一种阵列排布的紫外光LED消毒刷的制作方法

一种阵列排布的紫外光led消毒刷
技术领域
1.本发明涉及一种uvc消毒技术领域，特别是一种阵列排布的紫外光led1消毒刷，可适应于快递、衣物，床体、柜体，或其他物品能方便不受限制的进行消毒。


背景技术：

2.人感染了新型冠状病毒后常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。对于新型冠状病毒所致疾病没有特异治疗方法。但许多症状是可以处理的，因此需根据患者临床情况进行治疗。此外，对感染者的辅助护理可能非常有效。做好自我保护包括：保持基本的手部和呼吸道卫生，坚持安全饮食习惯，并尽可能避免与任何表现出有呼吸道疾病症状（如咳嗽和打喷嚏等）的人密切接触。
[0003][0004]
新型冠状病毒最基本的传播方式就是通过呼吸道飞沫和接触传播，飞沫和接触传播可能会到衣上，通过手接触在到不同的物品，如快递，也可能通过衣物到床，或手持物品。
[0005]
对于随机的大面积物品消毒目前采取的方法是喷散消毒液，对于室内固定点有采用uvc紫外消毒。
[0006]
对于前者消毒方法，喷散消毒液会进入人体呼吸系统，影响人体健康。对于后者uvc消毒过程中会要求消毒空间人员离开，对于消毒空间的物品只有光照面才能有效消毒。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是提供一种对任意物品，如快递、衣物，床体、柜体，或其他物品能方便不受限制的进行消毒，不会造成对操作者的伤害的一种阵列排布的紫外光led1消毒刷。
[0008]
本发明的目的是这样实现的，一种阵列排布的紫外光led消毒刷，其特征是：紫外消毒刷体是由阵列排布的紫外光led(1)和控制电路(2)组成，阵列排布的紫外光led(1)按组排列，至少包括一个接近传感电路(3)，当刷体以某一速度移动对被照消毒物(4)进行消毒时，控制电路(2)获取接近传感电路(3)的信号，信号给出被照消毒物(4)的确认信息时，控制电路(2)控制阵列排布的紫外光led(1)工作，对被照消毒物(4)进行消毒；紫外光led阵列远离被照消毒物(4)时，控制电路(2)控制阵列排布的紫外光led(1)停止工作。
[0009]
所述的阵列排布的紫外光led(1)按组排列，每组至少包括一个接近传感电路（3），当控制电路（2）获取每组接近传感电路（3）的信号，信号给出某一组接近被照消毒物（4）的确认信息时，控制电路（2）控制阵列排布的紫外光led（1）工作，对被照消毒物（4）进行消毒；当阵列排布的紫外光led（1）远离被照消毒物（4）时，控制电路（2）控制对应组的阵列排布的紫外光led（1）停止工作。
[0010]
所述的紫外消毒刷体以某一速度移动，其中的移动速度v需要确认如下参数：杀死99.99%病毒需要的辐射光功率：mj/cm2；紫外光led辐射光功率；紫外光led发光角度，依据上述参数设计紫外光led阵列宽度的最小个数，计算紫外消毒刷体最小移动速度，
具体包括：1）依据紫外光led发光角度计算在距离紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l；2）确定距离l处形成的面积和面积对应的紫外光辐射光功率；3）查找杀死99.99%病毒的面积和焦耳：mj/cm2；4）确定紫外消毒刷体移动的最慢速度v；5）结合步骤1）、步骤2）、步骤3）、步骤4）计算在距离紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l面上紫外消毒刷体移动的最慢速度v下并列的紫外光led个数；6）结合步骤5）确定紫外消毒刷体设计移动速度下每秒的消毒面积，和该面积对应的整体阵列n*m，其中n为行数，m为列数。
[0011]
所述的接近传感电路（3）用于获取紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l。
[0012]
所述的接近传感电路（3）或是光电传感器，光电传感器至少包括一个光敏器件，紫外消毒刷体对消毒物表面进行消毒时，光敏器件接收面面向消毒物表面，当光敏器件接收面到消毒物表面的距离为l时，输出的电压值被控制电路（2）所检测，由于控制电路（2）控制紫外光led发光工作，当光敏器件接收面到消毒物表面的距离为l变大，超出的阀值范围时，控制电路（2）控制紫外光led停止工作，以保护使用者的安全，只将紫外光led发光作用在消毒物表面。
[0013]
所述的接近传感电路（3）或是光敏器件和led发光源，led发光源提供背景光源，紫外消毒刷体对消毒物表面进行消毒时，光敏器件接收面面向消毒物表面，当光敏器件接收面到消毒物表面的距离为l时，led发光源发出的背景光对光敏器件影响到一个稳定值，由于控制电路（2）控制紫外光led发光工作，当光敏器件接收面到消毒物表面的距离为l变大，背景光对光敏器件有影响时，控制电路（2）控制紫外光led停止工作，以保护使用者的安全，只将紫外光led发光作用在消毒物表面。
[0014]
所述的接近传感电路（3）或是接触开关，接触开关的接触位置是紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l，当接触开关触动发出信号时，控制电路（2）控制紫外光led工作，当接触开关没有触动，未发出信号时，控制电路（2）控制紫外光led停止工作，以保护使用者的安全，只将紫外光led发光作用在消毒物表面。
[0015]
所述的紫外消毒刷体固定在长方体的壳体（5）内，紫外光led发光输出面有紫外透光玻璃（9），紫外透光玻璃（9）或采用石英玻璃，石英玻璃的外表面到紫外光led中心表面的距离为紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l；长方壳体（5）或为铝合金材料，固定紫外光led的灯板（8）为铝基板。
[0016]
所述的长方体的壳体（5）一侧或上表面有手柄，手柄（7）上包括一个开关，开关串联在充电电池（6）、阵列排布的紫外光led（1）和控制电路（2）形成的回路中。
[0017]
所述的控制电路（2）至少包括：处理器（12）、充电电池（6）、升压电路（11）、led指示灯（10）、电源转换电路（13）、接近传感电路（3）；阵列排布的紫外光led（1）分九组排布，4个一串， 4个一串的紫外光led在3个一并，由一路升压电路（11）的输出加载在阵列的一组中，每一组负载包括串接的led指示灯（10），每一路升压电路（11）控制使能端分别与处理器（12）的一路输出i/o口电连接，通过处理器（12）的一路输出i/o口控制其工作或不工作，工作时对应led指示灯（10）亮，不工作时，对应led指示灯（10）灭。
[0018]
所述的充电电池6提供12v、3a的功率，4个紫外光led串联需要22v-24v的电压，每路电流40-50ma，3路并联需要120ma-150ma,共九组，此外，12v的充电电池6还通过电源转换电路13向处理器12和接近传感电路3提供3-5v的电源电压使用。
[0019]
接近传感电路3设计在阵列排布的紫外光led1宽度两侧，每一组设计一路或两路，两侧设计需要18路，一侧设计需要9路。
[0020]
接近传感电路3通过一个光敏三极管19和一个集电极电阻构成，光敏三极管19集电极和电阻一端电连接，电连接点与vss点电连接到处理器12的a/d输入端口，共需要18路a/d输入端口，接近传感电路3的供电电源通过电源转换电路13提供3-5v电压。
[0021]
本发明的优点是：紫外消毒刷体是由阵列排布的紫外光led1和控制电路2组成，阵列排布的紫外光led1按组排列，在阵列排布的紫外光led1面部加入接近传感电路3检测刷体是否接近消毒物表面，紫外光采用深紫外对消毒物进行消毒，消毒工作时，如果接近传感电路3检测到紫外消毒刷体接近消毒物表面，控制电路2控制紫外消毒刷体工作，紫外消毒刷体发出深紫外光照射消毒物表面对消毒物表面消毒，消毒物表面大于刷体表面很多，通过移动刷体以设计的速度移动，可对大面积消毒物进行清扫消毒。当阵列排布的紫外光led1消毒刷体离开消毒物表面，控制电路2控制关闭紫外光led消毒刷体工作，当紫外光led消毒刷体局部离开，控制电路2控制关闭局部紫外光led消毒刷体工作，使阵列排布的紫外光led1消毒刷体只对接触部位消毒物表面进行清除消毒。
[0022]
它所带来的好处是：1、能最大限度的使紫外光led发出的紫外能量用在对消毒上，节约电池能量，使电池能量设计合理，降低成本费用，延长使用时间，一次充电可延续更长时间，带来使用的方便。
[0023]
2、保证使用者的安全，由于是接触式消毒，消毒时不会让紫外光泄露，对使用者造成光辐射影响，安全、可靠，想消毒就消毒，无论在什么地方，是否有人。
[0024]
3、适应面广，行里物品、快递、衣物、食品、室内环境都能不分时间和场合快速消毒。
[0025]
本发明克服了现有消毒方法所存在的问题，使物品和环境都能消毒，适应饭店，宾馆、家庭、快递、医院和公共办公环境消毒。
附图说明
[0026]
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明：图1是本发明实施例1结构示意图；图2是本发明实施例1的侧视图；图3是本发明实施例1的灯珠参数分析示意图；图4是本发明实施例1的控制电路原理图；图5是实施例1的壳体纵向结构图；图6是本发明实施例2的控制电路原理图；图7是本发明实施例3结构示意图；图8是本发明实施例4结构示意图；图9是本发明实施例5结构示意图。
[0027]
图中，1、阵列排布的紫外光led；2、控制电路3、接近传感电路；4、被照消毒物；5、壳体；6、充电电池；7、手柄；8、紫外光led的灯板；9、紫外透光玻璃；10、led指示灯；11、升压电路；12、处理器；13、电源转换电路；14、电源开关；15、发光光源；16、充电接口；17、分层板；18、组；19、光敏三极管。
具体实施方式
[0028]
实施例1如图1、图2所示，设计一个6*18一种阵列排布的紫外光led1消毒刷。
[0029]
紫外光led选用3535封装、辐射紫外光的光功率5mw，波段为270-275nm，在此波段下对新冠病毒灭活能量是：2mj/cm2，5mw3535封装紫外光led发光角为120度。
[0030]
如图3所示，按120度发散角，在l=3mm处，会形成直径12mm的圆，直径12mm的圆其光通量为5mw；以新冠病毒灭活能量是：2mj/cm2，因此在3mm处以5mw光通量照射消毒物表面只需要0.4秒的时间，按6*18阵列排布，紫外光led消毒刷每秒灭活面积为：（6/0.4）15cm*18 cm=270cm2。因此，在距灯珠3mm的位置，以15cm/s进行病毒清扫就能灭活270cm2面积对新冠病毒进行清扫。
[0031]
以6*18阵列排布的紫外光led1消毒刷对小件包裹，只需要几少种就能进行安全清扫，不会有任何异味。
[0032]
对选定的上述收单粒灯珠其功率为：6v*0.04ma=0.24w，共6*18灯珠,功率为26w。因此选用充电电池612v，2.5a时，充电电池6约30w，一天充一次电可满足一个快递员每天150件包裹消毒。
[0033]
对于宾馆的房间和床消毒，可使用更大面积的结构，如12*36粒灯珠的紫外光led消毒刷。当然也可以使用20mw的灯珠，同样按6*18阵列排布设定。因为它的清扫速度会提高4倍。
[0034]
如图1所示，实施例中，阵列排布的紫外光led1按组18排列，如图1中的将6*18阵列排布的紫外光led1分成9组，从a1-a9，每组12个，按4串3并结合。
[0035]
在宽度两侧，分布有接近传感电路3，每组紫外光led两侧各有一个近传感器，当一侧有一个接近传感电路3给出信号时，控制电路2控制此组紫外光led工作。
[0036]
图4给出了对应的实施例1控制电路原理图，包括：处理器12、充电电池6、升压电路11、led指示灯10、电源转换电路13、接近传感电路3；阵列排布的紫外光led1分九组排布，4个一串， 4个一串的紫外光led在3个一并，由一路升压电路11的输出加载在阵列的一组中，每一组负载包括串接的led指示灯10，每一路升压电路11控制使能端分别与处理器12的一路输出i/o口电连接，通过处理器12的一路输出i/o口控制其工作或不工作，工作时对应led指示灯10亮，不工作时，对应led指示灯10灭。如图4中的p1、p2一直到p9分别是处理器12的i/o口端。
[0037]
充电电池6提供12v、3a的功率，4个紫外光led串联需要22v-24v的电压，每路电流40-50ma，3路并联需要120ma-150ma,共九组。此外，12v的充电电池6还通过电源转换电路13向处理器12和接近传感电路3提供3-5v的电源电压使用。
[0038]
为了给充电电池6充电，进一步设计有充电接口16，充电接口16提供至少2a的充电电流向12v电池进行充电。
[0039]
接近传感电路3设计在阵列排布的紫外光led1宽度两侧，每一组9设计一路或两路，两侧设计需要18路，一侧设计需要9路。
[0040]
本实施例按18路设计。
[0041]
接近传感电路3通过一个光敏三极管19和一个集电极电阻构成，光敏三极管19集电极和电阻一端电连接，电连接点与vss点电连接到处理器12的a/d输入端口，共需要18路a/d输入端口，接近传感电路3的供电电源通过电源转换电路13提供3-5v电压。
[0042]
接近传感电路3中的光敏三极管19通过接收自然光分析是否接近被照消毒物4，当未接近时，自然光会进入光敏三极管19的接收面，而到了被照消毒物4表面，自然光会被遮挡，光敏三极管19电阻处于不导通状态，由此识别阵列排布的紫外光led1是否到被照消毒物4表面。当然这种方式需要有一个良好的背景光条件。
[0043]
18路a/d输入端口分别检测18路接近传感电路3的信号，18路接近传感电路3两个一组检测九组阵列排布的紫外光led1，当有一路有接近信号输出，处理器12对应的i/o口开始控制对应组的阵列排布的紫外光led1工作，当接近信号没有输出，处理器12关闭对应的i/o口控制对应组的阵列排布的紫外光led1不工作。
[0044]
如图2所示，紫外消毒刷体固定在长方体的壳体5内，紫外光led发光输出面有紫外透光玻璃9保护，紫外透光玻璃9或采用石英玻璃，石英玻璃的外表面到紫外光led中心表面的距离为紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l；按灯珠的发散角l为3mm，长方壳体5采用铝合金材料，固定紫外光led的灯板8为铝基板，紫外光led的灯板8固定在铝合金的壳体5内。壳体5分层板17上，分层板17下层固定紫外光led的灯板8，分层板17上层固定充电电池6，充电电池6采用平板结构，其尺寸能放入壳体5的上腔体内；壳体5外侧有扫把7，扫把7有伸出的电源开关14，电源开关14串联在充电电池6、阵列排布的紫外光led1和控制电路2形成的回路中。
[0045]
如图1和图5所示，壳体5外侧的扫把7或长度方向设计（见图1），或宽度方向设计（见图5）。
[0046]
实施例2如图6所示，与实施例1不同的是，实施例2接近传感电路3包括一个光敏三极管19和一个集电极电阻外，还包括有构成发光光源15，光敏三极管19集电极和电阻一端电连接，电连接点与vss点电连接到处理器12的a/d输入端口，共需要18路a/d输入端口，接近传感电路3的供电电源通过电源转换电路13提供3-5v电压。
[0047]
而接近传感电路3中的光敏三极管19通过接收自然光和发光光源15分析是否接近被照消毒物4，当未接近时，自然光和发光光源15会进入光敏三极管19的接收面，而到了被照消毒物4表面，自然光和发光光源15会被遮挡，光敏三极管19电阻处于不导通状态，由此识别阵列排布的紫外光led1是否到被照消毒物4表面。这种方式无论在什么背景光的条件都能很好的工作。
[0048]
实施例2其它技术方案与实施例1相同。
[0049]
实施例3如图6所示，技术方案采用实施例或实施例2，但充电电池6设计在扫把7内，扫把7与壳体5或固定连接，或活动连接。
[0050]
采用活动连接扫把7可设计成不同形状的，可根据用户需要进行选择。
[0051]
实施例4如图7所示，与实施例1不同的是阵列排布的紫外光led1消毒刷是一个4*26布置的长方体结构，以同样的设计方法，紫外光led选用3535封装、辐射紫外光的光功率5mw，波段为270-275nm，在此波段下对新冠病毒灭活能量是：2mj/cm2，5mw3535封装紫外光led发光角为120度。
[0052]
同样如图3所示，按120度发散角，在l=3mm处，会形成直径12mm的圆，直径12mm的圆其光通量为5mw；以新冠病毒灭活能量是：2mj/cm2，因此在3mm处以5mw光通量照射消毒物表面只需要0.4秒的时间，按4*26阵列排布，紫外光led消毒刷每秒灭活面积为：（4/0.4）10cm*26 cm=260cm2。因此，在距灯珠3mm的位置，以10cm/s进行病毒清扫就能灭活260cm2面积对新冠病毒进行清扫。
[0053]
同样以4*26阵列排布的紫外光led1消毒刷对小件包裹，只需要几少种就能进行安全清扫，不会有任何异味。
[0054]
对选定的上述收单粒灯珠其功率为：6v*0.04ma=0.24w，共4*26灯珠,功率为26w。因此选用充电电池6采用12v，2.5a时，充电电池6约30w，一天充一次电可满足一个快递员每天150件包裹消毒。
[0055]
4*26阵列排布的紫外光led1消毒刷将分成13组，每组8个紫外光led，13组分别由13个i/o口控制。
[0056]
同样的设计包括：阵列一侧的接近传感电路3，接近传感电路3通过一个光敏三极管19和一个集电极电阻构成，光敏三极管19集电极和电阻一端电连接，电连接点与vss点电连接到处理器12的a/d输入端口，共需要13路a/d输入端口，接近传感电路3的供电电源通过电源转换电路13提供3-5v电压。
[0057]
接近传感电路3中的光敏三极管19通过接收自然光分析是否接近被照消毒物4，当未接近时，自然光会进入光敏三极管19的接收面，而到了被照消毒物4表面，自然光会被遮挡，光敏三极管19电阻处于不导通状态，由此识别阵列排布的紫外光led1是否到被照消毒物4表面。当然这种方式需要有一个良好的背景光条件。
[0058]
13路a/d输入端口分别检测13路接近传感电路3的信号，13路接近传感电路3两个一组检测13组阵列排布的紫外光led1，当有一路有接近信号输出，处理器12对应的i/o口开始控制对应组的阵列排布的紫外光led1工作，当接近信号没有输出，处理器12关闭对应的i/o口控制对应组的阵列排布的紫外光led1不工作。
[0059]
由于宽度只设计4只紫外光led1，因此采用一边设计接近传感电路3。
[0060]
壳体结构和扫把结构或采用实施例1或2的结构。
[0061]
实施例5如图8所示，与上述实施例不同的是，阵列两端有两组接近传感电路3，接近传感电路3通过一个光敏三极管19和一个集电极电阻构成，光敏三极管19集电极和电阻一端电连接，电连接点与vss点电连接到处理器12的a/d输入端口，共需要4路a/d输入端口，接近传感电路3的供电电源通过电源转换电路13提供3-5v电压。
[0062]
接近传感电路3中的光敏三极管19通过接收自然光分析是否接近被照消毒物4，当未接近时，自然光会进入光敏三极管19的接收面，而到了被照消毒物4表面，自然光会被遮
挡，光敏三极管19电阻处于不导通状态，由此识别阵列排布的紫外光led1是否到被照消毒物4表面。当然这种方式需要有一个良好的背景光条件。
[0063]
4路a/d输入端口分别检测4路接近传感电路3的信号，4路接近传感电路3两个一组检测4组阵列排布的紫外光led1，当有一路有接近信号输出，处理器12对应的i/o口开始控制对应组的阵列排布的紫外光led1工作，当接近信号没有输出，处理器12关闭对应的i/o口控制对应组的阵列排布的紫外光led1不工作。
[0064]
实施例5如图9、图2所示，与上述实施例不同的是，阵列包括有接近传感电路3，接近传感电路3分析是否接近被照消毒物4，当未接近时，阵列排布的紫外光led1不工作，当接近时，阵列排布的紫外光led1工作，对被照消毒物4表面消毒。接近传感电路3有一套分布在阵列排布的紫外光led1中心，阵列排布的紫外光led1由控制电路同步控制工作。
[0065]
总结本发明的思想，可给出如下结构和步骤：紫外消毒刷体是由阵列排布的紫外光led1和控制电路2组成，阵列排布的紫外光led1按组排列，至少包括一个接近传感电路3，当刷体以某一速度移动对被照消毒物4进行消毒时，控制电路2获取接近传感电路3的信号，信号给出被照消毒物4的确认信息时，控制电路2控制阵列排布的紫外光led1工作，对被照消毒物4进行消毒；紫外光led阵列远离被照消毒物4时，控制电路2控制阵列排布的紫外光led1停止工作；所述的紫外消毒刷体以某一速度移动，其中的移动速度v需要确认如下参数：杀死99.99%病毒需要的辐射光功率：mj/cm2；紫外光led辐射光功率；紫外光led发光角度，依据上述参数设计紫外光led阵列宽度的最小个数，计算紫外消毒刷体最小移动速度：具体包括：1）依据紫外光led发光角度计算在距离紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l；2）确定距离l处形成的面积和面积对应的紫外光辐射光功率；3）查找杀死99.99%病毒的面积和焦耳：mj/cm2；4）确定紫外消毒刷体移动的最慢速度v；5）结合步骤1）、步骤2）、步骤3）、步骤4）计算在距离紫外光led中心位置至消毒物表面的距离l面上紫外消毒刷体移动的最慢速度v下并列的紫外光led个数；6）结合步骤5）确定紫外消毒刷体设计移动速度下每秒的消毒面积，和该面积对应的整体阵列n*m，其中n为行数，m为列数。
[0066]
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。