激光殺菌滅蟲方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光殺菌滅蟲方法及裝置，其由激光器產(chǎn)生激光光束，通過光路引導系統(tǒng)將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描形成光幕，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】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及裝置?！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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于一種激光殺菌滅蟲裝置。
[0008]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:將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描形成光幕，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。
[0009]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
[0010]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；光路引導系統(tǒng)，將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描，形成光幕；移動機構，激光器和光路引導系統(tǒng)設于移動機構上。
[0011]所述的光路引導系統(tǒng)包括:反射鏡，位于激光光束的光路將激光束反射到后述的柱狀透鏡；柱狀透鏡，將由反射鏡反射而來激光光束轉(zhuǎn)變成線光源；電機，通過旋轉(zhuǎn)支架驅(qū)動后述的反射鏡轉(zhuǎn)動；反射鏡鏡面的轉(zhuǎn)動使激光束沿柱狀透鏡的軸向方向移動，進而通過柱狀透鏡轉(zhuǎn)變成移動的線光源，形成光幕。[0012]所述的柱狀透鏡水平放置，形成垂直于地面的線光源。
[0013]所述的柱狀透鏡垂直于水平面放置，形成水平的線光源。
[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]所述的激光器和光路引導系統(tǒng)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。
[0016]所述的承托平板底部設有減震防滑件。
[0017]所述的移動機構包括腳輪或把手。
[0018]還包括安裝于移動機構上的激光器高壓電源、光路引導系統(tǒng)電源。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0020]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。
[0021]此外,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，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，因為使用脈沖激光光束，單位時間需要消耗的激光能量更低。并且，因為激光光束先擴展成直線再掃描，所以掃描速度更快，激光方向更容易調(diào)節(jié)。發(fā)明的實施裝置方便操作，借助于移動機構本發(fā)明可以作用到任何空間和位置，可隨時關閉或啟動，設備的使用壽命更長、效率更高、更安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例1的整體結構示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例1的光路示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例2的整體結構示意圖；
[0025]圖4本發(fā)明實施例2的光路示意圖；
[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、激光器高壓電源7、光路引導系統(tǒng)8、電機81、旋轉(zhuǎn)支架82、反射鏡83、柱狀透鏡84、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、線光源17。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明是一種激光殺菌滅蟲方法，將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描形成光幕，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，輻照目標區(qū)域內(nèi)的昆蟲，使其折翼墜地死亡。優(yōu)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(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。
[0028]如圖1-4所示，實現(xiàn)上述方法的一種激光殺菌滅蟲裝置，包括:產(chǎn)生激光光束的激光器6 ;光路引導系統(tǒng)8，將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源17，并使該線光源17在外空間掃描，形成光幕；移動機構，激光器6和光路引導系統(tǒng)8設于移動機構上。優(yōu)選的,所述的光路引導系統(tǒng)8包括:反射鏡83,位于激光光束的光路將激光束反射到后述的柱狀透鏡84 ;柱狀透鏡84，將由反射鏡83反射而來激光光束轉(zhuǎn)變成線光源17 ;電機81，通過旋轉(zhuǎn)支架82驅(qū)動后述的反射鏡83轉(zhuǎn)動；反射鏡83鏡面的轉(zhuǎn)動使激光束沿柱狀透鏡84的軸向方向移動，進而通過柱狀透鏡84轉(zhuǎn)變成移動的線光源17，形成光幕13。激光器6是能實現(xiàn)上述激光光束特征的紫外線激光器或紅外線激光器。激光器6輸出高斯分布的脈沖激光，被反射鏡83反射向柱狀透鏡84，反射后的入射光路12仍保持高斯分布特征，但經(jīng)過特定放置的柱狀透鏡84后，激光光束轉(zhuǎn)變成一條線光源17。電機81通過旋轉(zhuǎn)支架82驅(qū)動反射鏡83旋轉(zhuǎn)，從而不斷改變反射角度，使激光束沿柱狀透鏡84的軸向方向不斷移動，移動的激光束通過柱狀透鏡84后轉(zhuǎn)變成移動的線光源17,形成反射掃描光幕13。激光器6可直接固定于移動機構上，也可通過可調(diào)式底座固定，以便于調(diào)節(jié)光路。
[0029]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、光路引導系統(tǒng)電源11。光路引導系統(tǒng)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和光路引導系統(tǒng)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(xiàn)有的移動機構結合使用，優(yōu)選的，將激光器6和光路引導系統(tǒng)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(xiàn)有的一些快速固定裝置來實現(xiàn)，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(shù)，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。
[0030]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和光路引導系統(tǒng)8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)。
[0031]本發(fā)明的裝置可以應用于醫(yī)院、廚房、臥室、實驗室，更進一步地可以應用在目標空間更大的養(yǎng)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(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。
[0032]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。
[0033]實施例1
[0034]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和光路引導系統(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。
[0035]如圖2所示，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。
[0036]在本實施例中，位于激光光束光路的反射鏡83，將激光束反射到柱狀透鏡84。柱狀透鏡84以垂直于水平面的方式放置，被反射后的激光光束經(jīng)過柱狀透鏡84后轉(zhuǎn)變?yōu)橐粭l水平的線光源17。電機8 1通過水平設置的旋轉(zhuǎn)支架82驅(qū)動反射鏡83繞平行于水平面的軸線旋轉(zhuǎn)，使激光束沿柱狀透鏡84的軸向方向移動，進而通過柱狀透鏡84轉(zhuǎn)變成移動的線光源17,形成反射掃描光幕13。
[0037]經(jīng)過在醫(yī)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(diào)制光源已經(jīng)足夠。通過電機81不停旋轉(zhuǎn)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(qū)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(diào)控恰當，對人畜等無傷害。激光器6和光路引導系統(tǒng)8使用時就開，不用時就關閉，不會因長時間處于工作狀態(tài)而過早損耗。
[0038]實施例2
[0039]如圖3、圖4所示，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。柱狀透鏡84以平行于于水平面放置，被反射后的激光光束經(jīng)過柱狀透鏡84后會擴展為一條垂直于水平面的線光源17。電機81固定于隔板2下方(在圖中未示出)，通過豎直設置的旋轉(zhuǎn)支架82驅(qū)動反射鏡83繞垂直于水平面的軸線旋轉(zhuǎn)，使激光束沿柱狀透鏡84的軸向方向移動，進而通過柱狀透鏡84轉(zhuǎn)變成移動的線光源17，形成反射掃描光幕13。
[0040]其他結構同實施例1。
[0041]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)。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:將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描形成光幕，并移動光幕使光幕經(jīng)過目標區(qū)域；形成光幕的激光福照目標區(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；光路引導系統(tǒng)，將呈高斯分布的激光光束轉(zhuǎn)變成線光源，并使該線光源在外空間掃描，形成光幕；移動機構，激光器和光路引導系統(tǒng)設于移動機構上。
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:所述的光路引導系統(tǒng)包括:反射鏡，位于激光光束的光路將激光束反射到后述的柱狀透鏡；柱狀透鏡，將由反射鏡反射而來激光光束轉(zhuǎn)變成線光源；電機，通過旋轉(zhuǎn)支架驅(qū)動后述的反射鏡轉(zhuǎn)動；反射鏡鏡面的轉(zhuǎn)動使激光束沿柱狀透鏡的軸向方向移動，進而通過柱狀透鏡轉(zhuǎn)變成移動的線光源，形成光幕。
5.根據(jù)權利要求4所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的柱狀透鏡水平放置，形成垂直于地面的線光源。
6.根據(jù)權利要求4所 述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的柱狀透鏡垂直于水平面放置，形成水平的線光源。
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。
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:所述的激光器和光路引導系統(tǒng)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。
9.根據(jù)權利要求3所述的激光殺菌滅蟲裝置，其特征在于:所述的承托平板底部設有減震防滑件。
10.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。
【文檔編號】A61L9/16GK103960219SQ201310047315
【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