Предыдущие заявки
[0001] Для настоящей заявки испрашивается приоритет по патентной заявке США № 17/119,440, поданной 11 декабря 2020 года, которая является частичным продолжением патентной заявки США № 16/809,976, поданной 5 марта 2020 года, по которой испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке № 62/963,682, поданной 21 января 2020 года, каждая из которых при этом полностью включена в данный документ путем ссылки. Для настоящей заявки испрашивается приоритет как частичное продолжение патентной заявки США № 16/279,253, поданной 19 февраля 2019 года, для которой испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке № 62/694,482, поданной 6 июля 2018 года и по предварительной патентной заявке № 62/632,716, поданной 20 февраля 2018 года, которые все полностью включены в данный документ путем ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящая заявка относится, в общем, к портативному устройству, используемому для уничтожения патогенов на поверхности и в окружающей области. Более конкретно, настоящая заявка направлена на портативное устройство дальнего ультрафиолетового спектра, которое быстро уничтожает патогены по меньшей мере на поверхностях, в то же время также являясь безопасным для воздействия на человека.
Уровень техники
[0003] С быстрым распространением биологических патогенов становится все более важным находить новые пути уничтожения патогенов способом, который является безопасным для воздействия на человека. Все в большей степени химические препараты реализовывались для дезинфекции поверхности в общественных местах. Однако, увеличенное использование химических препаратов представляет риски для здоровья, которые лишь начинают проявляться. В ответ на повышенную необходимость в уничтожении биологических патогенов, различные формы ультрафиолетового света были разработаны для дезинфекции аэрозольных патогенов и поверхностных патогенов.
[0004] Использование ультрафиолетового света было признано очень эффективным для уничтожения патогенов, когда ультрафиолетовая лампа спектра С (UVC) включена в осветительное устройство. UVC-лампа излучает в диапазоне между примерно 100 нм и 280 нм. В то время как UVC-лампа была признана вполне эффективной в уничтожении патогенов, известно проявление небезопасных характерных признаков, когда подвергается воздействию эпидермис человека и глазная ткань. Традиционная UVC-лампа была признана вызывающей рак кожи и катаракты. Следовательно, использование UVC-света ограничивается в рамках ситуациями, когда воздействие на человека не разрешается, и существенные предосторожности требуются, чтобы предотвращать какое-либо воздействие на человека. Подмножество UVC-ламп заработало некоторую дурную славу, появившуюся в последнее время, которое обычно называется лампой дальнего UVC-спектра.
[0005] В то время как лампа дальнего UVC-спектра показала перспективу для уничтожения патогенов, предложенные использования были для установленных на потолке систем для уничтожения аэрозольных патогенов, предоставляющих медленное уничтожение на отдаленных поверхностях, занимающее более тридцати минут. Следовательно, существует необходимость в устройстве, приспособленном для быстрого уничтожения патогенов, в частности, на поверхностях и эпидермисе, которое не вызывает неблагоприятные для здоровья проблемы.
Сущность изобретения
[0006] Раскрывается портативный узел для уничтожения патогенов. Узел включает в себя корпус и процессор. Лампа располагается в корпусе для облучения поверхностей дезинфицирующим ультрафиолетовым светом, в одном варианте осуществления, имеющим пиковую длину волны около 222 нм и фильтруемым, чтобы ограничивать освещение между примерно 200 нм и 230 нм. В другом варианте осуществления ультрафиолетовый свет не фильтруется, предоставляя освещение до около 240 нм или выше. Лампа формирует зону облучения на облучаемой поверхности.
[0007] Система измерения расстояния включает в себя, в одном варианте осуществления, вторичный источник света, формирующий луч света, и фотодетектор для измерения расстояния лампы до поверхности, облучаемой лампой, по лучу света, отражаемому от поверхности в фотодетектор. Вторичный источник света сдвинут под углом от лампы, тем самым, проецируя луч света в центральную область зоны облучения, сформированной лампой. Фотодетектор сигнализирует процессору вычислять расстояние между лампой и центральной областью зоны облучения на облучаемой поверхности.
[0008] Узел настоящего изобретения приспособлен для быстрого уничтожения патогенов на поверхностях, когда располагается на предварительно определенном и точном расстоянии от облучаемой поверхности. Лампа приспособлена, когда удерживается на правильном расстоянии, для уничтожения патогенов, таких как, например, COVID-19, другие вирусы гриппа, бактерии, плесень и инфекционные споры. Разница, например, между одним дюймом и шестью дюймами от поверхности может приводить в результате к десятикратному увеличению в интервале времени, требуемого для уничтожения патогенов. Когда портативное устройство настоящей заявки удерживается на правильном расстоянии, COVID-19 уничтожается на 99,9% менее чем примерно за одну секунду. Большинство бактерий может быть уничтожено менее чем примерно за три секунды. Уничтожение на длинном расстоянии, например, с помощью UVC-лампы, установленной на потолке, требует до тридцати минут, чтобы добиваться 99,9% сокращения патогенов. Поскольку устанавливаемые на потолок устройства UVC-освещения требуют десятков минут, чтобы уничтожать патогены на поверхностях, и являются непрактичными в интенсивно используемых местах, требующих быстрого уничтожения, таких как, например, врачебные кабинеты, рестораны, банки, вестибюли гостиниц, самолеты и т.д.
[0009] Дополнительной пользой узла настоящего изобретения является то, что эпидермис может также быть безопасно дезинфицирован посредством освещения, расширяя использования узла. Например, столовые принадлежности на столе в ресторане, бакалейные товары, даже пища, доставленная к столу, могут быть облучены для уничтожения патогенов всего лишь за несколько секунд, в то же время все еще являясь безопасными для воздействия на человека. Защитное оборудование, такое как перчатки и очки, которые обычно требуются с ультрафиолетовыми устройствами, не нужны, как требуется для UVC-ламп, которые излучают выше 230 нм.
Краткое описание чертежей
[0010] Другие преимущества настоящего изобретения будут без труда поняты, поскольку оно становится лучше понятно посредством ссылки на последующее подробное описание, когда рассматривается в соединении с сопровождающими чертежами, на которых:
[0011] Фиг. 1A показывает вид лицевой стороны портативного устройства настоящего изобретения;
[0012] Фиг. 1B показывает вид в перспективе тыльной стороны портативного устройства настоящего изобретения;
[0013] Фиг. 2 показывает вид в поперечном сечении по центральной линии вида, показанного на фиг. 1;
[0014] Фиг. 3 показывает покомпонентный вид портативного устройства настоящего изобретения;
[0015] Фиг. 4 показывает вид в поперечном сечении портативного устройства настоящего изобретения, имеющего активизированное устройство измерения расстояния;
[0016] Фиг. 5 показывает вид в поперечном сечении портативного устройства настоящего изобретения, имеющего альтернативное активизированное устройство измерения расстояния;
[0017] Фиг. 6 показывает частичный вид в перспективе портативного устройства, показывающий источник света идентифицирующего устройства, активный для идентификации зон облучения; и
[0018] Фиг. 7 показывает развернутый вид портативного устройства настоящего изобретения с отделенным корпусом.
Подробное описание изобретения
[0019] Обращаясь к фиг. 1A, портативный узел освещения настоящего изобретения, в целом, показан по ссылке 10. Узел 10 включает в себя корпус 12, который определяет отверстие 14 лампы, как будет объяснено дополнительно в данном документе ниже. Вторичное световое отверстие 16 определяется корпусом 12 близко к отверстию 14 лампы. Оба отверстия 14, 16 определяются лицевой стороной 18 корпуса 12. Назначение отверстия 14 лампы во вторичном световом отверстии 16 будет объяснено дополнительно в данном документе ниже.
[0020] Корпус 12, как лучше показано на фиг. 1B, включает в себя тыльную сторону 20, которая определяет индикаторное отверстие 22. Съемная ручка 21 принимает тыльную сторону 20 корпуса 12 и съемным образом удерживается посредством сопряженных прилегающих поверхностей 23, 25 (фиг. 3), соответственно, каждая из которых определяет выпуклую форму, предоставляющую систему удержания помех. Съемная ручка 21 является очищаемой посредством освещения с помощью узла 10, как станет более очевидно в данном документе ниже, или очищается альтернативными способами желаемым образом. Когда сопряжены, лицевая сторона 18 и тыльная сторона 20 определяют стойку 19, так что узел 10 может стоять вертикально, когда желательно, ориентируя лампу 14 в вертикальном направлении.
[0021] Индикатор 24 окружает индикаторное отверстие 22. Индикатор 24 сигнализирует оператору о том, находится ли расстояние между лампой 26 (фиг. 4) и его облучаемой поверхностью в пределах предварительно определенного расстояния до патогена, чтобы предоставлять оптимальную энергию уничтожения. Например, первый сигнализатор 28 сигнализирует оператору, если расстояние больше предварительно определенного расстояния (или в некоторых случаях недостаточно разнесено). В одном варианте осуществления сигнализатор светит красным или другим цветом, сигнализируя оператору, если лампа находится слишком далеко, или слишком близко. Индикатор 24 формирует второй сигнал посредством 2-го сигнализатора 30, указывающий, когда лампа находится близко к предварительно определенному расстоянию до облучаемой поверхности. В одном варианте осуществления второй сигнализатор светит желтым, чтобы сигнализировать, что лампа 26 находится близко к предварительно определенному расстоянию до облучаемой поверхности 60 (фиг. 4). Когда лампа 26 находится на предварительно определенном расстоянии до облучаемой поверхности, третий сигнализатор 32 светит зеленым, чтобы сигнализировать оператору, что лампа работает с оптимальной эффективностью на предварительно определенном расстоянии. Каждый сигнализатор 28, 30, 32 освещается соответствующей лампочкой 29, 31, 33 (фиг. 3) соответственно, в этом варианте осуществления соответствующим светоизлучающим диодом.
[0022] Специалистам в области техники следует понимать, что различные сигнализаторы или индикаторы могут быть использованы, чтобы сигнализировать оператору о том, правильно ли узел 10 используется, посредством расстояния от дезинфицируемой поверхности. Они включают в себя, но не только, мигающие лампы, звуковую обратную связь или любой индикатор, который будет достаточным, чтобы сигнализировать оператору о том, что лампа 26 располагается на правильном расстоянии от облучаемой поверхности для обеспечения оптимального уничтожения патогенов.
[0023] В то время как термин "поверхность" используется на протяжении всей заявки, следует понимать, что изобретение из настоящей заявки обеспечивает быстрое уничтожение патогенов не только на неодушевленном объекте, но также на эпидермисе, включающем в себя кисти рук, ноги, руки и даже лицо человека. Как будет объяснено дополнительно в данном документе ниже, дезинфекция кожи в быстром темпе теперь возможна без необходимости использования мыла или химических препаратов. За считанные секунды руки людей могут быть дезинфицированы с помощью портативного узла 10 настоящего изобретения. Кроме того, ссадины и раны могут также быть быстро дезинфицированы безопасным и непосредственным образом во время ожидания, пока введенные антибиотики начнут работать. Даже если энергия освещения является довольно высокой, когда лампа 26 располагается в близких диапазонах к эпидермису, таких как, например, один дюйм, фильтрованный свет дальнего UVC-спектра не будет проникать в эпидермис, в то же время быстро уничтожая широкий диапазон патогенов за секунды.
[0024] Обращаясь теперь к фиг. 3, лампа 26 активизируется посредством нажатия переключателя 35, который частично проходит сквозь отверстие 37a, определенное тыльной стороной 20 корпуса 12, и отверстие 37b, определенное съемной ручкой 21, каждое из которых выравнивается, когда съемная ручка 21 размещается на месте на корпусе 12. Крышка 39 переключателя размещается между переключателем 35 и тыльной стороной 20 корпуса и скрывает переключатель 35, так что, когда нажимается, оператор не касается переключателя 35, а касается крышки 39 переключателя. Еще один вариант осуществления включает в себя защитный барьер 41, прикрепляемый, либо постоянно, либо временно к съемной ручке 21 поверх отверстия 37d ручки, чтобы предохранять крышку 39 переключателя от загрязнения. Таким образом, барьер 41 может также быть дезинфицирован с ручкой 21, когда снят с корпуса 12. В одном варианте осуществления, когда узел 10 поддерживается в вертикальном направлении посредством стойки 19, переключатель 35 необязательно активизирует процессор 68, чтобы питать лампу 26 в течение предварительно определенного интервала времени, предоставляя возможность пользователю дезинфицировать, например, свои руки, съемную ручку 21 или любой другой объект без постоянного нажатия переключателя 35, или даже необходимости держать устройство. Поскольку длина волны освещения лампы 26 фильтруется, ограничивая длину волны передачи ниже 230 нм, и не вредна для глаз и эпидермиса, лампа 26 может светить, в то же время располагаясь в вертикальной ориентации, в то же время не требуя использования защитного оборудования.
[0025] Обращаясь теперь к фиг. 2, показан вид в поперечном сечении по линии 2-2 на фиг. 1A. Лампа 26 располагается поверх отверстия 14 лампы в местоположении, закрепленном каркасом 27 лампы, для формирования освещения через отверстие 14 лампы на целевую поверхность 60. Лампа 26 приспосабливается для использования множества осветительных устройств, включающих в себя криптон-хлоридные трубки, светоизлучающие диоды или любую другую осветительную систему, приспособленную для передачи света с пиковой длиной волны 222 нм. В одном варианте осуществления лампа 26 фильтруется, чтобы устранять свет, имеющий длину волны выше примерно 230 нм. Следовательно, дезинфицирующий свет передается с длиной волны между примерно 200 нм и 230 нм. В одном варианте осуществления защитная крышка 34 из кварцевого стекла или эквивалентная размещается над отверстием 14 лампы, чтобы защищать лампу во время использования. Защитная крышка 34 из кварцевого стекла считается достаточно долговечной, чтобы выдерживать энергию, создаваемую посредством излучений UVC-света, без значительной деградации, в то же время предоставляя возможность передачи света без значительного снижения мощности облучения лампы 26. Однако, другие составы крышки находятся в рамках этого изобретения, включая в себя, но не только, кварц или любой другой материал, приспособленный для предоставления возможности передачи UVC-света, не становясь достаточно деградировавшим. Следует также понимать, что линза и крышка используются взаимозаменяемо на протяжении этой спецификации, и что каждая ссылается на элемент 36, расположенный между лампой 26 или трубками, содержащимися в лампе, и поверхностью 60, облучаемой таким образом, что свет дальнего UVC-спектра передается через линзу 36. Кроме того, фильтр (не показан), который фильтрует свет дальнего UVC-спектра, чтобы устранять или значительно снижать длины волн выше 230 нм, может быть частью линзы 36.
[0026] Лампа 26 питается посредством источника 36 питания. Источник 36 питания является перезаряжаемым через штепсельный зарядный разъем 38. В одном варианте осуществления источник 36 питания включает в себя два литиево-ионных 18650 PMI-элемента (не показаны), предоставляющих примерно 3,6 В каждый. Следовательно, источник 36 питания, когда заряжается, предоставляет около 7,2 В. Альтернативно, лампа 26 питается электрическим током, предоставляемым через зарядный разъем 38. Источник 36 питания принимается опорой 40 источника питания, которая прикрепляет источник 36 питания к винтовым бобышкам, расположенным на внутренней поверхности лицевой стороны 18 корпуса 12, посредством крепежей (не показаны) известным образом. Крепежи принимаются через отверстия 44 опоры, определенные ножками 46 опоры.
[0027] Ножки 46 опоры предоставляют возможность опоре 40 источника питания охватывать с двух сторон инвертор 48, который также прикрепляется к лицевой стороне 18 корпуса 12. Инвертор 48 получает ток от источника 36 питания с 7,2 В и формирует сигнал тока известным образом, так что он может быть принят лампой 26. Инвертор 48 размещается на каркасе 50 инвертора, которая прикрепляется к лицевой стороне 18 корпуса 12 крепежами, принятыми через отверстия 52 каркаса инвертора.
[0028] Трансформатор 54 повышает напряжение примерно от 7,2 В, сгенерированных посредством источника 36 питания, до около 4000 В, чтобы предоставлять достаточную энергию для питания лампы 26. В одном варианте осуществления инвертор 48 является инвертором Stratheo. Однако, следует понимать, что любое сочетание инвертора/трансформатора, приспособленное для формирования токового сигнала и повышения напряжения до около 4000 В, будет достаточным. Трансформатор 54 также устанавливается на каркасе 50 инвертора, чтобы уменьшать общий размер сочетания инвертора 48/трансформатора 54.
[0029] Устройство 56 измерения расстояния прикрепляется к каркасу 58 лампы, которая также прикрепляет лампу 26 к лицевой стороне 18 корпуса 12. Каркас 58 лампы ориентируется таким образом, что лампа 26 располагается горизонтально к поверхности 60, дезинфицируемой, когда узел 10 используется, как лучше показано на фиг. 4. Устройство 56 измерения расстояния сдвинуто от лампы 26 и располагается под углом относительно лампы 26. В одном варианте осуществления устройство 56 измерения расстояния передает сигнал в центральный фрагмент 62 зоны 64 облучения на поверхности 60, определенной лампой 26. Устройство 56 измерения расстояния включает в себя датчик 66, который принимает отраженный обратный сигнал от центрального фрагмента 62. Датчик 66 сигнализирует об обработке данных обратной связи, чтобы процессор 68 вычислял вертикальное расстояние от лампы 26 до центрального фрагмента 62 зоны 64 облучения. Следовательно, даже если устройство 56 измерения расстояния сдвинуто от лампы 26, точное вертикальное расстояние между лампой 26 и поверхностью 60 облучается в местоположении наивысшего энергетического уровня, предназначение которого станет более очевидно, когда объясняется ниже.
[0030] В одном варианте осуществления устройство 56 измерения расстояния является системой лидар, передающей лазерный луч 63 в центральный фрагмент 62 зоны 64 облучения. Лазерный луч 63 является либо видимым, либо невидимым. Когда видим, лазерный луч предоставляет пользовательскую обратную связь центральному фрагменту 62 зоны 64 облучения. В другом варианте осуществления устройство 56 измерения расстояния содержит инфракрасную лампу, которая освещает инфракрасным светом центральный фрагмент 62 зоны 64 облучения, а датчик 66 является инфракрасным датчиком, который обнаруживает отраженный свет от центрального фрагмента 62 для сигнализации процессору вычислять вертикальное расстояние от центрального фрагмента 62 до лампы 14. Другие типы устройств измерения расстояния находятся в рамках этого изобретения, включая в себя радар, фотограмметрию и т.п., пока центральный фрагмент 62 зоны 64 облучения может быть обнаружен. Следует также понимать, что определение времени пролета между светом (или другим сигналом) и датчиком 66, обнаруживающим отражение, обеспечивает достаточную точность для того, чтобы процессор 68 вычислил вертикальное расстояние между центральным фрагментом 62, или точкой в зависимости от конкретного случая, и лампой 26.
[0031] Как изложено выше, процессор 68 сигнализирует индикатору 24 сигнализировать, если лампа 26 располагается на предварительно определенном расстоянии от центрального фрагмента 62 зоны облучения. В одном варианте осуществления, индикатор 24 сигнализирует о том, что правильное расстояние поддерживается для быстрого уничтожения патогенов, когда лампа 26 размещается в диапазоне расстояний, таком как, например, между одним и двумя дюймами. Следовательно, пользователю предоставляется обратная связь о том, что лампа 26 поддерживается в правильном диапазоне, даже когда трехмерные поверхности облучаются для уничтожения патогенов. Было определено, что расстояние является обратно пропорциональным доле энергии, которая достигает поверхности 60. Чем меньше расстояние лампы 14 до облучаемой поверхности 60, тем более высокая доля передачи ультрафиолетовой энергии поверхности 60 достигается для быстрого уничтожения поверхностных патогенов.
[0032] Узел 10 может содержать линзу 34 из кварцевого стекла, которая размещена между лампой 14 и облучаемой поверхностью. Лампа 14 была испытана в диапазоне расстояний, чтобы устанавливать количество энергии, требуемой для уничтожения патогенов, как с защитной линзой 34 из кварцевого стекла, так и без защитной линзы 34 из кварцевого стекла. Результаты показали лишь небольшое снижение в количестве энергии света дальнего UVC-диапазона, когда была применена линза 34 из кварцевого стекла. Результаты были измерены в мкВт, как показано в Таблице 1.
Табл. 1
[0033] Лампа 14 предоставляет примерно в десять раз больше поверхностной энергии, когда размещается примерно в одном дюйме от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается примерно в шести дюймах от облучаемой поверхности. Лампа 14 предоставляет примерно в два раза больше поверхностной энергии, когда размещается примерно в одном дюйме от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается примерно в двух дюймах от облучаемой поверхности. Лампа 15 предоставляет примерно в пять раз больше поверхностной энергии, когда размещается примерно в одном дюйме от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается примерно в четырех дюймах от облучаемой поверхности. На расстоянии примерно один дюйм от облучаемой поверхности 60, лампа 14 предоставляет 3030 мкВт долю переноса энергии. Альтернативно, расстояние около шести дюймов от облучаемой поверхности 60, лампа 14 предоставляет 330 мкВт переноса ультрафиолетовой энергии. Величина переноса энергии переводится в интервал времени, необходимый для уничтожения некоторых патогенов. Защитная крышка (или линза) 34 из кварцевого стекла уменьшает до некоторой степени величину энергии облучения на облучаемой поверхности 60. На удивление, величина снижения облучения посредством линзы 34 из кварцевого стекла энергии на поверхности 60 уменьшается, когда расстояние увеличивается. Следовательно, уменьшение энергии облучения, свойственное защитной линзе 34 из кварцевого стекла, является обратно пропорциональным расстоянию между лампой 26 и поверхностью.
[0034] Кроме того, энергия облучения, когда лампа 14 располагается на расстоянии примерно один дюйм от облучаемой поверхности, примерно в 1,8-1,83 (примерно коэффициент 2) раза больше по сравнению с тем, когда расстояние между лампой 14 и облучаемой поверхностью 60 равно примерно двум дюймом от лампы 14. Лампа 14 предоставляет примерно в 4,67-4,77 (примерно коэффициент 5) раза больше поверхностной энергии, когда располагается примерно в одном дюйме от облучаемой поверхности 60, по сравнению с тем, когда лампа 14 располагается примерно в четырех дюймах от облучаемой поверхности. Лампа 14 предоставляет примерно в 9.07-9,18 (примерно коэффициент 10) раза больше поверхностной энергии, когда располагается примерно в одном дюйме от облучаемой поверхности 60, по сравнению с тем, когда лампа 14 располагается примерно в шести дюймах от облучаемой поверхности 60.
[0035] Результаты испытания показывают, что Covid-19 уничтожается посредством обеспечения 3Log-сокращения (99,9% уничтожение) в патогене, когда лампа находится на расстоянии примерно один дюйм от облучаемой поверхности 60, примерно за одну секунду, когда лампа 14 размещается на расстоянии примерно один дюйм от облучаемой поверхности 60. Альтернативно, Covid-19 может быть уничтожен до 3Log-сокращения примерно за 9,5 секунды, когда лампа 14 размещается на расстоянии около шести дюймов от облучаемой поверхности 60. Обычным специалистам в области техники следует понимать, что различные патогены требуют различных доз облучения для полного или 3Log-сокращения на какой-либо поверхности. В то время как вирус может требовать лишь одной секунды облучения, когда лампа 14 размещается в одном дюйме от облучаемой поверхности 60, бактерия или спора может требовать нескольких секунд облучения на том же расстоянии. Кроме того, 2Log-сокращение, обеспечивающее 99% уничтожение Covid-19, достигается, когда лампа 26 находится на расстоянии примерно один дюйм от облучаемой поверхности 60, достигается примерно за 0,1 секунды. Аналогично, Covid-19 может быть уничтожен до 2Log-сокращения примерно за 0,95 секунды, когда лампа 14 размещается на расстоянии около шести дюймов от облучаемой поверхности 60. Следует понимать, что определение точного расстояния лампы 26 от облучаемой поверхности 60 является необходимым при определении того, какой уровень уничтожения патогена достигается.
[0036] Фиг. 5 показывает альтернативную компоновку, когда устройство 56 измерения расстояния включает в себя и передает вспомогательный свет в область 72 измерения, которая пересекает зону 64 облучения на поверхности 64. В этом варианте осуществления по меньшей мере фрагмент области 72 измерения пересекает центральный фрагмент 62 зоны 64 облучения. Датчик 66 обнаруживает отраженный свет, радиолокацию или т.п. из зоны 64 облучения для сигнализации процессору 68 вычислять вертикальное расстояние между лампой 26 и по меньшей мере центральным фрагментом 62 зоны 64 облучения.
[0037] Следует также понимать, что устройство 56 измерения расстояния включает в себя передатчик 74, который передает сигнал поверхности 60, облучаемой лампой 26. Передатчик 74, как предполагается, должен проецировать какой-либо невидимый лазерный луч, видимый лазерный луч, инфракрасный свет, радар или т.п., предоставляющий возможность датчику 66 обнаруживать отраженный сигнал от облучаемой поверхности 60, так что процессор 68 может вычислять вертикальное расстояние между лампой 26 и по меньшей мере центральным фрагментом 62 зоны 64 облучения.
[0038] Передаваемый UVC-свет преимущественно существует в невидимом спектре. Следовательно, трудно для пользователя полностью идентифицировать область поверхности, в которой лампа 14 достигает оптимального облучения. Кроме того, лампа обеспечивает эффективность, когда освещение UVC-светом на поверхности распространяется радиально наружу от центрального фрагмента 62 (или области) зоны 64 облучения. Однако, перенос энергии на поверхность 60 слабеет за пределами зоны 64 облучения на поверхности 60. В то время как все еще обеспечивает эффективность, вторичная зона 76 облучения, расположенная, в общем, радиально наружу от первой зоны 64 облучения, требует дополнительного времени для уничтожения патогенов. Чтобы помогать оператору с идентификацией по меньшей мере зоны 64 облучения, а также, когда желательно, вторичной зоны 76 облучения, источник 70 света идентификатора проецирует первое кольцо 78 или эквивалент вокруг первичной зоны 64 облучения и второе кольцо 80 или эквивалент вокруг вторичной зоны 76 облучения, как представлено на фиг. 6. Второе кольцо 80 размещается радиально снаружи первого кольца 78 Источник 70 света идентифицирующего устройства является лампочкой, отдельной от вторичной лампочки, которая является частью устройства 56 измерения расстояния. Источник 70 света идентифицирующего устройства проецирует указатель на зону облучения, указывающий уменьшение энергии облучения радиально наружу от центрального фрагмента 62 (или области) зоны 64 облучения, тем самым, сигнализируя об оптимальной области облучения.
[0039] Узел 10 включает в себя преломляющую линзу 82 для преломления света, сформированного упомянутым источником 70 света идентифицирующего устройства, тем самым, формируя первое кольцо 78 и второе кольцо 80 на облучаемой поверхности, так что первое кольцо 78 и второе кольцо 80 увеличиваются в диаметре пропорционально первой зоне 64 облучения и второй зоне 76 облучения, когда вертикальное расстояние между лампой и облучаемой поверхностью увеличивается. Освещение источником 70 света идентифицирующего устройства, в одном варианте осуществления, модифицируется посредством линзы 82 источника света идентифицирующего устройства, которая фокусирует свет от источника 70 света идентифицирующего устройства, чтобы фокусировать свет таким образом, что первое кольцо 78 размещается на поверхности 60 непосредственно рядом с самой широкой пространственной границей первичной зоны 64 облучения, а второе кольцо 80 размещается непосредственно рядом с самой широкой пространственной границей вторичной зоны 76 облучения. Диаметр первого кольца 78 и второго кольца 80 увеличивается пропорционально с вертикальным расстоянием между лампой 26 и центральным фрагментом 62 зоны облучения, равным интервалу до самой широкой пространственной границы первичной зоны 64 облучения и вторичной зоны 76 облучения. Таким образом, линза 82 источника света идентификатора конфигурируется согласованным образом, так что угловое смещение отраженного света формирует кольца 78, 80, которые увеличиваются в диаметре в той же степени, что и UVC-свет в каждой из первой зоны 64 облучения и второй зоны 76 облучения. Кроме того, кольца 78, 80 передаются на трехмерные поверхности, обеспечивая идентификацию того, что объект на плоской поверхности находится в зонах 64, 76 облучения. Сочетание колец 64, 76 и устройства 56 измерения расстояния, предоставляющего пользовательскую обратную связь посредством указателя 24, предоставляет возможность пользователю, например, устанавливать эффективность уничтожения патогена, которая достигается при использовании на неодушевленных объектах и даже на руках или других частях тела человека.
[0040] Изобретение было описано иллюстративным образом; множество модификаций и разновидностей настоящего изобретения являются возможными, включающих в себя удаление токсинов из текучих сред, в свете вышеупомянутых учений. Следовательно, должно быть понятно, что в спецификации ссылочные номера существуют просто для удобства, и не должны быть никоим образом ограничивающими, и что изобретение может быть применено на практике иначе по сравнению с конкретно описанным. Следовательно, изобретение может быть применено на практике иначе по сравнению с конкретно описанным в рамках изложенной формулы изобретения, следующей за этим первым раскрытым вариантом осуществления.
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к портативному узлу освещения для удаления патогенов. Узел содержит корпус, процессор, лампу, размещенную в упомянутом корпусе, для облучения поверхностей дезинфицирующим ультрафиолетовым светом, имеющим пиковую длину волны 222 нм и фильтруемым, чтобы ограничивать освещение выше 230 нм. Лампа выполнена с возможностью формирования зоны облучения. Узел включает систему измерения расстояния, включающую в себя источник света, выполненный с возможностью формирования сигнала, и фотодетектор, выполненный с возможностью измерения расстояния упомянутой лампы до поверхности, облучаемой упомянутой лампой, по упомянутому сигналу, отражаемому от поверхности в упомянутый фотодетектор. Источник света сдвинут под углом от упомянутой лампы и выполнен с возможностью проецирования сигнала в центральную область зоны облучения, сформированной упомянутой лампой, определяющую пиковый уровень энергии облучения на поверхности, и упомянутый фотодетектор выполнен с возможностью сигнализирования упомянутому процессору вычислять вертикальное расстояние между упомянутой лампой и центральной областью зоны облучения на облучаемой поверхности из угловой проекции сигнала. Техническим результатом является быстрое уничтожение патогенов на поверхностях и безопасное для воздействия на человека. 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
1. Портативный узел освещения для удаления патогенов, содержащий:
корпус;
процессор;
лампу, размещенную в упомянутом корпусе, для облучения поверхностей дезинфицирующим ультрафиолетовым светом, имеющим пиковую длину волны 222 нм и фильтруемым, чтобы ограничивать освещение выше 230 нм, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью формирования зоны облучения;
систему измерения расстояния, включающую в себя источник света, выполненный с возможностью формирования сигнала, и фотодетектор, выполненный с возможностью измерения расстояния упомянутой лампы до поверхности, облучаемой упомянутой лампой, по упомянутому сигналу, отражаемому от поверхности в упомянутый фотодетектор; и
при этом упомянутый источник света сдвинут под углом от упомянутой лампы и выполнен с возможностью проецирования сигнала в центральную область зоны облучения, сформированной упомянутой лампой, определяющую пиковый уровень энергии облучения на поверхности, и упомянутый фотодетектор выполнен с возможностью сигнализирования упомянутому процессору вычислять вертикальное расстояние между упомянутой лампой и центральной областью зоны облучения на облучаемой поверхности из угловой проекции сигнала.
2. Узел по п. 1, при этом упомянутый источник света содержит лазер, и упомянутый лазер выполнен с возможностью проецирования луча в направлении центральной области упомянутой зоны облучения, определяющей пиковый уровень энергии облучения на поверхности.
3. Узел по п. 1, при этом упомянутый источник света содержит и инфракрасную лампу, выполненную с возможностью освещения упомянутой центральной области упомянутой зоны облучения.
4. Узел по п. 1, при этом упомянутый фотодетектор выполнен с возможностью формирования сигнала, передаваемого упомянутому процессору для того, чтобы упомянутый процессор вычислял вертикальное расстояние между упомянутой лампой и упомянутой облучаемой поверхностью, и упомянутый процессор выполнен с возможностью вычисления, находится ли упомянутое расстояние в пределах предварительно определенного расстояния.
5. Узел по п. 4, дополнительно включающий в себя индикатор, размещенный на тыльной стороне упомянутого узла, при этом упомянутый индикатор выполнен с возможностью указания, если расстояние между упомянутой лампой и упомянутой облучаемой поверхностью находится в пределах предварительно определенного расстояния или на разных расстояниях от предварительно определенного расстояния, для обеспечения установки предварительно определенного расстояния между упомянутой лампой и упомянутой облучаемой поверхностью.
6. Узел по п. 1, дополнительно включающий в себя перезаряжаемое устройство питания, выполненное с возможностью формирования 7,2 В энергии для питания упомянутой лампы, и инвертор для увеличения напряжения, предоставляемого упомянутой лампе, до 4000 В.
7. Узел по п. 1, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью формирования зоны облучения, которая выполнена с возможностью снижения энергии облучения радиально наружу от центральной области зоны облучения.
8. Узел по п. 7, дополнительно включающий в себя источник света идентифицирующего устройства, выполненный с возможностью проецирования указателя на зону облучения, выполненного с возможностью указания уменьшения энергии облучения радиально наружу от центральной области зоны облучения для сигнализирования об области пикового облучения.
9. Узел по п. 8, при этом упомянутый указатель содержит первое кольцо, выполненное с возможностью идентификации первой зоны облучения, и второе кольцо, выполненное с возможностью идентификации второй зоны облучения, при этом упомянутое второе кольцо размещено радиально снаружи упомянутого первого кольца.
10. Узел по п. 9, дополнительно включающий в себя линзу идентифицирующего устройства, выполненную с возможностью преломления света, сформированного упомянутым источником света идентифицирующего устройства для формирования упомянутого первого кольца и упомянутого второго кольца на облучаемой поверхности, так что упомянутое первое кольцо и упомянутое второе кольцо увеличиваются в диаметре пропорционально упомянутой первой зоне облучения и упомянутой второй зоне облучения, когда вертикальное расстояние между упомянутой лампой и облучаемой поверхностью увеличивается.
11. Узел по п. 1, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью предоставления 3030 мкВт энергии света дальнего UVC-спектра облучаемой поверхности, когда располагается на расстоянии 2,54 см от облучаемой поверхности, и 1650 мкВт энергии света дальнего UVC-спектра, когда располагается на расстоянии 5,08 см от облучаемой поверхности.
12. Узел по п. 1, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью предоставления в десять раз больше поверхностной энергии, когда размещается в 2,54 см от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается в 15,24 см от облучаемой поверхности.
13. Узел по п. 1, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью предоставления в два раза больше поверхностной энергии, когда размещается в 2,54 см от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается в 5,08 см от облучаемой поверхности.
14. Узел по п. 1, при этом упомянутая лампа выполнена с возможностью предоставления в пять раз больше поверхностной энергии, когда размещается в 2,54 см от облучаемой поверхности, по сравнению с тем, когда упомянутая лампа размещается в 10,16 см от облучаемой поверхности.
15. Узел по п. 1, дополнительно включающий в себя линзу из кварцевого стекла, размещенную между упомянутой лампой и облучаемой поверхностью, и при этом упомянутая линза выполнена с возможностью уменьшения энергии облучения, достигающей облучаемой поверхности, на величину, которая обратно пропорциональна расстоянию между упомянутой лампой и облучаемой поверхностью.
| US 2018117194 A1, 03.05.2018 | |||
| US 2017182305 A1, 29.06.2017 | |||
| US 2019388572 A1, 26.12.2019 | |||
| US 2015190537 A1, 09.07.2015 | |||
| ОБЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2609034C2 |
