[发明专利]紫外杀菌饮水杯

说明书

技术领域

本发明涉及了一种装有紫外或者近紫外发光二极管的紫外杀菌饮水杯，通过在饮水杯的杯盖内部装置一种含有抗静电保护装置的恒流驱动线路板，线路板上装有紫外或者近紫外发光二极管，放置一个供电电池，并安置一个弹性开关，在杯盖盖在杯上时，弹性开关受压打开电源，在打开杯盖时，弹性开关靠弹性关闭电源，杯盖上部还装有按钮开关，通过此开关可以将电源人为关闭。以上装置均通过密封处理，在发光二极管点亮时可以杀死杯壁、杯中水的细菌，提高饮水健康指数。

背景技术

紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方。紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。经试验，紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA(400～315nm)、UVB(315～280nm)、UVC(280～200nm)和真空紫外线(200～100nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌，而UVA和UVB由于处于微生物吸收范围之外，杀菌速度很慢，往往需要数小时才能起到杀菌作用，在实际工程的数秒钟水力停留(照射)时间内，该部分实际上属于无效紫外部分。给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。

研究表明，紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。

目前的饮水杯设计简单，没有杀菌功能，杯子使用时间较长后，杯壁会滋生很多霉菌，而且水中有时会偶尔落入灰尘等直接威胁人体健康的杂质。尤其是在野外环境、军队出征时期，由于饮用水没有经过过滤，但在非常环境下又不得不饮用时，会直接造成人体摄入细菌，引起疾病。而发光二极管具有体积小，功耗低，寿命长等优点，一节普通电池可以使用数年，所以设计一种简单而且具有消毒功能的饮水杯具有极高的价值，而且非常容易实现。

虽然紫外线可以杀灭细菌，但是紫外线对人体健康也有一定的危害.波长250-320nm紫外线的照射，可引起角膜炎、结膜炎.刚患病时仅感到双眼有异物感和轻度不适，重的会感到烧灼、剧痛、畏光、流泪、眼睑痉挛等.如反复发病，可引起慢性睑缘炎和结膜炎.过强的紫外线还可造成眼底损伤.紫外线照射可灼伤皮肤，受照的皮肤潮红，有痛感，严重时会形成红斑甚至水泡，几天后红斑消退，皮肤开始脱屑，并有色素沉着.紫外线照射哺乳动物可引起基因突变，导致皮肤癌.波长小于320nm的紫外线诱发皮肤癌的可能性较大.波长小于250nm的紫外线作用于空气中的一些物质，还可产生光化学烟雾和有毒气体.此外，紫外线辐射还会导致“健康杀手”——自由基在体内急剧增加，使局部皮肤产生皱纹、色素沉积、细胞损害，甚至可改变免疫系统，造成更严重的光毒性和光过敏反应.紫外线可能导致白内障，由于阳光对眼睛的伤害在中短期内不易被患者所察觉，因此对它的潜在威胁不容忽视.所以在紫外发光二极管LED杀菌杯外部贴上防紫外线保护层非常必要.

发光二极管LED具有体积小、节能、单色光色度纯等优点。紫外发光二极管LED作为发光二极管LED芯片的一种，同样也具备上述性质，因此可根据不同场合的需要，选择不同波长段的紫外发光二极管LED芯片作为饮水杯的紫外杀菌光源，这样大大提高了杀菌杯的杀菌效率。