[发明专利]用具有经调制功率通量的脉冲光和在脉冲之间具有可见光补偿的光系统进行房间和区域消毒

说明书

提供了消毒方法和设备，所述方法和设备产生频率大于20Hz的杀菌光脉冲并且将所述光脉冲投射到离所述消毒设备1.0米的表面上。所述光脉冲包括足以在表面处产生功率通量在约200W/m²与约5000W/m²之间、波长范围在200与320nm之间的紫外光的脉冲持续时间和能量通量。提供了其他消毒方法和设备，所述方法和设备从杀菌光源产生包括杀菌光和可见光的光脉冲、并且由不同于所述杀菌光源的可见光源产生光脉冲。来自所述光源的可见光的投射产生了可见光连续流或以大于60Hz的频率脉动的可见光集合流。

本发明申请是国际申请号为PCT/US2015/051010，国际申请日为2015年9月18日，进入中国国家阶段的申请号为201580061911.8，名称为“利用具有经调制功率通量的脉冲光和在脉冲之间具有可见光补偿的光系统进行房间和区域消毒”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

1.技术领域

本发明总体上涉及光消毒系统和方法，并且更具体地涉及利用具有经调制的功率通量的脉冲光和在脉冲之间具有可见光补偿的光系统的房间和区域消毒系统和方法。

2.相关技术说明

以下描述和示例不得因为其包含在此部分中就被认为是现有技术。

脉冲光源在各种应用中用于产生复发性紫外(UV)光脉冲。应用的实例包括但不限于聚合物固化、食物灭菌、流体和物体消毒、以及房间/区域净化。尤其是区域/房间消毒日益成为感兴趣的应用，因为脉冲UV光已显示为在短时间段内显著减少区域/房间内的致病微生物的数量。具体地，脉冲UV光已显示为使在房间/区域内离UV光源约3米内的距离处的表面上的微生物失活、并且在一些情况下将其杀灭，这取决于诸如房间内的物体的反射性和复杂性等因素。此外，脉冲UV光已显示为在少于约5分钟内将房间/区域内的致病微生物的数量减小到被认为对人类健康的危害小得多的水平。区域/房间消毒应用的示例是在医院中使用的那些以及在农业操作中使用的、例如用于繁殖用和/或畜牧用动物的那些。

许多研究显示，微生物失活的杀菌功效主要是由于所施加的C亚型紫外电磁辐射(UVC)光的剂量以及B亚型紫外电磁辐射(UVB)的功效、或者在200与320纳米的波长之内的能量的剂量。这种功效是通过测量量子产率或者对于到达微生物的每个入射光子所发生的杀菌动作数量来确定的。将脉冲UV光常规地用于食物的UV灭菌总体上依赖于高水平的单位脉冲功率来将UVC剂量最大化，具体地使得UV光可以穿透到食物表面的缝隙或孔隙之中。UV固化和烧结工艺也利用相对高水平的单位脉冲功率来将UV剂量最大化。在利用脉冲UV光来使微生物失活的其他应用中，例如废水消毒中，可以使用相对低的脉冲功率但以相对高的频率来持续给定时间段将UVC剂量最大化。具体地，已知脉冲功率和脉冲频率各自对于UVC剂量具有影响(然而不一定是成比例的影响)、但相对于彼此呈反向关系(即，单位脉冲功率越高，脉冲频率越低，且反之亦然)并且因此各自可以取决于应用的需要而改变。

然而，利用脉冲UV光的区域/房间消毒应用引起了限制，脉冲功率和脉冲频率的优化可能受到此限制。具体地，区域/房间消毒过程不同于其他脉冲UV光过程(例如，固化、烧结、食物灭菌、以及废水处理过程)之处在于，UV光必须传输相对长的距离(例如，离UV源高达3米)。由于平方反比定律，常规的利用脉冲UV光的区域/房间消毒应用一般局限于利用相对高水平的单位脉冲频率来确保跨房间/区域传输足够剂量的UVC。为了最大化所产生的UVC剂量，常规的利用脉冲UV光的区域/房间消毒应用使用相对低的脉冲频率(例如，小于约2Hz)。尽管存在对相对低脉冲频率的这种折中，利用脉冲UV光的区域/房间消毒装置可能由于所述装置的大小限制而在针对脉冲可以产生的功率水平方面受限制。具体地，通常优选的是使得区域/房间消毒装置是容易便携的，使得它们可以移动到建筑物的多个房间，并且因此为了操作它而使用的脉冲灯和电源的大小可能受限制。脉冲UV应用的其他应用(例如，固化、烧结、食物灭菌、以及废水处理过程)一般没有针对便携性进行设计、并且因此通常不受可以产生的UV光的量所限制。