一種激光殺菌滅蟲方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光殺菌滅蟲方法及裝置。由激光器產(chǎn)生激光光束，通過振鏡掃描系統(tǒng)，將激光光束反射向外空間，并沿x方向、y方向來回掃描形成光幕，并通過移動機構使光幕經(jīng)過目標區(qū)域；形成光幕的激光輻照目標區(qū)域內(nèi)的細菌或病毒,使其外包層的蛋白質(zhì)凝固無法吸取營養(yǎng)而死亡，或輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲使其死亡。本發(fā)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(fā)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?！颈尘凹夹g】
[0002]醫(yī)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(nèi)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(yī)護人員查房、疊被整理病房時或之后，病房內(nèi)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(xiàn)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(zhì)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(zhì)的誘殺方式，都會對環(huán)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(tǒng)，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(jiān)測蚊蠅動態(tài)并 觸發(fā)產(chǎn)生激光進行殺滅，能源容易損耗。
[0005]目前暫時沒有將激光利用在滅菌殺毒方面的例子或報道。
[0006]目前沒有將激光掃描形成光幕來大規(guī)模、同時殺死目標空間區(qū)域內(nèi)細菌或蚊蟲的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)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(qū)域，利用激光有效地殺菌滅蟲。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供實現(xiàn)上述方法的裝置。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)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沿X、Y方向來回掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經(jīng)過目標區(qū)域；形成光幕的激光輻照目標區(qū)域內(nèi)的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質(zhì)凝固無法吸取營養(yǎng)而死亡，或者輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲使其死亡。
[0010]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
[0011]一種激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于包括:產(chǎn)生激光光束的激光器；振鏡掃描系統(tǒng)，將激光光束反射向外空間，并沿X方向、y方向來回掃描形成光幕；移動機構，激光器和振鏡掃描系統(tǒng)安裝于移動機構上。
[0012]所述的振鏡掃描系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)動軸線相互垂直的第一反射鏡和第二反射鏡，第一反射鏡位于激光光束光路上并將激光光束反射到第二反射鏡，第二反射鏡將激光光束射向外空間；第一、第二電機，分別通過第一、第二旋轉(zhuǎn)支架驅(qū)動第一、第二反射鏡往復轉(zhuǎn)動，使激光光束在X方向和Y方向來回掃描。
[0013]所述的振鏡掃描系統(tǒng)還包括:驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板，接收經(jīng)過降壓的電源信號，重整后輸出X、y兩方向的控制信號至下述驅(qū)動電路板；驅(qū)動電路板接收控制信號后分別驅(qū)動第一、第二電機的轉(zhuǎn)動方向和換向頻率。
[0014]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。
[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、掃描振鏡系統(tǒng)電源。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明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(qū)域內(nèi)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(tǒng)，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(fā)明可以作用到任何空間和位置，設備的效率更高。
[0018]更進一步的，本發(fā)明依據(jù)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(zhì)將會被凝固，與外界隔絕、無法吸取營養(yǎng)而死亡的原理，選擇特定波長的激光，調(diào)節(jié)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】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例1的整體結構示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例1的激光光路的示意圖；
[0021]其中: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、激光器高壓電源7、光路引導系統(tǒng)8、第一電機81、第一旋轉(zhuǎn)支架82、第一反射鏡83、第二電機84、第二旋轉(zhuǎn)支架85、第二反射鏡86、光路反射掃描系統(tǒng)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】
[0022]本發(fā)明是一種激光殺菌滅蟲方法，其特征在于:由激光光束在外空間沿X、Y方向來回掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經(jīng)過目標區(qū)域；形成光幕的激光輻照目標區(qū)域內(nèi)的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質(zhì)凝固無法吸取營養(yǎng)而死亡，或者輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲使其死亡。激光的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(fā)生變化，當多個激光脈沖持續(xù)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(jù)目標區(qū)域內(nèi)的實際蚊蟲密度來調(diào)節(jié)光幕的移動，密度大則移動減慢。
[0023]如圖1、2所示，實現(xiàn)上述方法的一種激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于包括:產(chǎn)生激光光束的激光器6 ;振鏡掃描系統(tǒng)8,將激光光束反射向外空間，并沿X方向、y方向來回掃描形成光幕；移動機構，激光器6和振鏡掃描系統(tǒng)8安裝于移動機構上。優(yōu)選的，所述的激光器為氮分子激光囂，輸出波長為337納米的紫外激光，脈沖峰值功率300kW，脈沖頻率5hz，脈寬IOns ;或者是二氧化碳激光囂，輸出波長為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。所述的振鏡掃描系統(tǒng)8包括:轉(zhuǎn)動軸線相互垂直的第一反射鏡83和第二反射鏡86,第一反射鏡83位于激光光束光路上并將激光光束反射到第二反射鏡86,第二反射鏡86將激光光束射向外空間；第一電機81、第二電機84,分別通過第一旋轉(zhuǎn)支架82、第二旋轉(zhuǎn)支架85驅(qū)動第一反射鏡83、第二反射鏡86往復轉(zhuǎn)動，使激光光束在x方向和y方向來回掃描。振鏡掃描系統(tǒng)還包括:驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板，接收經(jīng)過降壓的電源信號，重整后輸出X、y兩方向的控制信號至下述驅(qū)動電路板；驅(qū)動電路板接收控制信號后分別驅(qū)動第一電機81、第二電機84的轉(zhuǎn)動方向和換向頻率。電源信號經(jīng)過降壓后輸入驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板，其模擬電路對信號進行頻率和幅度的重整，輸出X、y兩方向的控制信號進入驅(qū)動電路板，驅(qū)動電路板分別驅(qū)動第一電機81、第二電機84，使第一反射鏡83、第二反射鏡86來回的小角度旋轉(zhuǎn)，從而使入射激光束同時在X、y方向上移動。驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板、驅(qū)動電路板采用現(xiàn)有的常規(guī)技術即可，只要能夠?qū)崿F(xiàn)控制第一、第二電機的轉(zhuǎn)動方向和換向頻率的電路均可適用，在此不作詳細描述。所述的移動機構包括腳輪或把手，方便人移動以及停放。裝置還包括安裝于移動機構上的激光器高壓電源、振鏡掃描系統(tǒng)電源。激光器電源和振鏡掃描系統(tǒng)電源在設備使用時就開啟，不用時就關閉，因此不會由于長時間處于工作狀態(tài)而過早損耗。
[0024]激光殺菌滅蟲裝置中的各部件以組合方式存在，可根據(jù)實際情況單獨替換或更改某部件，方便維護，可根據(jù)實際需要重新組合，譬如激光器的電源也可以放置在激光器旁，或者設計一個多輸出通道的電源，同時分別提供激光器和振鏡掃描系統(tǒng)的電能，或者專門設計特定環(huán)境中的移動機構(在本說明書中僅以醫(yī)院中的常用的小型手扶四輪推車為例)。
[0025]如圖2所示，由激光器產(chǎn)生高功率峰值的脈沖激光光束，通過模擬電路控制的振鏡掃描系統(tǒng)8將激光束定向射出，并在外空間沿x、y方向掃描形成光幕。當頻率足夠高時，在振鏡掃描系統(tǒng)8控制下激光束移動的整體效果是掃描出一個四棱錐形的光幕。激光器6和掃描振鏡系統(tǒng)8可固定安置(譬如墻上)或放置在一個移動機構上。掃描形成光幕的激光，輻照目標區(qū)域內(nèi)的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質(zhì)凝固無法吸取營養(yǎng)而死亡，或輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲使其死亡。
[0026]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。因此，本發(fā)明的裝置還可應用在養(yǎng)殖場，利用適當功率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(fā)展畜牧業(yè)也是有利且環(huán)保的。也可以用于一般的飯館、廚房、家庭、學校、生產(chǎn)環(huán)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。
[0027]以下結合附圖和具體例子對本發(fā)明做進一步的闡述，但本發(fā)明并不限于此特定例子。
[0028]實施例1
[0029]如圖1所示，本例子中的移動機構采用的是一臺醫(yī)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和振鏡掃描系統(tǒng)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和光路引導系統(tǒng)電源11放置在底板3上。光路引導系統(tǒng)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。
[0030]激光器6為二氧化碳激光囂，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的高斯分布的紅外激光。
[0031]在本實施例中，位于激光光束光路的第一反射鏡83，將激光束沿入射光路12反射到第二反射鏡86。第一電機81、第二電機84,分別通過第一旋轉(zhuǎn)支架82、第二旋轉(zhuǎn)支架85驅(qū)動第一反射鏡83、第二反射鏡86來回的小角度旋轉(zhuǎn)，使激光光束在X方向和y方向來回掃描，形成一個反射掃描光幕13。
[0032]驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板，接收經(jīng)過降壓的電源信號，重整后輸出X、y兩方向的控制信號至下述驅(qū)動電路板；驅(qū)動電路板接收控制信號后分別驅(qū)動第一電機81、第二電機84的轉(zhuǎn)動方向和換向頻率。驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板輸入信號是±15V的直流信號，輸出給驅(qū)動電路板時，X方向信號是幅度為±3V、頻率>25hz的三角波，y方向信號是±3V、頻率在(T25hz之間的三角波。在裝置前方5米處放置一塊木板，可以看到激光光束雕刻出來的正弦波形。在裝置前方I米內(nèi)放置木板，可以看到激光光束密集掃描雕刻出來的矩形。
[0033]經(jīng)過在醫(yī)院實際測試，如果掃描2*2*2m3的空間(出射口 0.3m外)，紅外激光選擇平均功率約為20W已經(jīng)足夠。可以看到光幕掃描之處，蚊子一觸即死。殺蚊效率很高。 [0034]本發(fā)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(nèi)。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。在不脫離本發(fā)明原理的前提下，對發(fā)明的技術方案可以做若干適合實際情況的改進。因此，本發(fā)明專利的保護范圍不限于此，任何基于本發(fā)明技術方案上非本質(zhì)性變更均包括在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【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沿X、Y方向來回掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經(jīng)過目標區(qū)域；形成光幕的激光輻照目標區(qū)域內(nèi)的細菌或病毒，使其外包層的蛋白質(zhì)凝固無法吸取營養(yǎng)而死亡，或者輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲使其死亡。
2.根據(jù)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(chǎn)生激光光束的激光器；振鏡掃描系統(tǒng)，將激光光束反射向外空間，并沿X方向、y方向來回掃描形成光幕；移動機構，激光器和振鏡掃描系統(tǒng)安裝于移動機構上。
4.根據(jù)權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的振鏡掃描系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)動軸線相互垂直的第一反射鏡和第二反射鏡，第一反射鏡位于激光光束光路上并將激光光束反射到第二反射鏡，第二反射鏡將激光光束射向外空間；第一、第二電機，分別通過第一、第二旋轉(zhuǎn)支架驅(qū)動第一、第二反射鏡往復轉(zhuǎn)動,使激光光束在X方向和y方向來回掃描。
5.根據(jù)權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的振鏡掃描系統(tǒng)還包括:驅(qū)動信號發(fā)生和調(diào)節(jié)電路板，接收經(jīng)過降壓的電源信號，重整后輸出x、y兩方向的控制信號至下述驅(qū)動電路板；驅(qū)動電路板接收控制信號后分別驅(qū)動第一、第二電機的轉(zhuǎn)動方向和換向頻率。
6.根據(jù)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(jù)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。
8.根據(jù)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、掃描振鏡系統(tǒng)電源。
【文檔編號】A61L9/16GK103960218SQ201310047153
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月5日 優(yōu)先權日:2013年2月5日
【發(fā)明者】何穎霖 申請人:何穎霖