本发明专利技术公开了一种基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置及方法，包括磁控管、发射天线、电磁超材料腔体、吸气装置及电源及控制系统；发射天线位于磁控管与电磁超材料腔体之间，其中，发射天线与磁控管相连接，磁控管发出的高频电磁波经发射天线传输到电磁超材料腔体上，电源及控制系统与磁控管的电源接口相连接，电磁超材料腔体为多孔网状结构，吸气装置与电磁超材料腔体相连通，该装置及方法能够使得较大空间敞开区域内的飞沫进行汽化。
【技术实现步骤摘要】
基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置及方法
本专利技术属于微波加热
，具体涉及一种基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置及方法。
技术介绍
最新研究表明，新型冠状病毒的传播途径主要有三种，一是飞沫传播；二是接触传播；三是空气传播。针对病毒的传播途径，传统接触式消杀手段对飞沫等空气中难以捕捉的致病源无能为力。非接触式手段杀灭病毒所需时间长达一小时以上，较低的效率也限制了其应用。类似于微波炉加热原理，高频电磁场能使飞沫等极性分子在其作用区域内发生高频振荡摩擦起热，使飞沫汽化。但现有的高频电磁发射源产生的高频电磁波往往以波束的方式传播，难以均匀分布在空间中。而能够使高频电磁波均匀分布的旋转天线和谐振腔装置，其作用空间只能局限于谐振腔内，封闭且狭小，难以应用于大空间敞开区域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置及方法，该装置及方法能够使得较大空间敞开区域内的飞沫进行汽化。为达到上述目的，本专利技术所述的基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置包括磁控管、发射天线、电磁超材料腔体、吸气装置及电源及控制系统；发射天线位于磁控管与电磁超材料腔体之间，其中，发射天线与磁控管相连接，磁控管发出的高频电磁波经发射天线传输到电磁超材料腔体上，电源及控制系统与磁控管的电源接口相连接，电磁超材料腔体为多孔网状结构，吸气装置与电磁超材料腔体相连通。电源及控制系统包括控制器、电源插头、变压器、高压电容器及高压二极管，其中，电源插头依次经变压器、高压电容器及高压二极管与磁控管的电源接口相连接，控制器与变压器的控制端及高压电容器的控制端相连接，电源插头接入市电后依次经变压器升压、高压电容器稳压及高压二极管整流为高压直流电，然后通过磁控管转换为高频电磁波。电源及控制系统还包括用于提供时钟信号的时间控制系统，其中，时间控制系统与控制器相连接。发射天线为角锥喇叭天线。所述病毒消杀装置安装于室内新风系统护着空调的出风口处。本专利技术所述的基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀方法包括以下步骤：磁控管将电源及控制系统输出的高压直流电转换为高频电磁波，然后经发射天线传输到电磁超材料腔体上，从而在电磁超材料腔体内部形成高频电磁场，吸气装置将空气经电磁超材料腔体侧壁上的通孔吸入电磁超材料腔体中，空气中的飞沫在高频电磁场的作用下发生高频振荡起热，使得飞沫汽化，然后经吸气装置排出，以阻断飞沫中病毒的传播途径。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置及方法在具体操作时，通过吸气装置使电磁超材料腔体内部形成负压，使空气能够自由进出电磁超材料腔体，电磁超材料能够对电磁超材料腔体内的高频电磁波不断发生反射，同时将高频电磁波全部束缚于电磁超材料腔体内，使其均匀分布于电磁超材料腔体内，高频电磁波全部作用到空气飞沫上，以提高能量利用效率和病毒消杀效率，空气中的飞沫在高频电磁场的作用下发生高频振荡起热，使得飞沫汽化，然后经吸气装置排出，以阻断飞沫中病毒的传播途径，继而能够使得较大空间敞开区域内的飞沫进行汽化。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的截面图。其中，1为磁控管、2为发射天线、3为电磁超材料腔体、4为吸气装置、5为电源及控制系统。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1及图2，本专利技术所述的基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置包括磁控管1、发射天线2、电磁超材料腔体3、吸气装置4及电源及控制系统5；发射天线2位于磁控管1与电磁超材料腔体3之间，其中，发射天线2与磁控管1相连接，磁控管1发出的高频电磁波经发射天线2传输到电磁超材料腔体3上，电源及控制系统5与磁控管1的电源接口相连接，电磁超材料腔体3为多孔网状结构，吸气装置4与电磁超材料腔体3相连通。电源及控制系统5包括控制器、电源插头、变压器、高压电容器及高压二极管，其中，电源插头依次经变压器、高压电容器及高压二极管与磁控管1的电源接口相连接，控制器与变压器的控制端及高压电容器的控制端相连接，电源插头接入市电后依次经变压器升压、高压电容器稳压及高压二极管整流为高压直流电，然后通过磁控管1转换为高频电磁波；电源及控制系统5还包括用于提供时钟信号的时间控制系统，其中，时间控制系统与控制器相连接。本专利技术安装于室内新风系统护着空调的出风口处。本专利技术所述基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀方法包括以下步骤：磁控管1将电源及控制系统5输出的高压直流电转换为高频电磁波，然后经发射天线2传输到电磁超材料腔体3上，从而在电磁超材料腔体3内部形成高频电磁场，吸气装置4将空气经电磁超材料腔体3侧壁上的通孔吸入电磁超材料腔体3中，空气中的飞沫在高频电磁场的作用下发生高频振荡起热，使得飞沫汽化，然后经吸气装置4排出，以阻断飞沫中病毒的传播途径。时间控制系统通过AT89C51单片机的内置定时器实现时间控制；控制器通过时间开关在工作期间周期性地不断接通和断开磁控管1的电源来调控磁控管1的输出功率。实际工作时，当设定好功率值后，控制器便控制磁控管1工作一段时间再休息一段时间，本专利技术中控制器设置有高、中、低三个档位。磁控管1的发射出频率达到2.45GHz的高频电磁波，也称作微波，磁控管1输出的微波信号为连续波或脉冲微波，脉冲微波是不连续波，可以在保持温度稳定的同时节省加热过程的功耗。发射天线2为角锥喇叭天线，结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便。通过吸气装置4使电磁超材料腔体3内部为负压，能使空气能够自由进出电磁超材料腔体3，电磁超材料能够对电磁超材料腔体3内的高频电磁波不断发生反射，同时能够将高频电磁波全部束缚于电磁超材料腔体3内，使其均匀分布于电磁超材料腔体3内，高频电磁波全部作用到空气飞沫上，提高了能量利用效率和病毒消杀效率。应当理解的是，附图中的流程图和框图显示了根据本专利技术的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码，所述模块、程序段或代码包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本专利技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本专利技术的范围仅由所附的权利要求来限制。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置，其特征在于，包括磁控管(1)、发射天线(2)、电磁超材料腔体(3)、吸气装置(4)及电源及控制系统(5)；/n发射天线(2)位于磁控管(1)与电磁超材料腔体(3)之间，其中，发射天线(2)与磁控管(1)相连接，磁控管(1)发出的高频电磁波经发射天线(2)传输到电磁超材料腔体(3)上，电源及控制系统(5)与磁控管(1)的电源接口相连接，电磁超材料腔体(3)为多孔网状结构，吸气装置(4)与电磁超材料腔体(3)相连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置，其特征在于，包括磁控管(1)、发射天线(2)、电磁超材料腔体(3)、吸气装置(4)及电源及控制系统(5)；
发射天线(2)位于磁控管(1)与电磁超材料腔体(3)之间，其中，发射天线(2)与磁控管(1)相连接，磁控管(1)发出的高频电磁波经发射天线(2)传输到电磁超材料腔体(3)上，电源及控制系统(5)与磁控管(1)的电源接口相连接，电磁超材料腔体(3)为多孔网状结构，吸气装置(4)与电磁超材料腔体(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的基于电磁超材料的敞开区域高频电磁病毒消杀装置，其特征在于，电源及控制系统(5)包括控制器、电源插头、变压器、高压电容器及高压二极管，其中，电源插头依次经变压器、高压电容器及高压二极管与磁控管(1)的电源接口相连接，控制器与变压器的控制端及高压电容器的控制端相连接，电源插头接入市电后依次经变压器升压、高压电容器稳压及高压二极管整流为高压直流电，然后通过磁控管(1)转换为高频电磁波。
3.根据权利要求1所述的基于电磁超材料的敞...
【专利技术属性】
技术研发人员：王曙鸿，张那明，段娜娜，潘高阳，张玉阔，周适，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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