一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统及方法技术方案

本发明专利技术属于激光生物学技术领域，并具体公开了一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统及方法。包括传送带装置以及紫外激光杀菌消毒装置，传送带装置包括两个间隔设置的传送带，紫外激光杀菌消毒装置包括设于传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块以及设于两个传送带间隙下方的紫外激光杀菌消毒模块，紫外激光杀菌消毒模块均包括紫外激光器、扩束转折光路以及光束整形器，紫外激光器用于发射紫外线激光，扩束转折光路用于将紫外线激光的光斑扩束，光束整形器用于将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束。本发明专利技术激光光束发散角小、光功率密度大，可实现指哪儿杀哪儿，自动化对物体实现全覆盖快速高效消杀，高效安全有效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统及方法
本专利技术属于激光生物学
，更具体地，涉及一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统及方法。
技术介绍
由于新型冠状病毒肺炎(COVID-19)具备传染能力强、潜伏周期长等特点，尤其在适当的温度和湿度条件下，在物体上表面的存活时间可达数天，急剧增大了抗疫难度。现阶段亟需针对物体表面细菌病毒的新型消杀技术来进行科学防疫和疾病预防，提升国家的公共卫生本质安全度，守护国民健康安全。针对海关港口、边防码头、物流中心、生鲜市场、大型超市等公共场合，病毒可附着在包裹、快递、生鲜、食品、商品等物体表面实现扩散和传播，威胁人民健康，在上述场合采用一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒方法对物体表面进行杀菌消毒，可有效切断病毒传播途径和降低人员的交叉感染。在现有的物体表面杀菌消毒领域，主要采用化学消杀和紫外灯消杀等常规方式，化学消杀方式主要包括酒精消杀和含氯消杀方式，虽然酒精消杀可以快速大面积杀菌消毒，但是其易挥发且储存存在安全隐患；含氯消杀方式存在化学残留物，对人体健康和环境影响较大。紫外灯消杀作用时间且易产生臭氧，因其有大的发散角，光斑能量分布不均匀，会造成局部消杀效果差，无法快速对携带细菌病毒的物体进行有效消杀。现有技术CN104368020A专利“紫外激光灭菌系统”中公开了一种紫外激光灭菌系统，扫描模组包括多个接收该紫外激光的反射镜以及一控制各反射镜转动以调整该紫外激光出射角的控制器，以进行目标物表面上的灭菌工作。紫外激光仅有1mm2～4mm2的照射面积和5kW峰值功率，杀菌面积小、时间长，效率低，且只能对物体一个表面进行杀菌，无法对物体各个面实现全覆盖照射杀菌，在具体应用和实际操作中存在很多缺陷。基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的传送带紫外激光杀菌消毒装置做出进一步的改进设计，构建光束方向性良好、高功率密的紫外激光杀菌消毒装置，解决现有传送带紫外激光杀菌消毒装置存在的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统及方法，其中结合紫外激光杀菌消毒自身的特征及传送带传输物品的工艺特点，相应设计了基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，并对其关键组件如紫外激光器、扩束转折光路以及光束整形器和传送带装置的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决现有的紫外激光杀菌系统中激光照射面积和峰值功率仅有1mm2～4mm2和5kW，杀菌面积小、时间长、效率低的问题。本专利技术中激光经过扩束转折光路和光束整形器后，光斑扩束整形为8～16mm宽的线条纹，峰值功率达MW级，可在秒级实现对物体表面细菌病毒等微生物的彻底消杀。通过优化紫外激光数量，在系统两个对角和底部分别放置紫外激光源，可实现对物体各个表面高效彻底全覆盖无死角消杀。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，包括传送带装置以及紫外激光杀菌消毒装置，其中，所述传送带装置包括两个间隔设置的传送带，该两个传送带用于运输待杀菌消毒物品；所述紫外激光杀菌消毒装置包括设于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块以及设于两个所述传送带间隙下方的紫外激光杀菌消毒模块，每个所述紫外激光杀菌消毒模块均包括紫外激光器、扩束转折光路以及光束整形器，所述紫外激光器用于发射紫外线激光，所述扩束转折光路用于将所述紫外线激光的光斑扩束为6mm～12mm，且扩束后的紫外线激光的中心位于所述光束整形器的中心，入射角为45°，所述光束整形器用于将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束，且该线形紫外线激光光束照射于待杀菌消毒物品表面，并对待杀菌消毒物品进行杀菌消毒。作为进一步优选的，位于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块设置有两个，两个该紫外激光杀菌消毒模块关于所述传送带对称布置。作为进一步优选的，所述紫外激光器发射的射紫外线激光的波段为200nm～400nm，脉冲宽度不大于1ms，重复频率不小于100Hz。作为进一步优选的，所述扩束转折光路包含但不限于扩束准直模块、反射镜、分光镜、导光臂，将所述紫外激光器的出射激光转折至光束整形系统。作为进一步优选的，所述光束整形系统包含但不限于一维扫描振镜、鲍威尔棱镜，将扩束后的紫外激光光束整形为线形。作为进一步优选的，一维扫描振镜包括转动电机以及与所述转动电机动力输出轴连接的扫描振镜，所述扫描振镜在转动电机的驱动作用下，改变扩束后的紫外线激光与扫描振镜的夹角，从而改变扩束后的紫外线激光出射的方向，以此方式，将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束。按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种采用上述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统杀菌消毒的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)布置传送带装置以及紫外激光杀菌消毒装置，其中，传送带装置包括两个间隔设置的传送带，该两个传送带用于运输待杀菌消毒物品；2)调整紫外激光杀菌消毒装置与传送带的位置关系，使得设于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块出射的线形紫外线激光光束覆盖待杀菌消毒物品不与传送带接触的外表面，同时，当待杀菌消毒物品经过两个传送带之间的间隔时，设于两个所述传送带间隙下方的紫外激光杀菌消毒模块出射的线形紫外线激光光束覆盖待杀菌消毒物品的下表面；3)开启传送带装置以及紫外激光杀菌消毒装置，其中，紫外激光器用于发射紫外线激光，扩束转折光路用于将所述紫外线激光的光斑扩束为6mm～12mm，且扩束后的紫外线激光的中心位于所述光束整形器的中心，入射角为45°，光束整形器用于将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束，且该线形紫外线激光光束照射于待杀菌消毒物品表面，并对待杀菌消毒物品进行杀菌消毒。作为进一步优选的，位于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块设置有两个，两个该紫外激光杀菌消毒模块关于所述传送带对称布置。作为进一步优选的，所述紫外激光器发射的射紫外线激光的波段为200nm～400nm，脉冲宽度不大于1ms，重复频率不小于100Hz。作为进一步优选的，将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束的具体方法为：将转动电机动力输出轴与扫描振镜连接，所述扫描振镜在转动电机的驱动作用下，改变扩束后的紫外线激光与扫描振镜的夹角，从而改变扩束后的紫外线激光出射的方向，以此方式，将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术系统提高了紫外激光杀菌消毒的安全性，激光照射区域处在密闭空间内，不会有紫外激光照射到人体上，避免了长期曝晒在紫外光下而引起皮肤老化和癌化等病变；并且紫外激光杀菌消毒方式不会在物体表面产生有害残留物。2.本专利技术中激光经过扩束转折光路和光束整形器后，光斑扩束整形为8mm～16mm宽的线条纹，峰值功率达MW级，可在秒级实现对物体表面细菌病毒等微生物的彻底消杀。通过优化紫外激光数量，在系统两个对角和底部分别放置紫外激光源，可实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，包括传送带装置(2)以及紫外激光杀菌消毒装置(1)，其中，/n所述传送带装置(2)包括两个间隔设置的传送带，该两个传送带用于运输待杀菌消毒物品；/n所述紫外激光杀菌消毒装置(1)包括设于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块以及设于两个所述传送带间隙下方的紫外激光杀菌消毒模块，每个所述紫外激光杀菌消毒模块均包括紫外激光器(11)、扩束转折光路(12)以及光束整形器(13)，所述紫外激光器(11)用于发射紫外线激光，所述扩束转折光路(12)用于将所述紫外线激光的光斑扩束为6mm～12mm，且扩束后的紫外线激光的中心位于所述光束整形器(13)的中心，入射角为45°，所述光束整形器(13)用于将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束，且该线形紫外线激光光束照射于待杀菌消毒物品表面，并对待杀菌消毒物品进行杀菌消毒。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，包括传送带装置(2)以及紫外激光杀菌消毒装置(1)，其中，
所述传送带装置(2)包括两个间隔设置的传送带，该两个传送带用于运输待杀菌消毒物品；
所述紫外激光杀菌消毒装置(1)包括设于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块以及设于两个所述传送带间隙下方的紫外激光杀菌消毒模块，每个所述紫外激光杀菌消毒模块均包括紫外激光器(11)、扩束转折光路(12)以及光束整形器(13)，所述紫外激光器(11)用于发射紫外线激光，所述扩束转折光路(12)用于将所述紫外线激光的光斑扩束为6mm～12mm，且扩束后的紫外线激光的中心位于所述光束整形器(13)的中心，入射角为45°，所述光束整形器(13)用于将扩束后的紫外线激光整形为指定角度的线形紫外线激光光束，且该线形紫外线激光光束照射于待杀菌消毒物品表面，并对待杀菌消毒物品进行杀菌消毒。


2.一种如权利要求1所述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，位于所述传送带上方的紫外激光杀菌消毒模块设置有两个，两个该紫外激光杀菌消毒模块关于所述传送带对称布置。


3.一种如权利要求1所述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，所述紫外激光器(11)发射的射紫外线激光的波段为200nm～400nm，脉冲宽度不大于1ms，重复频率不小于100Hz。


4.一种如权利要求1所述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，所述扩束转折光路包含但不限于扩束准直模块、反射镜、分光镜、导光臂，将所述紫外激光器的出射激光转折至光束整形系统。


5.一种如权利要求1所述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，所述光束整形系统包含但不限于一维扫描振镜、鲍威尔棱镜，将扩束后的紫外激光光束整形为线形。


6.一种如权利要求5所述的基于传送带的紫外激光杀菌消毒系统，其特征在于，所述一维扫描振镜包括转动电机以及与所述转动电机动力输出轴连接的扫描振镜，所述扫描振镜在转动电机的驱动作用下，改变扩束后的紫外线激光与扫描振镜的夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭培坤，史要涛，于临昕，于翠萍，谢俊喜，庞宏俊，
申请(专利权)人：武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42