一種檢測紫外線殺滅細菌效果的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種殺菌效果檢測方法，具體涉及一種檢測紫外線殺滅細菌效果的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，紫外線具有滅菌功能，比如利用紫外線(波長范圍380nm-200nm)中的UV-C波長(200-280nm)對微生物的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物死亡，從而達到殺菌效果。在現(xiàn)代生活中，出現(xiàn)了利用紫外線進行殺菌消毒的消毒燈、消毒柜等產(chǎn)品。但是，這些產(chǎn)品的紫外燈管是有使用壽命的，隨著使用時間的延長，燈管逐漸老化，光線強度將損失30%-50%，當紫外光強度達不到300J / cm2的國家消毒標準時，微生物會出現(xiàn)光復活現(xiàn)象，這樣就無法完成徹底消毒的作用了。因此需要明確紫外線消毒產(chǎn)品的殺菌效果。
[0003]以金黃色葡萄球菌為例，該球菌是人類的一種重要病原菌，廣泛存在于各種介質(zhì)之中，由于金黃色葡萄球菌能夠產(chǎn)生血漿凝固酶、葡萄球菌溶血素、殺白細胞素、腸毒素、表皮溶解毒素、毒性休克綜合癥毒素I (Toxic shock syndrome toxinl，TTST1)及葡激酶、透明質(zhì)酸酶等各種毒素，可引起成人和嬰幼兒各種感染性疾病，常見疾病有中毒性腸炎、剝脫性皮炎等，嚴重的可引起全身中毒性休克、多組織器官壞死、重度皮膚燙傷樣綜合癥(Staphylococcal Scalded Skin Syndrome,簡稱SSSS)等致死性疾病。據(jù)美國食品藥品管理局(FDA) 2009年5月報道，在美國德克薩斯州16所幼兒園共5824例患兒發(fā)生的食物中毒案例中,有1364例系金黃色葡萄球菌引發(fā),其中8例死于該菌食源性腸道感染,最后以重癥全身中毒性休克而不治。在各部門的衛(wèi)生標準中，金黃色葡萄球菌的數(shù)量都是重要標準之一。而金黃色葡萄球菌通常的殺滅方式就是紫外線消毒，現(xiàn)有檢測各種消毒產(chǎn)品的殺菌效果，尤其是實時殺滅金黃色葡萄球菌的效果，還沒有利用傳感器光電方法來實現(xiàn)，消毒燈、消毒柜等消毒設(shè)施也從未明確標示出過金黃色葡萄球菌等各種細菌被殺滅的程度，因此可能導致消毒工作走入誤區(qū)。由于檢測消毒效果的方法不夠精確，因此產(chǎn)生了很多紫外線消毒設(shè)施使用的誤區(qū)，如紫外線消毒燈老化后，仍然按照正常消毒步驟進行消毒，從而導致殺菌程度不足，引起病原體的繼續(xù)傳播。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種通過利用電子儀器技術(shù)檢測紫外線強度，根據(jù)紫外線強度判斷細菌殺滅效果的方法和裝置，準確檢測出細菌在紫外線照射下被殺滅的百分比，避免由于細菌殺滅程度不足而導致的病原體繼續(xù)傳播，以保證紫外消毒設(shè)備達到標準的消毒作用。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種檢測紫外線殺滅細菌效果的方法，包括如下步驟:
[0006]首先，獲得紫外線照射強度(P)、紫外線照射時間(t)與細菌殺滅率(Q)之間的關(guān)系；
[0007]Q=K*P*t，其中K對于確定種類的細菌而言，為常數(shù)，t的單位是分鐘，P單位是微瓦/平方厘米，K的單位是平方厘米/ (微瓦*分鐘)，Q的單位是％。
[0008]對于金黃色葡萄球菌而言，K=0.538。
[0009]對于枯草菌，K=0.277。
[0010]對于大腸桿菌而言，K=0.634。
[0011]其次，檢測紫外消毒儀器的紫外線照射強度，設(shè)定紫外線照射時間(t);
[0012]第三，根據(jù)紫外線照射強度(P)和設(shè)定的照射時間(t)，獲得細菌的殺滅率(Q)。
[0013]所述紫外線照射強度(P)、紫外線照射時間(t)與細菌殺滅率(Q)之間的關(guān)系是通過實驗和統(tǒng)計方法獲得。
[0014]所述細菌為金黃色葡萄球菌。
[0015]所述紫外線照射強度、紫外線照射時間與金黃色葡萄球菌殺滅率之間的關(guān)系為:金黃色葡萄球菌在90微瓦/平方厘米或以上的紫外線照射強度下連續(xù)照射3分鐘，實現(xiàn)100%的殺菌率；在20微瓦/平方厘米的紫外線照射強度下連續(xù)照射3分鐘，實現(xiàn)32%的殺菌率。
[0016]采用紫外線強度檢測裝置檢測紫外線照射強度，紫外線強度檢測裝置包括紫外光電探測器、差分放大電路和檢測電路，
[0017]紫外光電探測器連接差分放大電路，差分放大電路連接檢測電路，紫外光電探測器接收紫外光并將紫外光轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到差分放大電路進行放大處理，放大處理后信號輸入檢測電路中進行檢測。
[0018]所述紫外光電探測器采用GaN / AlGaN異質(zhì)結(jié)光電二極管接收紫外線。
[0019]所述檢測電路將差分放大電路輸出的電信號值與國家標準紫外光照射強度對應的電信號值進行比較，判斷紫外消毒儀器的紫外光照射強度是否符合標準。
[0020]所述紫外線強度檢測裝置包括一外殼，紫外光電探測器設(shè)置在外殼上，差分放大電路和檢測電路設(shè)置在外殼內(nèi)。
[0021]所述紫外線強度檢測裝置包括一定位支桿，用于定位紫外消毒儀器與紫外光電探測器之間的距離。
[0022]所述定位支桿設(shè)置在外殼上。
[0023]所述差分放大電路和檢測電路集成為一體。
[0024]所述外殼上設(shè)置指示燈，檢測電路連接并控制指示燈。
[0025]本發(fā)明還提供一種檢測紫外線殺滅細菌效果的裝置，包括紫外線強度檢測裝置、時間設(shè)定裝置和殺菌率計算模塊，紫外線強度檢測裝置檢測紫外消毒儀器的紫外線強度并將紫外線強度數(shù)據(jù)輸入殺菌率計算模塊，殺菌率計算模塊根據(jù)紫外線照射強度、紫外線照射時間與細菌殺滅率之間的關(guān)系計算殺菌率，時間設(shè)定裝置將所設(shè)定的時間數(shù)值輸入殺菌率計算模塊中，紫外線強度檢測裝置包括紫外光電探測器、差分放大電路和檢測電路，紫外光電探測器連接差分放大電路，差分放大電路連接檢測電路，紫外光電探測器接收紫外光并將紫外光轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到差分放大電路進行放大處理，放大處理后信號輸入檢測電路中進行檢測；紫外線照射強度、紫外線照射時間與細菌殺滅率之間的關(guān)系為:Q=K*P*t，其中P為紫外線照射強度，t為紫外線照射時間，Q為細菌殺滅率，K為特定細菌紫外線殺滅系數(shù)，對特定細菌為常數(shù)。
[0026]所述檢測紫外線殺滅細菌效果的裝置還包括顯示裝置，顯示裝置與殺菌率計算模塊連接，顯示殺菌率。
[0027]所述紫外線強度檢測裝置包括一定位支桿，用于定位紫外消毒儀器與紫外光電探測器之間的距離。
[0028]本發(fā)明的有益效果為:
[0029]本發(fā)明可以保證紫外線消毒設(shè)備殺滅細菌，尤其是金黃色葡萄球菌的有效性，使原本無法觀測效果的殺菌過程有了評價標準和控制手段，還可以避免金黃色葡萄球菌全部殺滅后繼續(xù)消耗能量，增加紫外線消毒設(shè)備的實用性。
[0030]進一步，本發(fā)明還可避免為了追求100%殺滅金黃色葡萄球菌時，過度使用紫外線光源而導致的能源浪費和額外設(shè)備損耗。
[0031]本發(fā)明的紫外線檢測裝置利用紫外探測器對紫外消毒儀器進行檢測，可以實時探測紫外消毒強度，并且工作于室溫條件、操作簡單、體積小、安裝方便、使用壽命長，從而使得消毒更穩(wěn)定、徹底，達到國家衛(wèi)生標準。
[0032]近年來，II1-V族氮化物寬禁帶半導體(Eg>2.3eV)的研究進展異常迅速。其中以GaN為代表的GaN基寬禁帶半導體材料的制備及器件的研制已成為目前全球半導體研究的前沿和熱點。GaN基材料屬于直接禁帶半導體材料，禁帶寬度從3.4eV-6.2eV連續(xù)可調(diào)，輻射復合高、電擊穿強度高(?3X106V / cm)、漏電流小、電子漂移飽和速度高、導熱性能好、化學及物理性質(zhì)穩(wěn)定且抗輻射強度高，這使得GaN基材料制備的各種器件可應用于大功率、高頻、高溫等惡劣環(huán)境，且在科研和應用領(lǐng)域都取得了突出的成果，從而使GaN基材料成為繼第一代Ge、Si單質(zhì)半導體材料、第二代GaAs、InP> InAs等化合物半導體材料之后的第三代半導體材料。
[0033]GaN適宜的禁帶寬度和直接型能帶結(jié)構(gòu)，使得這一新材料十分適合于發(fā)展可見光區(qū)短波段和紫外波段的光電器件，例如藍光發(fā)光二極管(LED)和紫外光電探測器等，并且，紫外光電探測器的研制已達到實用水平。紫外光電探測器是利用GaN / AlGaN異質(zhì)結(jié)光電二極管工作的光電探測器，它性能穩(wěn)定、使用方便、壽命長，已開始應用于國防、科研、民用等各種領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的紫外線強度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2是本發(fā)明的紫外線強度檢測裝置的電路原理圖。
[0036]圖3是本發(fā)明的檢測紫外線殺滅細菌效果的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]首先進行金黃色葡萄球菌的殺滅實驗，使用四個培養(yǎng)皿，上接種有金黃色葡萄球菌，白