一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具

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1.本发明涉及一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具，属于生理和电子技术领域。


背景技术：

2.随着电子技术及照明杀菌技术的发展，深紫外线杀菌应用广泛，国内外的无菌车间及相关杀菌净化需求均需要深紫外线灯具，而目前的深紫外线灯具对深紫外线波长的提取效率较低，且深紫外线对人体皮肤、眼睛、粘膜等部位有较大伤害，人体暴露在深紫外线环境下会造成伤害。
3.为解决上述问题，本发明从发光芯片、芯片封装、灯具组成设计指令传输控制，提出一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具。
5.一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具其特征在于灯具本体；一种新型高效的深紫外发光芯片；高效深紫外提取效率的紫外芯片封装方法；基于多普勒效应的智能动态人体感应以及远程控制的方法。
6.进一步的，所述的灯具本体由数个深紫外led灯、普通照明led灯、多普勒微波感应模块、wifi网关报警模块、驱动电源模块以及灯具外壳组成，led的数量可根据使用场景所需杀菌照明的面积进行加减，多普勒微波感应模块用于进行智能动态人体检测以及杀菌场所内异常情况报警，wifi网关报警模块应用与远程控制以及异常报警。
7.进一步的，所述的新型高效的深紫外发光芯片采用选择性区外延生长制成，其结构从底层往上分别为蓝宝石衬底、n电极和ti-聚酰亚胺掩模版、n型algan薄膜、n型gan薄膜、i-algan薄膜、p型algan薄膜、p电极，其深紫外波段280nm输出功率在电流密度为250a/cm2可达0.9w/cm2。
8.进一步的，所述的高效深紫外提取效率的紫外芯片封装方法，采用铝制反光杯提高反射率和深紫外波长的提取率，其中铝制反光杯反射效率为92％以上，利用硅树脂以及石英玻璃对深紫外芯片和反光杯进行封装，其中硅树脂在下层，石英玻璃在上层，硅树脂分为ⅰ和ⅱ两种，硅树脂ⅰ的折射率为1.53可提高led的提取效率，固化后为弹性硅胶，可保护芯片，硅树脂ⅱ折射率为1.51其透射率较高，作为硅胶ⅰ和石英玻璃间的保护层，外层石英玻璃透镜为高透的折射率为1.46的玻璃，减少光损失。
9.进一步的，所述的多普勒效应的智能动态人体感应以及远程控制的方法，其组成包括多普勒微波传感器、wifi网关模块、报警蜂鸣器及警示led灯，其中多普勒微波传感器和wifi网关模块与深紫外灯及照明光源的驱动电源连接。
10.与现有技术相比，本发明的有点在于：
11.(1)本发明设计了一种新型高效的深紫外芯片以及一种新的封装方法，采用铝制
反光杯以及硅胶加硅胶加玻璃的封装，提高了深紫外芯片的出光效率以及深紫外波段的提取效率。
12.(2)本发明设计了一种基于多普勒微波的传感方法，用于检测动态人体关闭开关，达到智能开关的效果。
13.(3)本发明可远程根据传感器的响应情况控制灯具开关并实现报警警示。
附图说明
14.图1为高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具示意图
15.图2为高效率深紫外线芯片结构示意图
16.图3为高效率深紫外线芯片与反光杯封装后示意图
17.图4为高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具工作示意图
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明专利进一步说明。
19.本发明是一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具，图1为高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具示意图，如图所示本灯具包括一种新型的封装后的高效深紫外发光灯珠，普通照明led灯珠，蜂鸣器和警示led灯，用于智能检测开关的多普勒微波传感器，以及智能杀菌灯外壳，其中深紫外灯珠在灯具中心位置，普通照明led灯珠分布于深紫外灯珠两侧，蜂鸣器、警示led和多普勒微波传感器位于灯具两端。
20.其中高效率深紫外线芯片结构示意图如图2所示，新型高效的深紫外发光芯片采用选择性区外延生长制成，其结构从底层往上分别为蓝宝石衬底、n电极和ti-聚酰亚胺掩模版、n型algan薄膜、n型gan薄膜、i-algan薄膜、p型algan薄膜、p电极，实验模拟证明，此结构的深紫外灯芯片具有高深紫外输出效率，其深紫外波段280nm输出功率在电流密度为250a/cm2可达0.9w/cm2。
21.图3为高效率深紫外线芯片与反光杯封装后示意图，如图所示芯片封装由四部分组成，分别为铝制反光杯、i型硅树脂、ⅱ型硅树脂和石英玻璃，其中用以高效提取深紫外波段，铝制反光杯底面内径r为2.5mm，高h为2mm，底面和侧面的夹角为60
°
，硅树脂ⅰ的折射率为1.53可提高led的提取效率，固化后为弹性硅胶，可保护芯片，硅树脂ⅱ折射率为1.51其透射率较高，作为硅胶ⅰ和石英玻璃间的保护层，外层石英玻璃透镜为高透的折射率为1.46的玻璃，减少光损失。
22.图4为高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具工作示意图，如图所示灯具由电源管理、感应模块、wifi网关、控制模块、灯具模块、报警模块组成，电源管理用以提供灯具及相关传感器的电源，感应模块由多普勒微波传感器构成，当多普勒微波传感器检测到杀菌照明范围内有物体活动时提供信号给控制模块，控制模块的处理器芯片驱动灯具模块，关闭深紫外杀菌灯珠，点亮普通照明灯珠，并给报警模块提供信号，使蜂鸣器工作并点亮警示灯珠，如图所示，报警模块由蜂鸣器和警示灯珠构成，wifi网关用以远程控制，远程终端通过wifi网关提供信号给控制芯片，可手动控制灯具模块和报警模块工作。
23.本发明的目的在于提供一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具，本灯具具有高深紫外波长提取效率，可智能检测灯具照明杀菌范围内的活动物体，自动关
闭紫外杀菌功能并开启照明功能，同时打开报警模块，也可利用远程终端控制灯具以及报警模块，且本方法经过适当的调整可以应用于更多的场合，具有很大的应用前景。


技术特征：
1.一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具，其特征在于：灯具由灯具模块、电源管理、感应模块、wifi网关、控制模块、报警模块组成。2.根据权利要求1所述的灯具模块，其特征在于：由一种新型的高效率深紫外led灯珠和普通照明led灯珠构成。3.根据权利要求2所述的一种新型的高效率深紫外led灯珠，其特征在于：由一种新型高效的深紫外发光芯片和高效深紫外提取效率的紫外芯片封装制成。4.根据权利要求3所述一种新型高效的深紫外发光芯片，其特征在于：深紫外发光芯片采用选择性区外延生长制成，其结构从底层往上分别为蓝宝石衬底、n电极和ti-聚酰亚胺掩模版、n型algan薄膜、n型gan薄膜、i-algan薄膜、p型algan薄膜、p电极，其深紫外波段280nm输出功率在电流密度为250a/cm2可达0.9w/cm2。5.根据权利要求3所述的高效深紫外提取效率的紫外芯片封装，其特征在于：采用铝制反光杯提高反射率和深紫外波长的提取率，其中铝制反光杯反射效率为92％以上，利用硅树脂以及石英玻璃对深紫外芯片和反光杯进行封装，其中硅树脂在下层，石英玻璃在上层，硅树脂分为ⅰ和ⅱ两种，硅树脂ⅰ的折射率为1.53可提高led的提取效率，固化后为弹性硅胶，可保护芯片，硅树脂ⅱ折射率为1.51其透射率较高，作为硅胶ⅰ和石英玻璃间的保护层，外层石英玻璃透镜为高透的折射率为1.46的玻璃，减少光损失。6.根据权利要求1所述的电源管理，其特征在于：电源管理为灯具的深紫外灯珠、普通照明灯珠、传感器、蜂鸣器、警示灯等提供电源。7.根据权利要求1所述的感应模块，其特征在于：感应模块由多普勒微波传感器构成，当多普勒微波传感器检测到杀菌照明范围内有物体活动时提供信号给控制模块。8.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于：控制模块由控制芯片构成，用以接受来自感应模块、wifi网关的信号，并发出信号驱动电源控制深紫外杀菌灯、普通照明灯、报警模块。9.根据权利要求1所述的报警模块由蜂鸣器和警示灯构成，当接收到控制模块的信号是，使蜂鸣器和警示灯工作或停止工作。10.根据权利要求1所述的wifi网关，其特征在于：wifi网关用以远程控制，远程终端通过wifi网关提供信号给控制芯片，可手动控制灯具模块和报警模块工作。

技术总结
本发明的目的在于提供一种基于高效率深紫外线和多普勒效应的智能杀菌灯具，本灯具具有高深紫外波长提取效率，可智能检测灯具照明杀菌范围内的活动物体，自动关闭紫外杀菌功能并开启照明功能，同时打开报警模块，也可利用远程终端控制灯具以及报警模块，且本方法经过适当的调整可以应用于更多的场合，具有很大的应用前景。应用前景。应用前景。


技术研发人员：徐睿 胡波 鲁敏敏 黄泽波 罗秀国 杨凯 陈亮
受保护的技术使用者：宁波燎原照明集团有限公司 中国计量大学
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/8/30