[发明专利]一种适用于在有人条件下杀菌消毒的短波光源的制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于在有人条件下杀菌消毒的短波光源的制备方法，包括驱动短波灯管发光,去除短波灯管辐射光谱中波长介于230~315nm的杂波，控制产生的臭氧浓度小于0.05ppm。还可在该基础上，控制短波灯管工作时的表面温度控制在100℃以内。本发明公开的短波光源的制备方法可以满足环境在有人条件下的杀菌消毒，同时不会对人体产生任何危害。

技术领域

本发明属于短波应用领域，具体涉及一种适用于在有人条件下杀菌消毒的短波光源的制备方法。

背景技术

波长介于200~230 nm的短波辐射属于传统杀菌波段－紫外C波段中的远紫外辐射。虽然这个波段辐射以前不常用于杀菌消毒，但其对于杀灭微生物和病毒的有效性早已公知。众所周知，波长介于250~280 nm的传统杀菌波段辐射因为穿透深度较深，会对人体健康造成损害—人体暴露于这种波长的紫外线下易于罹患致命的黑色素瘤皮肤癌和白内障；而波长介于200~230 nm的短波辐射因其波长较短，无法穿透皮肤的角质层和眼睛的眼角膜，不会对人体组织造成伤害（角质层约5~20μm厚，人体细胞直径一般为10~25μm），同时却能穿透细菌，病毒和气溶胶（它们的直径通常小于1μm）对微生物和病毒具有杀灭效果。因此该短波辐射光源从根本上提供了一种可在有人条件下进行表面和空气消毒的潜在可能性。

中国专利CN1713338A和CN103227098A分别公布了用于材料光化学反应的波长207nm和222 nm的短波无极灯。该无极灯采用微波激发发光，涉及复杂的微波系统和微波能量耦合设计，能量转化效率较低，还涉及微波泄露安全屏蔽设计，故不太适合在有人环境里使用。

美国专利US9700642公布了一种采用207 nm和222 nm远紫外灯进行表面和空气杀菌的方法和装置。该方法和装置采用静电除尘器对安装于新风管道内的远紫外灯产生的臭氧副产物进行消解，由于新风系统持续通风换气，臭氧累积量不明显，但如果将该方法和装置用于封闭环境，加上静电除尘器本身也会产生臭氧，室内臭氧累积量就会慢慢升高，就可能危害人体健康。

中国专利CN107613895A公布了一种采用单波长远紫外光选择性杀灭病毒的设备、方法和系统。该设备、方法和系统涉及采用定制的带通滤光器来去除主波长207或222nm以外全部200-400nm之间的波段。这种带通滤光器十分昂贵，同时经过这种滤光器滤光后，剩下的主波长短波光本身也衰减了80%甚至更多。另外，如果将该设备、方法和系统用于有人的封闭环境，因为没有臭氧副产物消解设施，远紫外光灯管产生的臭氧会导致臭氧累积量逐渐升高，就可能对人体健康带来氧化损伤。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于在有人条件下杀菌消毒的短波光源的制备方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种适用于在有人条件下杀菌消毒的短波光源的制备方法，驱动短波灯管发光,去除短波灯管辐射光谱中波长介于230~315nm的杂波，控制产生的臭氧浓度小于0.05ppm。

其中，短波灯管为介质阻挡放电方式激发的气体放电灯管。辐射波长介于200~230nm的介质阻挡放电灯管所用灯管材料、放电区结构、填充气体种类和压力、灯管形状尺寸和电极材料结构可参考此类灯的常规技术。

其中，驱动短波灯管的高频高压电源的输出频率介于15~300kHz。采用介质阻挡放电激发方式，取决于不同的电极形状、放电区压强、放电区间隔距离、介质材料和填充气体的组分，根据现有介质阻挡放电技术，该电源输出频率可以是从工频到几千kHz的交流或脉冲源。实验发现：该介质阻挡放电灯管随着电源频率的增加,开始短波辐射功率也随之增加，但随着电源频率进一步增加，在相同工作时间内,分子与电子因发生弹性碰撞而损失的能量累积也相应增加,结果短波发光强度反而下降。因此，电源输出频率较佳为介于15~300kHz。