一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法与流程

1.本发明属于空气灭菌技术领域，具体的涉及一种利用激光高效灭活空气中微生物的方法。


背景技术：

2.空气中的微生物对医院、学校、食品加工、半导体生产等场所有重要影响，是日常生产生活的一个重要影响方面。传统去除空气中微生物的方法主要是利用高效空气过滤器和采用紫外线照射的方法。空气过滤器方法气阻大，设备能耗高，不适合大型建筑物。此外，过滤器上会存留活性微生物，使废弃过滤器的处置麻烦。紫外线照射方法不能直接应用在人员暴露的场所，此外紫外线消毒器的一次灭菌效率低，循环风会加剧致病微生物的扩散。
3.而在有些相对封闭的公共场所，大都通过送风系统进行送风，现有的送风系统大都只有过滤的功能，灭菌功能相对较差，这样使得带有微生物的空气进入公共场所，危害环境，因此如能在送风系统中增加灭菌功能，不仅有利于净化空气，也会给人群的健康带来极大的益处。


技术实现要素：

4.本发明的目的是，提供一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法，本发明利用高效激光束的能量构造大体积高密度的激光场，并应用在杀灭空气中的微生物。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法，利用激光光路系统，方法如下：启动激光发生器，向管路内壁的反光镜面发射激光，激光在反光镜面上发生折返，在管路内部形成激光屏障，控制空气由管路一端进入从另一端排出；所述激光光路系统是，包括管路和激光发生器，所述管路的内壁设有一层反光镜面，激光发生器用于向反光镜面发射激光。
6.进一步的，上述的方法，所述管路的径向截面为多边形、圆形或椭圆形。
7.进一步的，上述的方法，管路上设有视窗，激光发生器通过视窗向反光镜面发射激光。
8.进一步的，上述的方法，控制空气的流速为4
‑
5米/秒。
9.本发明的有益效果是：
10.1、本发明，利用管路内壁的反光镜面具有闭合曲线的特征，对入射的激光不断进行反射，构造大体积高密度的激光场，可以使流过激光场的空气中的微生物灭活。
11.2、本发明，闭合的反光镜面能够将激光很好的约束在闭合空间内，方便生产调试和使用，也增强了系统使用过程中的稳定性。
12.3、本发明，管路的径向截面为多边形、圆形或者椭圆结构，通过四周闭合的激光反射面，能够将激光束约束在一定的范围系统，通过设置合理的入射角度，可实现激光束在管路内高效率填充，从而构造出大范围高填充率的激光光场。
13.4、本发明的激光光路系统具有高效率，成本低，性能稳定，生产调试简单，维护周
期长的特点。
附图说明
14.图1是管路的径向截面为四边形的激光光路系统。
15.图2是图1的a
‑
a剖视图。
16.图3是激光在管路内的激光场形成示意图。
17.图4是管路的径向截面为圆形的激光光路系统。
18.图5是图4的b
‑
b剖视图。
19.图6是激光在管路内的激光场形成示意图。
20.图7是激光灭活空气中微生物效果对比图。
具体实施方式
21.实施例1激光光路系统
22.如图1
‑
图6所示，一种激光光路系统，包括管路1和激光发生器2。
23.管路1作为待净化空气流通的路径。管路1的内壁设有一层反光镜面3，管路1上设有视窗4。激光发生器2通过视窗4向反光镜面3发射激光。
24.在一个实施例中，如图1
‑
图3所示，管路1的径向截面为四边形。激光发生器2从视窗4向一面的反光镜面3发射激光，激光在各个反光镜面3之间反射，通过入射光束角度的调整，可使激光束在管路1内进行径向填充，激光在反光镜面3之间多次折射，从而在管路1内的空气流动通道上构造出具有一定强度和填充率的激光场。空气流动方向与管路的径向界面垂直。
25.在一个实施例中，如图4
‑
图6所示，管路1的径向截面为圆形，管路内壁的反光镜面3构成曲面。激光发生器2从视窗4向反光镜面3发射激光，激光在曲面内各个反射点之间多次折射，由于反光镜面3为曲面，激光的反射点以螺旋线结构在管路内部折射，通过入射光束角度的调整，可使激光束在管路中进行轴向和径向填充，从而构造出具有一定强度和填充率的激光场。空气流动方向与管路的径向界面垂直。
26.实施例2一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法
27.利用实施例1的激光光路系统，方法如下：
28.启动激光发生器2，通过管路1上的视窗4向管路内壁的反光镜面3发射激光，激光在反光镜面3上发生折返，在管路1内部形成激光屏障，控制空气由管路1一端进入从另一端排出。控制空气的流速为约4.8米/秒。
29.在管路的出口端，采用培养皿接收空气中存在的活性微生物。在相同条件下，先后打开和关闭激光，分别两次用培养皿接收空气中的微生物，每次的时间为20秒。将获得的两个培养皿同时放入35摄氏度的培养箱中培养48小时，结果如图7所示。由图7可见，未经过激光场照射的空气在培养皿中可见菌落(图7中b)，数量约为20个，而经过激光场照射的空气在培养皿中未见到明显的菌落(图7中a)，说明激光场能够使空气中的微生物灭活。


技术特征：
1.一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法，其特征在于，利用激光光路系统，方法如下：启动激光发生器(2)，向管路(1)内壁的反光镜面(3)发射激光，激光在反光镜面(3)上发生折返，在管路(1)内部形成激光屏障，控制空气由管路(1)一端进入从另一端排出；所述激光光路系统是，包括管路(1)和激光发生器(2)，所述管路(1)的内壁设有一层反光镜面(3)，激光发生器(2)用于向反光镜面(3)发射激光。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管路(1)的径向截面为多边形、圆形或椭圆形。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，管路(1)上设有视窗(4)，激光发生器(2)通过视窗(4)向反光镜面(3)发射激光。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制空气的流速为4
‑
5米/秒。

技术总结
本发明涉及一种利用激光光路系统杀灭空气中微生物的方法。利用激光光路系统，方法如下：启动激光发生器，向管路内壁的反光镜面发射激光，激光在反光镜面上发生折返，在管路内部形成激光屏障，控制空气由管路一端进入从另一端排出；所述激光光路系统是，包括管路和激光发生器，所述管路的内壁设有一层反光镜面，激光发生器用于向反光镜面发射激光。本发明，利用管路内壁的反光镜面具有闭合曲线的特征，对入射的激光不断进行反射，构造大体积高密度的激光场，可以使流过激光场的空气中的微生物灭活。本发明的激光光路系统具有高效率，成本低，性能稳定，生产调试简单，维护周期长的特点。点。


技术研发人员：范晓星 李东珂 陶然 韩宇
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/11/4