基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，包括交变电磁耦合器、氙光激发器和封装灯管；两个交变电磁耦合器分别密封连接在封装灯管的两端，封装灯管内的交变电磁耦合器上设置有氙光激发器；封装灯管内充满疝气。该装置可用于生物安全实验室、疫苗车间、负压病房等场所通风系统的消毒灭菌，对通风中的细菌、病毒、质粒、核酸等生物性污染物进行彻底消杀，阻断病原体经过通风逃逸的途径，降低呼吸道传感病传播风险，避免潜在的生物安全事故。避免潜在的生物安全事故。避免潜在的生物安全事故。
【技术实现步骤摘要】
基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置
[0001]本专利技术属于生物安全防护领域，特别涉及基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置。
技术介绍
[0002]生物安全实验室、疫苗车间、负压病房的排风和回风气流中，可能含有细菌、病毒、质粒、核酸等生物性污染物，需要进行彻底的消毒灭菌处理，才能避免生物安全事故和传感病传播风险。生物安全类排风或回风的特点是：风量大，通常为10000m3/h至50000m3/h；风速高，消毒段风道截面通常风速不低于2m/s，气流通过消毒段的时长一般在1秒以内。对消毒灭菌装置的要求：一是灭菌效率非常高，要求1秒内对通过风管气流的杀菌率＞99.9％；二是消毒装置寿命长，由于这些场合不便维保，因此更换周期尽可能延长；三是安全可靠，没有放电部件引发的爆炸风险，也没有消毒剂或其他残留。
[0003]紫外线辐照是目前通风灭菌的首选技术，但是紫外线灭菌灯均为低压汞蒸气放电原理，根据《消毒技术规范》2002可知，新的紫外灭菌灯辐照强度仅有90μW/cm2，无法在气流通过的瞬间杀灭空气中的微生物。另外，根据GB19258
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2012《紫外线灭菌灯》可知，灯组维持85％紫外辐射通量的时间仅为2000h，全天候运行情况下灯管寿命仅有83d，需要频繁更换，而生物安全类场所通风灭菌装置维保难度极大。此外，无论哪种形式的紫外灭菌灯，均采用电极针脚插入灯座的接电方式，在启动瞬间可能产生电火花引发爆炸风险。因此，紫外线灭菌灯不能完全满足生物安全排风灭菌需求。
[0004]为了解决紫外线辐照强度不足的问题，本领域技术人员探索采用氙气电离放电的原理产生高强紫外线。
[0005]现有技术公开了一种高能脉冲紫外空间消毒装置，其中高能脉冲紫外灯管为掺铈石英玻管，在灯管中充有高纯氙气，两端由过渡料管密封，铈钨电极由掺铈石英玻管底部穿过伸入灯管中，当电极接通高压直流电后，能够电离氙气发出高于现有紫外灯百倍的脉冲紫外线。此技术装置发出的超强脉冲紫外线可能用于静态空间和物体表面消毒，但由于发射的紫外线不连续，所以无法用于高速动态气流的消毒。另外，铈钨电极与高压直流电的电离方式，也无法达到防爆要求，不适合放置在风道内部。
[0006]现有技术公开了一种脉冲氙气紫外灯管、用于密闭空间的除菌装置及除菌方法，其中的脉冲氙气紫外灯管包括内管、外管和管座，内管的外表面设置触发电极，内部充氙气，通过蓄能电路和触发电路为脉冲氙气紫外灯管提供峰值电流，使氙气电离发射包含200～230nm波长的紫外线。该装置发出的紫外线仍然为不连续的脉冲光，并且不包含紫外线灭菌峰值253.7nm波长根据GB19258
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2012《紫外线灭菌灯》；另外，灯管外的触发电极如果与风道内排风接触，有引发爆燃风险。
[0007]现有设计公开了一种带紫外线的石英氙气灯，灯管为透紫外线的石英玻璃或BK7玻璃，灯管内填充600～900kPa的高压氙气和碘化钪和碘化钠混合的金属卤化物，在电压激励下产生自由电子引发雪崩效应，产生的紫外线光波段内的光谱峰值在360nm～370nm之
间，在可见光波段内的光谱峰值在537.2nm处，可用于植物种植照明、爬行动物养殖照明、杀菌消毒和与太阳光相关的室内科学研究等领域，使用寿命可达上万个小时。该技术解决了激励氙气发光和延长灯组寿命的问题，但其光谱并不包含能够杀菌的200～280nm C波段紫外线。
[0008]现有技术公开了一种感应耦合高强度紫外光源，该光源的核心部分为磁芯线圈，由线圈紧密绕在空心磁芯上组成，通电后产生工作频率为200kHz～13.56MHz磁场，激励泡壳内的气体放电产生紫外辐射。其空心磁芯为锰锌铁氧体，放电气体为填充氩气和少量汞、或氪气和少量汞、或氙气和少量氯气、或氪气和少量溴，泡壳由球装或管状石英或透紫外玻璃制成。该技术采用感应耦合放电，理论上比采用电极介质阻挡放电紫外强度高几十倍，但这种电磁感应放电，需要通入高压高频电流，文件并未给出如何解决供电的问题。另外，根据本领域技术人员共识，石英或透紫玻璃可透过全光谱紫外线，包含可产生臭氧的185nm波段，如果用于回风管道消毒，必然导致室内臭氧残留影响人员健康。
[0009]现有技术公开了一种无极灯灯具，除通过缠绕在磁芯上的激励线圈产生电磁效应外，还通过与导热金属棒相插接的辅助汞齐释放汞原子，辅助灯泡内充有稀有气体氩气或者氪气放电，引发气体雪崩电离，形成等离子体，等离子体受激原子返回基态时，辐射出紫外光子，紫外光子激发灯泡壳内壁的荧光粉产生可见光。理论上通过固定汞齐辅助惰性气体放电，其达到最大辐照强度的延时更短。但是，领域内技术人员可知，汞的蒸发温度为356℃，加热汞齐的导热棒温度必然更高，而导热棒的一端暴露在灯管泡之外，因此由引发爆燃风险。并且，该文件所述技术，产生的紫外线峰值未知，其主要目的是激发荧光粉产生可见光，并无杀灭微生物的消毒作用。
[0010]综上，现有技术中普遍采用的低压汞蒸气放电产生紫外辐照强度太低，而采用惰性气体放电的新型紫外光源，又存在脉冲紫外线辐照不连续、光谱峰值不在紫外C波段、产生杀菌紫外线的同时又产生臭氧、有暴露在外的放电电极或高温部分等缺陷，都无法适用于生物安全类设施的排风或回风管道灭菌。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于提供基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，以解决现有技术辐照强度太低，辐照不连续、光谱峰值不在紫外C波段、产生杀菌紫外线的同时又产生臭氧、有暴露在外的放电电极或高温部分等缺陷。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0013]基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，包括交变电磁耦合器、氙光激发器和封装灯管；两个交变电磁耦合器分别密封连接在封装灯管的两端，封装灯管内的交变电磁耦合器上设置有氙光激发器；封装灯管内充满疝气。
[0014]进一步的，交变电磁耦合器包括芯筒、外线圈和导线；外线圈均匀缠绕设置在芯筒上，外线圈连接导线。
[0015]进一步的，导线外接电压为2000V～5000V，频率范围为100KHz～1MHz的高频交变电流。
[0016]进一步的，芯筒为硅钢材质的圆筒，芯筒外表面设置有线槽，外线圈设置在线槽内。
[0017]进一步的，氙光激发器包括内线圈、芯环、支具和复合电极；支具固定在封装灯管端部，若干内线圈套设在芯环上，内线圈设置在支具上，且内线圈与封装灯管和芯筒共轴；复合电极位于氙光激发器的轴心位置。
[0018]进一步的，内线圈为铜线缠绕构成的弹簧状螺旋圆环，螺旋圆环由铜质漆包扁线缠绕在陶瓷环上构成，缠绕的铜质漆包扁线首尾通过电容接通，芯环为硅钢材质的芯环。
[0019]进一步的，支具为绝缘耐热材质支具，支具底部粘连到封装灯管的内底面。
[0020]进一步的，复合电极为三段结构，包括汞合金电极、导热段和隔热段；汞合金电极连接导热段，导热段连接隔热段；汞合金电极为锥形结构。
[0021]进一步的，汞合金电极的汞含量为3～7％的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，其特征在于，包括交变电磁耦合器(10)、氙光激发器(20)和封装灯管(30)；两个交变电磁耦合器(10)分别密封连接在封装灯管(30)的两端，封装灯管(30)内的交变电磁耦合器(10)上设置有氙光激发器(20)；封装灯管(30)内充满疝气。2.根据权利要求1所述的基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，其特征在于，交变电磁耦合器(10)包括芯筒(11)、外线圈(12)和导线(13)；外线圈(12)均匀缠绕设置在芯筒(11)上，外线圈(12)连接导线(13)。3.根据权利要求2所述的基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，其特征在于，导线(13)外接电压为2000V～5000V，频率范围为100KHz～1MHz的高频交变电流。4.根据权利要求2所述的基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，其特征在于，芯筒(11)为硅钢材质的圆筒，芯筒(11)外表面设置有线槽，外线圈(12)设置在线槽内。5.根据权利要求2所述的基于电磁耦合激发氙光的生物安全通风灭菌装置，其特征在于，氙光激发器(20)包括内线圈(21)、芯环(24)、支具(23)和复合电极(22)；支具(23)固定在封装灯管(30)端部，若干内线圈(21)套设在芯环(24)上，内线圈(21)设置在支具(23)上，且内线圈(21)与封装灯管(30)和芯筒(11)共轴；复...
【专利技术属性】
技术研发人员：康生，刘培源，刘毅，范林进，汤飞，唐瑶，李华新，高腾飞，
申请(专利权)人：华夏富康环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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