一種激光殺菌滅蟲方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及激光殺菌滅蟲方法及裝置，其由激光器產生激光光束，通過光路反射掃描系統將激光光束反射向外空間并令激光光束在外空間掃描形成光幕，并通過移動機構使光幕經過目標區域；形成光幕的激光輻照目標區域內的細菌或病毒,使其外包層的蛋白質凝固無法吸取營養而死亡，或輻照目標區域內的昆蟲使其死亡。本發明的激光光束是無化學污染的清潔能源，而且結構簡單，操作簡便，設備存放容易，只要功率和作用時間控制適當,可以在很大的空間殺菌滅蟲，不會對人體造成傷害。
【專利說明】一種激光殺菌滅蟲方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于殺菌滅蟲領域，更具體地，涉及一種利用激光殺菌滅蟲的方法和裝置。【背景技術】
[0002]醫院病房等場所是各種病患者集中活動的地方，也是各種細菌和病毒滋生、寄存、繁殖的場所。這些細菌、病毒通常從病人體內通過皮膚、口沫排出體外，附著在床被、枱椅之上，也大量附著在塵埃，游離于空氣中，尤其是每天醫護人員查房、疊被整理病房時或之后，病房內空氣彌漫著大量各種病原體，此時病房空氣菌落窯度最大，造成同房病友或串房病友在此期間交叉感染的機會大大増多。
[0003]現有的蟲害、病菌防治方式有藥物殺除，或者是利用光線、氣味、化學物質等對昆蟲進行引誘后殺滅。其中不管是藥物、氣味或者化學物質的誘殺方式，都會對環境造成一定的不良影響，甚至會影響人體健康。
[0004]目前已有利用激光殺滅蚊蠅的裝置，但一般固定安置，同時必須附帶復雜的跟蹤定位系統，增加了設備的成本，同時能作用的空間有限。已有的利用激光殺滅蚊蠅的裝置基本是利用強光或高能量下的熱灼燒效應，能量利用效率較低，而且設備需要長時間工作，實時監測蚊蠅動態并觸發產生激光進行殺滅，能源容易損耗。目前暫時沒有將激光利用在滅菌殺毒方面的例子或報道。
【發明內容】

[0005]為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種激光殺菌滅蟲方法，其可隨意移動以覆蓋任何目標區域，利用激光有效地殺菌滅蟲。
[0006]本發明的另一個目的是提供實現上述方法的裝置。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:一種激光殺菌滅蟲方法，其特征在于:由激光光束在外空間掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經過目標區域；形成光幕的激光輻照目標區域內的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質凝固無法吸取營養而死亡，或者輻照目標區域內的昆蟲使其死亡。
[0008]所述的激光光束為:波長為337納米的紫外激光，脈沖峰值功率300kW，脈沖頻率5hz，脈寬IOns ;或者是波長為10.6微米的紅外激光，脈沖峰值功率200W，脈沖頻率5khz，脈寬0.5msο
[0009]一種激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于包括:產生激光光束的激光器；光路反射掃描系統，將激光光束反射向外空間并令激光光束在外空間掃描形成光幕；移動機構，激光器和光路反射掃描系統設于移動機構上。
[0010]所述的光路反射掃描系統包括:反射鏡，位于激光光束光路上的并與入射光路形成小于90°夾角；電機,通過旋轉支架驅動反射鏡旋轉。
[0011]所述的激光器包括:激光器本體，以及用于支承激光器本體并調整其安裝角度的活動底座。[0012]所述的激光器為輸出紫外激光的氮分子激光器，或者是輸出紅外激光的二氧化碳激光器。
[0013]所述的激光器和光路反射掃描系統兩者位置相對固定地設置在一承托平板上，該承托平板可拆裝的設于移動機構上。
[0014]所述的承托平板底部設有減震防滑件。
[0015]所述的移動機構包括腳輪或把手。
[0016]還包括安裝于移動機構上的激光器高壓電源、光路反射掃描系統電源。 [0017]與現有技術相比，本發明的優點是:
[0018]利用激光在外空間掃描成一幅光幕來同時殺滅一大片目標區域內的細菌、蚊蟲，在相同的目標空間中，激光的功率要求更低，不需要跟蹤定位系統，結構更簡單，設備制造成本更低，而且方便操作，借助于移動機構本發明可以作用到任何空間和位置，設備的效率更高。
[0019]更進一步的，本發明依據細菌及病毒如果受到超過一定劑量的紫外光或紅外光的輻照，其外包層的蛋白質將會被凝固，與外界隔絕、無法吸取營養而死亡的原理，選擇特定波長的激光，調節合適的功率，對外空間進行掃描，從而不僅可以滅蟲還能有效殺除細菌、病毒，也不會對過往人畜造成過量輻射的傷害，這不同于已有的技術中利用強光或高能量下的熱灼燒效應的方法，后者僅對殺蚊蠅有效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例1的整體結構示意圖；
[0021]圖2是圖1的A部放大圖；
[0022]圖3實施例1簡化的光路反射掃描系統工作時的示意圖；
[0023]圖4為本發明實施例2的整體結構示意圖；
[0024]圖5為實施例2簡化的光路反射掃描系統工作時的示意圖；
[0025]圖6為本發明實施例3的整體結構示意圖；
[0026]其中:移動機構箱體1、隔板2、底板3、把手4、腳輪5、激光器6、激光器本體61、活動底座62、中央圓形固定座621、活動外環622、固定件623、激光器高壓電源7、光路反射掃描系統8、電機81、旋轉支架82、反射鏡83、光路反射掃描系統電源11、入射光路12、反射掃描光幕13、承托平板14、減震防滑件15、快速固定裝置16。
【具體實施方式】
[0027]本發明是一種激光殺菌滅蟲方法，由激光光束在外空間掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經過目標區域；形成光幕的激光輻照目標區域內的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質凝固無法吸取營養而死亡，輻照目標區域內的昆蟲，使其折翼墜地死亡。優選的，所述的激光光束為:波長為337納米的紫外激光，脈沖峰值功率300kW，脈沖頻率5hz，脈寬IOns ;或者是波長為10.6微米的紅外激光，脈沖峰值功率200W，脈沖頻率5khz，脈寬
0.5ms。脈沖峰值功率對殺菌滅蟲起決定性的作用。因為脈沖時間脈寬很短，所以峰值功率可以很大，細菌病毒的分子在這激光(主要是紫外激光)脈沖作用下會立即發生變化，當多個激光脈沖持續作用，細菌病毒就會死亡；殺滅蚊蠅昆蟲主要是用紅外激光，這時主要利用脈沖紅外激光高峰值功率的熱效應，直接燒死碰上光幕的蚊蟲。同時由于脈寬很短，因此對人畜是無害的。實際操作時根據目標區域內的實際蚊蟲密度來調節光幕的移動，密度大則移動減慢。
[0028]實現上述方法的一種激光殺菌滅蟲裝置，包括:產生激光光束的激光器6 ;光路反射掃描系統8，將激光光束反射向外空間并令激光光束在外空間掃描形成反射掃描光幕13 ;移動機構，激光器6和光路反射掃描系統8設于移動機構上。其中，光路反射掃描系統8包括反射鏡83、旋轉支架82和電機81。反射鏡83位于激光光束的光路上的并與入射光路形成小于90°夾角，反射鏡83的角度可調，通過調整該夾角來控制所形成的反射掃描光幕13的直徑大小。另外，可通過調整激光光束的光路(即調整激光器6和光路反射掃描系統8的相對位置)，能夠調整反射掃描光幕13的形成位置。更優選的，激光器6包括激光器本體61，以及用于支承激光器本體61并調整其安裝角度的活動底座62，激光器6安裝好之后，仍可通過活動底座62調整其角度。活動底座62的結構形式多樣，只要能實現微調激光器本體61的安裝角度即可。反射鏡83設于旋轉支架82端部，電機81通過旋轉支架82驅動反射鏡83旋轉。旋轉支架82只要能夠帶動反射鏡83旋轉同時有不會遮擋激光光束即可。所述的激光器6為輸出紫外激光的氮分子激光囂，或者是輸出紅外激光的二氧化碳激光囂。所述的移動機構包括腳輪5或把手4，方便人移動以及停放。為便于移動，裝置還包括安裝于移動機構上的激光器高壓電源7、光路反射掃描系統電源11。光路反射掃描系統電源11可采用12V蓄電池，免去拖帶220V市電供電線的麻煩。激光器6和光路反射掃描系統8可以直接安裝在移動機構上。為便于更換移動機構或更易于與現有的移動機構結合使用，優選的，如圖2所示，將激光器6和光路反射掃描系統8兩者位置相對固定地設置在一承托平板14上，該承托平板14可拆裝的設于移動機構上。為了使承托平板14能夠快速的從移動機構上拆卸下來，可以通過現有的一些快速固定裝置來實現，例如快速固定夾16等。為了減少移動機構移動時的振動給承托平板14上方的光路帶來的影響，以及增大摩擦系數，承托平板14底部還可設有減震防滑件15，例如至少在承托平板14四個角的底部設有橡膠墊片。
[0029]激光殺菌滅蟲裝置中的各部件以組合方式存在，可根據實際情況單獨替換或更改某部件，方便維護，可根據實際需要重新組合，譬如激光器6的電源也可以放置在激光器6旁，或者設計一個多輸出通道的電源，同時分別提供激光器6和光路反射掃描系統8的電能，或者專門設計特定環境中的移動機構(在本說明書中僅以醫院中的常用的小型手扶四輪推車為例)。
[0030]如圖1所示，激光器6發出的光被連續旋轉的反射鏡83導出裝置的外空間，在外空間掃描成一幅反射掃描光幕13。人驅動移動機構，使整個房間的任何空間位置都將受到激光光束掃描福射，浮游在空氣中的病毒和細菌將因為受到超過一定劑量的紫外光或紅外光的輻照，其外包層的蛋白質會被凝固，與外界隔絕、無法吸取營養而死亡。此外，本發明的裝置還可應用在養殖場，利用較強的紅外激光快速掃描空間，選擇性地殺滅蚊蠅而不損傷牲畜，對發展畜牧業也是有利且環保的。也可以用于一般的飯館、廚房、家庭、學校、生產環境要求較高的工作坊、實驗室等地方的殺菌滅蟲，應用范圍非常廣泛。
[0031]以下結合附圖和具體例子對本發明做進一步的闡述，但本發明并不限于此特定例子。[0032]實施例1
[0033]如圖1、2所示，本例子中的移動機構采用的是一臺醫院常用的小型手扶四輪推車，包括移動機構箱體1、隔板2、底板3、把手4、腳輪5。激光器6和光路反射掃描系統8兩者位置相對固定地設置在承托平板14上，然后再將承托平板14放置于隔板2上，通過快速固定裝置16固定，本實施例中采用快速固定夾，使用時將承托平板14和隔板2通過U型的夾體卡接，然后旋緊上方的手旋螺絲直至手旋螺絲壓緊承托平板14即可。在承托平板14的四個角以及中部位置的底部設有減震防滑件15，在本實施例中采用橡膠墊片。激光器高壓電源7和光路反射掃描系統電源11放置在底板3上。光路反射掃描系統電源11采用的是12V的蓄電池。本實施例結構緊湊，可以在一個不大的地方停放，各部件以組合關系存在，可單獨更換，方便維護。
[0034]激光器6 二氧化碳激光囂，輸出波長為10.6微米、脈沖峰值功率200W、脈沖頻率5khz、脈寬0.5ms的紅外激光；光路反射掃描系統8放置在激光器6前方，由步進電機81、旋轉支架82和反射鏡83、第二反射鏡84組成。工作原理簡圖如圖3所示，反射鏡83、第二反射鏡84位于激光光束的光路上，激光器6發出激光束的方向與旋轉支架82平行。通過第二反射鏡84反射，激光器6的激光入射到反射鏡83上(入射點為旋轉支架82和反射鏡83的連接點)，反射鏡83與入射光路12形成的夾角(在本實施例中夾角約為20° )小于反射鏡83與旋轉支架82的夾角(在本實施例中夾角約為35° )，反射鏡83與入射光路12形成小于90°夾角(在本實施例中夾角約為50° )，步進電機81驅動旋轉支架82帶動設置在旋轉支架82端部的反射鏡83旋轉，從而使激光光束被反射向外空間并形成一個反射掃描光幕13。
[0035]旋轉支架82和反射鏡83以旋轉支架連接，從而反射鏡83可繞連接點旋轉，改變其跟旋轉支架82的夾角，進而調節掃描圓錐光幕的頂角大小。
[0036]調節反射鏡84鏡面方向，可調節光路12在反射鏡83上的入射角，從而改變掃描圓錐光幕(對稱軸)的方向。
[0037]經過在醫院實際測試，如果掃描5*5*5m3的空間，紅外激光功率選擇平均功率IOw~30w的脈沖調制光源已經足夠。通過步進電機81不停旋轉反射鏡83，令激光光束在外空間掃描成一幅反射掃描光幕13，推動小型手扶四輪推車，使反射掃描光幕13在整個空間移動，浮游在反射掃描光幕13掃描之處(目標區域)的空氣中的細菌、病毒和蚊蟲被殺死，而且由于激光功率調控恰當，對人畜等無傷害。激光器6和光路反射掃描系統8使用時就開，不用時就關閉，不會因長時間處于工作狀態而過早損耗。
[0038]實施例2
[0039]如圖4所示，激光器6采用氮分子激光囂，輸出波長為337納米、脈沖峰值功率300kW、脈沖頻率5hz、脈寬IOns的紫外激光。激光器本體6直接通過固定件623固定于承托平板14上。
[0040]光路反射掃描系統8放置在激光器6前方，由步進電機81、旋轉支架82和反射鏡83組成。工作原理簡圖如圖4所示，激光器6發出激光束的方向與與旋轉支架82平行，激光器6發出的激光束直接射到反射鏡83 (入射點為旋轉支架82和反射鏡83的連接點)，反射鏡83與旋轉支架82形成小于90°夾角(在本實施例中夾角約為45° )，步進電機81驅動旋轉支架82帶動設置在旋轉支架82端部的反射鏡83旋轉，從而使激光光束被反射向外空間并形成一個向前方的反射掃描光幕13。
[0041]把手安置在移動結構上光路反射掃描系統8的位置后面。使用時人站在光路反射掃描系統8后面，激光向人方向射出卻經過光路反射掃描系統8發射，在外空間形成光幕。
[0042]其他結構同實施例1。
[0043]此結構最簡化,但不能調節光幕出射方向。
[0044]實施例3
[0045]如圖6所示，光路反射掃描系統8放置在激光器6前側，由步進電機81、旋轉支架82和反射鏡83組成。反射鏡83與旋轉支架82的夾角在本實施例中約為45°。反射鏡83位于激光光束的光路上，激光器6發出的激光束直接射到反射鏡83 (入射點為旋轉支架82和反射鏡83的連接點)。反射鏡83與入射光路12形成的夾角(在本實施例中夾角約為20° )小于反射鏡83與旋轉支架82的夾角(在本實施例中夾角約為35° )。步進電機81驅動旋轉支架82帶動設置在旋轉支架82端部的反射鏡83旋轉，從而使激光光束被反射向外空間并形成一個向側面方向的反射掃描光幕13。
[0046]旋轉支架82和反射鏡83以旋轉支架連接，從而反射鏡83可繞連接點旋轉，改變其跟旋轉支架82的夾角，進而調節掃描圓錐光幕的頂角大小。
[0047]激光器6包括激光器本體61和活動底座62。在本實施例中，活動底座包括中央圓形固定座621以及可繞中 央圓形固定座621轉動的活動外環622，激光器本體61通過固定件623固定在活動外環622上，中央圓形固定座621則固定于承托平板14上，當激光器6安裝好之后，激光器本體61仍可通過通過活動外環622繞中央圓形固定座621轉動轉動，調整其角度。設備使用者可以依實際需要調節激光器角度從而改變激光光束在反射鏡83上的入射角，進而改變掃描圓錐光幕(對稱軸)的方向。
[0048]把手安置在移動結構上光路反射掃描系統8的位置后面。使用時人站在光路反射掃描系統8后面,推動移動機構前行。
[0049]其他結構同實施例1。
[0050]本發明專利不僅要求保護裝置的設計，應用激光殺菌滅蟲的方法也應在保護范圍之內。以上所述僅是本發明的優選實施方式。在不脫離本發明原理的前提下，對發明的技術方案可以做若干適合實際情況的改進。因此，本發明專利的保護范圍不限于此，任何基于本發明技術方案上非本質性變更均包括在本發明保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種激光殺菌滅蟲方法,其特征在于:由激光光束在外空間掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經過目標區域；形成光幕的激光輻照目標區域內的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質凝固無法吸取營養而死亡，或者輻照目標區域內的昆蟲使其死亡。
2.根據權利要求1所述的激光殺菌滅蟲方法，其特征在于:所述的激光光束為:波長為337納米的紫外激光，脈沖峰值功率300kW，脈沖頻率5hz，脈寬IOns ;或者是波長為10.6微米的紅外激光，脈沖峰值功率200W，脈沖頻率5khz，脈寬0.5ms。
3.一種激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于包括:產生激光光束的激光器；光路反射掃描系統，將激光光束反射向外空間并令激光光束在外空間掃描形成光幕；移動機構，激光器和光路反射掃描系統設于移動機構上。
4.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的光路反射掃描系統包括:反射鏡，位于激光光束光路上的并與入射光路形成小于90°夾角；電機,通過旋轉支架驅動反射鏡旋轉。
5.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的激光器包括:激光器本體，以及用于支承激光器本體并調整其安裝角度的活動底座。
6.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的激光器為輸出紫外激光的氮分子激光器，或者是輸出紅外激光的二氧化碳激光器。
7.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的激光器和光路反射掃描系統兩者位置相對固定地設置在一承托平板上，該承托平板可拆裝的設于移動機構上。
8.根據權利要求7所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的承托平板底部設有減震防滑件。
9.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的移動機構包括腳輪或把手。
10.根據權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:還包括安裝于移動機構上的激光器高壓電源、光路反射掃描系統電源。
【文檔編號】A01M1/22GK103931588SQ201310017128
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2013年1月17日
【發明者】何穎霖 申請人:何穎霖