温度检测电路，它由温度传感器和温度变送电路组成。图2中，温度检测电路中的温度传感器采用热电阻传感器RT，(也可采用半导体传感器或集成传感器等)，它用来检测紫外线灯H的周围温度，温度检测电路中的温度变送电路由电阻R14-R20、运放IC8构成，其中，电阻R17-R20、IC8构成差动放大器，电阻R20接在运放IC8的反相输入端和输出端之间，IC8的反相输入端和同相输入端分别通过电阻R17、R18接由电阻RT和R14-R16组成的电桥，电桥的输出接差动放大器的输入，差动放大器的输出也通过多路开关接转换电路。
电压或电流变送电路和温度变送电路的作用是对相应传感器输出信号进行调理、放大，使其满足转换电路的输入要求，经转换电路转换后送单片机IC1进行处理。
本实用新型实施例中的转换电路IC3采用的是串行模数/转换器A/D(型号可为MAX1247)，IC3的片选端CS、时钟端SCLK、通道控制输入端DIN和数据输出端I)OUT可与单片机IC1的相应I/O口连接，IC3的参考电压端VREF和REFAI)J可分别接有电容。IC3的输入通道CH0-CH3可以接4个通道的输入信号(通过IC3内部的多路开关切换)，以与紫外线灯电压或电流检测电路中的变送电路的输出和温度检测电路中的温度变送电路的输出连接。IC3也可用并行A/D或电压/频率转换电路V/F或单片机内的A/D，其接口方法既可直接与单片机IC1相接，又可通过接口电路与单片机IC1相接。这样，当电网220V电压变化时，电压传感器IC6就将该变化值通过变送电路IC7和转换电路IC3送到单片机IC1，IC1根据测得的这一电压值，在内部软件的控制下，调整定时消毒时间，克服了由于电压变化造成的消毒剂量不足的缺陷，保证消毒效果。
当采用的转换电路IC3为单路A/D时，或者使用V/F转换时，温度检测和电压或电流检测电路可共用一个转换电路IC3，此时，应在转换电路IC3前加一个受单片机IC1控制切换的多路开关。或者，在转换电路IC3为多路A/D时，多路开关可直接采用转换电路IC3中的多路开关，图2实施例中即是如此。这样，温度和电压信号加到多路开关，由单片机IC1控制分时采样。
使用本实用新型后，可以完全无人值守，保证了消毒过程不被遗漏，保证消毒时间为最佳，并可方便地通过查询了解消毒情况，保证了消毒效果。本实用新型必将成为紫外线消毒的最佳控制装置，具有广泛的推广前景。
权利要求1.一种紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于它有一个单片机，有一与单片机相连的外接时间电路或单片机内部的定时器，它还有一个受单片机控制的控制器，该控制器的输入与单片机的输入输出口相连，其输出与紫外线灯相连。
2.按权利要求1所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述外接的时间电路是时钟集成电路或时钟部件，或是计时器或定时器，其中定时器或是集成器件，或由分立元件构成；外接时间电路是一个，或是多个。
3.按权利要求1所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于它接有紫外灯电压或电流传感器及和电压或电流变送电路，电压或电流传感器的输入接在紫外线灯的220v电源线上，其输出与变送电路相连接，变送电路的输出通过转换电路与单片机相连。
4.按权利要求1所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于它接有温度传感器和温度变送电路，温度传感器位于被控紫外线灯所在区域内，其输出与温度变送电路相连，温度变送电路的输出亦通过转换电路与单片机相连。
5.按权利要求3或4所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述转换电路是模/数转换器A/D或电压/频率转换电路V/F，若采用模/数转换器A/D，它或是外接的模/数转换器A/D，或是单片机内的模/数转换器A/D。
6.按权利要求1或2所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述外接时间电路IC2是一个时钟集成电路，它的数据端D0-D3与单片机IC1的对应I/O口相接，IC2的地址线A0-A3及读控制端RD和写控制端WR及控制端HOLD与单片机IC1的I/O口相接。
7.按权利要求1所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述控制器采用继电器控制器，它由晶体管T、电阻R9构成的驱动电路和继电器J组成，其中T的基极与电阻R9的一端相连，R9的另一端接继电器J的一端，继电器J的另一端与晶体管T的集电极相连，T的基极输入端接单片机IC1的对应输入输出口，继电器J的常开触点Ja串接在紫外线灯H的电源回路中；控制器或采用电子开关。
8.按权利要求3所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述电压检测电路中的变送电路为运放IC7和电阻R10、R11、R12、R13构成的差动放大器，电阻R11接在运放IC7的反相输入端和输出端之间，IC7的同相输入端和地之间接有电阻R10，运放IC7的反相输入端和同相输入端分别通过电阻R12、R13接电压检测电路中的电压传感器IC6的输出，IC7的输出通过多路开关接转换电路，IC6的输入接在紫外线灯H的220v电源线上。
9.按权利要求4所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述温度检测电路中的温度传感器采用热电阻传感器RT，温度检测电路中的温度变送电路由电阻R14-R20、运放IC8构成，其中，电阻R17-R20、IC8构成差动放大器，电阻R20接在运放IC8的反相输入端和输出端之间，IC8的反相输入端和同相输入端分别通过电阻R17、R18接由电阻RT和R14-R16组成的电桥，电桥的输出接差动放大器的输入，差动放大器的输出也通过多路开关接转换电路。
10.按权利要求5所述的紫外线灯用紫外线消毒控制装置，其特征在于所述转换电路IC3采用串行模数/转换器A/D，IC3的片选端CS、时钟端SCLK、通道控制输入端DIN和数据输出端DOUT与单片机IC1的相应I/O口连接，IC3的参考电压端VREF和REFADJ分别接有电容，IC3的输入通道CH0-CH3接4个通道的输入信号，它们与电压或电流检测电路中的变送电路的输出和温度检测电路中的温度变送电路的输出连接。
专利摘要本实用新型涉及一种紫外线照射消毒控制装置,它有一个单片机,有一与单片机相连的外接时间电路或单片机内部的定时器,它还有一个受单片机控制的控制器,该控制器的输入与单片机的输入输出口相连,其输出与紫外线灯相连。本实用新型采用单片机或微处理器为核心器件,它可自动或手动控制消毒过程和时间,并能记忆消毒日期和消毒时间。同时,它能自动测定紫外线灯的电源电压,并根据测定的电压自动计算消毒时间,可大大提高消毒效果。
文档编号A61L9/20GK2396818SQ99227128
公开日2000年9月20日 申请日期1999年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者王媛, 朱庆保 申请人:王媛, 朱庆保