[发明专利]气帘式激光气溶胶杀毒装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种气帘式激光气溶胶杀毒装置及使用方法，包括激光发生器、光束整形器、多棱镜和聚焦场镜，所述激光发生器射出的激光入射至所述光束整形器，所述光束整形器将所述激光调整为光斑后均匀射入多棱镜，所述多棱镜后方设置有聚焦场镜，所述激光依次经过多棱镜和聚焦场镜调整后进入下方工作区域，对空间内的气溶胶做高速扫描；还包括设置于工作区域下方用于吸收多余激光能量的吸收区域。本发明通过激光光束对工作区域进行高速扫描以对工作区域内流通空气中的气溶胶以及其中的细菌、病毒等进行有效杀灭，并且由于激光的高指向性特征，不会造成光学的散射或漫反射，不会对人体造成伤害。

技术领域

本发明属于激光灭菌技术领域，具体涉及一种气帘式激光气溶胶杀毒装置及使用方法。

背景技术

研究表明，空气污染物主要分为颗粒物、气态污染物、生物三大类。空气生物污染物作为其中一类，主要以生物气溶胶的形式传播，生物气溶胶是悬浮于空气中的微生物所形成的胶体体系，包含细菌、真菌、霉菌孢子、花粉、皮屑、过敏原、病毒、尘螨以及寄生虫卵等，粒径主要集中在0.1-1μm之间。生物气溶胶可以随着人们的咳嗽、打喷嚏等以极快的速度传播，令人防不胜防。轻则引起过敏，重则引发呼吸道疾病，甚至有可能危及生命。新型冠状病毒、2019年底的北京鼠疫病例、2003年波及了半个中国的非典（SARS）以及每年秋冬季肆虐的流感（H1N1、H3N2等），均主要通过空气生物气溶胶来传播。因此，能够有效杀灭空气中生物气溶胶的空气净化类装置的研发显得尤为迫切。

目前，用于环境杀菌的技术主要有表面清洁和喷雾技术、臭氧杀菌技术、高压电脉冲杀菌技术和紫外线杀菌技术等。表面清洁和喷雾技术是传统而简单的技术，清洁仅适用于桌面、地面等实物表面杀菌，对于大环境中实现喷雾本身很难实现，而且由于喷射距离过远会产生空气中液滴积累而形成下雨，造成地面存积大量喷雾药水，危害大，因此清洁和喷雾技术均不适合大环境杀菌。臭氧虽然具有很强的杀菌效果，但是，臭氧的强氧化性对人体健康却有危害作用。高压电脉冲杀菌具有杀菌时间短和能耗小的优点，但由于存在高压打火现象，存在安全隐患。紫外线杀菌技术是目前最广泛采用的杀菌技术，但理论上紫外线杀菌的有效距离不超过2m，而且紫外线杀菌必须在无人的环境中进行，过度的紫外线照射会造成人体的皮肤和眼角膜损伤，甚至引发癌变。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种气帘式激光气溶胶杀毒装置及使用方法，通过激光光束的高速扫描以对工作区域内流通空气中的气溶胶以及其中的细菌、病毒等进行有效的杀灭，操作简单，能有效提高消毒工作的工作效率及精确度，且不会对人体造成伤害。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种气帘式激光气溶胶杀毒装置，包括激光发生器、光束整形器、多棱镜和聚焦场镜，所述激光发生器射出的激光入射至所述光束整形器，所述光束整形器将所述激光调整为光斑后均匀射入多棱镜，所述多棱镜后方设置有聚焦场镜，所述激光依次经过多棱镜和聚焦场镜调整后进入下方工作区域，对空间内的气溶胶做高速扫描；还包括设置于工作区域下方用于吸收多余激光能量的吸收区域。

其中，所述激光发生器为紫外半导体激光器。

其中，所述紫外半导体激光器产生的波长为343 nm；所述紫外半导体激光器的输出功率为200 W。

其中，所述多棱镜通过高速电机旋转驱动；所述多棱镜的边数大于3。

其中，所述光束整形器为平顶光束整形器。

其中，所述吸收区域为激光吸收板；所述激光吸收板采用石墨材料制成，并经过水冷或风冷进行降温。

其中，所述工作区域还包括进气口和出气口，所述进气口和出气口上均设置有滤网。

一种气帘式激光气溶胶杀毒装置的使用方法，包括如下步骤：