CN109626500A - 一种饮用水杀菌装置和杀菌监管*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饮用水杀菌装置，包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；储水容器内表面具有保护膜，保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；塑质层贴合于储水容器内表面上，反光涂层镀接于塑质层上；硬质层呈透明状，且硬质层包括内表面和外表面，外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面。本发明还公开了一种饮用水杀菌监管***。本发明的饮用水杀菌监管***能有效地对水质进行检测管理，提高了***运行效率；另外，本发明的饮用水杀菌装置的杀菌效率高，不容易产生污染，能给用户提供优良可靠的饮用水。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水供水技术领域，特别是涉及一种饮用水杀菌装置和杀菌监管***。
背景技术
随着各地办公园区或写字楼的兴建，如何对每个办公单元进行直饮水供应成为一个难题。现有的供水方式一般是各个办公单元自备饮水设备，然后通过饮水公司订购桶装纯净水使用。采用这种方式，一是供水成本较高，使用不便，每桶水都要经历订购-搬运-安装-回收一系列流程，需要付出大量的人力物力；二是供水水质无法进行监控，且容易被二次污染；三是多个饮水设备和水桶占用了较多的场地，提高了场地使用成本。
现在也有一些在园区或办公楼安装了直饮水集中供水***。但现有的该类***存在如下缺陷：一是对水质的检测管理存在不足，用户无法实时获得水质检测数据；二是现有的供水装置和饮用水杀菌装置的杀菌效率低，容易产生污染。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种饮用水杀菌装置和杀菌监管***，以克服上述现有技术的缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种饮用水杀菌装置，所述装置包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面上，所述反光涂层镀接于所述塑质层上；所述硬质层呈透明状，且所述硬质层包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面。
其中，所述第一反射面和所述第二反射面为全反射面，且所述第一反射面和所述第二反射面之间相互垂直。
其中，所述塑质层的材料为：聚对苯二甲酸类塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
其中，所述反光涂层含有一种或两种以上的稀土类元素和Cu，所述稀土类元素含量在0.2at％以上且在3.0at％以下，Cu含量在0.2at％以上且在6.0at％以下，余量由Al和杂质构成；
所述稀土类元素和Cu的含量满足以下公式：
X+0.5Y＜3.5
其中，X是以at％计的稀土类元素的量，Y是以at％计Cu的量，波长254nm的紫外线的反射率为85％以上。
其中，所述稀土类元素是从Sc、Nd、Gd、La、Ce、Pr和Dy所构成的群中选择的一种以上的元素。
其中，所述紫外线灯组包括多个紫外线灯，所述多个紫外线灯排布形成紫外线灯网络，每个紫外线灯的发射轴与网络的法线形成的角度θ为θn＞θn-1，其中，n是从顶到底按增序编号的紫外线灯的下标；
所述紫外线灯的倾角θ的角度使所述紫外线灯的中心与所述紫外线灯的发射轴和理想覆盖光之间的交叉点分开的距离d为最小。
其中，所述驱动电路包括多个驱动组，每个驱动组对应一个紫外线灯；所述驱动组由依次连接的滤波器、限流电阻和功率放大器组成，所述滤波器的输入端连接所述紫外线控制器的输出端，所述功率放大器的输出端连接紫外线灯。
其中，所述紫外线控制器根据公式：
生成控制信号，并输出到所述滤波器的输入端；
其中，I指紫外线照度(mW/cm2)；Uv指紫外灯的紫外线输出(mW)；T指紫外线透射率(％)；Z0指距紫外灯的距离(cm)；Z指紫外线处理水的距离(cm)。
本发明还提供一种饮用水杀菌监管***，所述***包括服务器、供水装置、饮用水杀菌装置、用户终端、服务维护装置、用户控制管理装置和总部管理装置；其中，所述服务器分别与所述供水装置、用户终端、服务维护装置、用户控制管理装置和总部管理装置连接，所述供水装置与所述饮用水杀菌装置连接；
所述供水装置用于向用户提供饮用水；
所述饮用水杀菌装置用于对所述供水装置提供的饮用水进行杀菌，包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面上，所述反光涂层镀接于所述塑质层上；所述硬质层呈透明状，且所述硬质层包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面；
所述用户终端用于向所述服务器发送用户请求信息、绑定饮用水杀菌装置并通过服务器接受该绑定的饮用水杀菌装置的信息及设备运行状态；
所述服务维护装置用于通过所述服务器接收所述用户终端或饮用水杀菌装置发送的信息或数据，进行设备安装调试或售后维修服务，以及向所述服务器发送设备安装和售后维修服务反馈信息；
所述用户控制管理装置用于通过服务器提供饮用水杀菌装置运行监控信息及设备安装调试和售后维修服务信息；
所述总部管理装置用于通过服务器接收所述饮用水杀菌装置发送的数据对饮用水杀菌装置进行运行监控，接收用户终端发送的用户请求信息提供用户管理服务，以及接收服务维护装置发送的反馈信息对服务维护工作进行监控。
其中，所述供水装置还包括：
信息采集模块，用于获取用水流量统计信息以及通过GPS定位获取当前位置信息；
水质检测模块，用于获取饮用水中当前的细菌浓度值、臭氧值和温度值；
设备检测模块，用于获取设备电技术参数和紫外线辐射度；
所述供水装置将从所述信息采集模块、水质检测模块和设备检测模块获取的信息发送至所述服务器。
(三)有益效果
本发明的饮用水杀菌监管***能有效地对水质进行检测管理，用户可以实时获得水质检测数据，提高了***运行效率，使用户能够得到更好的直饮水服务，解决了园区的饮水难题；另外，本发明的饮用水杀菌装置的杀菌效率高，不容易产生污染，能给用户提供优良可靠的饮用水。
附图说明
图1是本发明实施例的一种饮用水杀菌监管***的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种供水装置的结构示意图；
图3是本发明实施例的保护膜的结构示意图；
图4是本发明实施例的以单个锯齿结构为例的光路示意图；
图5是本发明实施例的一种紫外线灯组及驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明实施例的一种饮用水杀菌监管***如图1所示，所述***包括服务器1、供水装置2、饮用水杀菌装置3、用户终端4、服务维护装置5、用户控制管理装置6和总部管理装置7；其中，所述服务器1分别与所述供水装置2、用户终端4、服务维护装置5、用户控制管理装置6和总部管理装置7连接，所述供水装置2与所述饮用水杀菌装置3连接。
所述供水装置2用于向用户提供饮用水；所述饮用水杀菌装置3用于对所述供水装置2提供的饮用水进行杀菌，包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面上，所述反光涂层镀接于所述塑质层上；所述硬质层呈透明状，且所述硬质层包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面；所述用户终端4用于向所述服务器1发送用户请求信息、绑定饮用水杀菌装置3并通过服务器1接受该绑定的饮用水杀菌装置3的信息及设备运行状态；所述服务维护装置5用于通过所述服务器1接收所述用户终端4或饮用水杀菌装置3发送的信息或数据，进行设备安装调试或售后维修服务，以及向所述服务器1发送设备安装和售后维修服务反馈信息；所述用户控制管理装置6用于通过服务器1提供饮用水杀菌装置3运行监控信息及设备安装调试和售后维修服务信息；所述总部管理装置7用于通过服务器1接收所述饮用水杀菌装置3发送的数据对饮用水杀菌装置3进行运行监控，接收用户终端4发送的用户请求信息提供用户管理服务，以及接收服务维护装置5发送的反馈信息对服务维护工作进行监控。
本实施例中，所述的总部管理装置7由***供应商使用，实现如下几方面的功能：
1.通过服务器1接收饮用水杀菌装置3发送的数据，对饮用水杀菌装置3进行运行监控，实时监控饮用水杀菌装置3的运行状态及水质数据，确保供水的稳定性和水质达标；
2.通过服务器1接收用户终端4发送的用户请求信息，提供用户管理服务，所述的总部管理装置7提供的用户管理服务包括用户注册、登录、绑定、管理及信息反馈服务；
3.通过服务器1接收服务维护***5发送的反馈信息，以对服务维护工作进行监控，确保服务维护工作的时效性。
本实施例中，所述用户终端4包括APP客户端或微信服务号，用户终端4用于向服务器1发送用户请求信息，以请求进行用户注册、登录、账户管理等操作，或者请求进行终端设备的安装、维护等。
本实施例中，所述***上还设有开关控制模块，所述开关控制模块用于接收用户控制管理装置6及总部管理装置7的指令，对所述供水装置2的进/出水口进行锁闭或解锁。
通过本实施例的饮用水杀菌监管***，能有效地对水质进行检测管理，用户可以实时获得水质检测数据，提高了***运行效率，使用户能够得到更好的直饮水服务，解决了园区的饮水难题。
实施例2
本发明实施例的一种供水装置如图2所示，所述供水装置包括信息采集模块20、水质检测模块21和设备检测模块22。
所述信息采集模块20用于获取用水流量统计信息以及通过GPS定位获取当前位置信息；所述水质检测模块21用于获取饮用水中当前的细菌浓度值、臭氧值和温度值；所述设备检测模块22用于获取设备电技术参数和紫外线辐射度；所述供水装置2将从所述信息采集模块20、水质检测模块21和设备检测模块22获取的信息发送至所述服务器1。
实施例3
本发明实施例的一种饮用水杀菌装置包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路。
所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜的结构如图3所示，由内到外依次由塑质层32、反光涂层33和硬质层34构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面31上，所述反光涂层33镀接于所述塑质层32上；所述硬质层34呈透明状，且所述硬质层34包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面。所述第一反射面和所述第二反射面为全反射面，所述第一反射面和所述第二反射面之间相互垂直，且相交具有棱线，该棱线可以为直线也可以为弧线。第一反射面和第二反射面的夹角也可以不呈90°，即可以小于或大于90°，但是光效在夹角为90°的情况下最佳。
以单个锯齿结构为例，其光路如图4所示，光线由外表面41入射至内表面上的第一反射面42的a点，并全反射到第二反射面43的b点，经第二反射面43全反射返回外表面41，经外表面41折射后进向外射出，最后出射光线与入射光线符合全反射角度关系。
通过本实施例紫外线杀菌装置的保护膜结构，将紫外线灯发射的紫外线进行了反射，增加了紫外线的照度，提高了杀菌效果。
实施例4
本实施例的紫外线杀菌装置具有以下特点：
塑质层32的材料为：聚对苯二甲酸类塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
反光涂层33含有一种或两种以上的稀土类元素和Cu，所述稀土类元素含量在0.2at％以上且在3.0at％以下，Cu含量在0.2at％以上且在6.0at％以下，余量由Al和杂质构成；
所述稀土类元素和Cu的含量满足以下公式：
X+0.5Y＜3.5 (1)
其中，X是以at％计的稀土类元素的量，Y是以at％计Cu的量，波长254nm的紫外线的反射率为85％以上。
另外，所述稀土类元素是从Sc、Nd、Gd、La、Ce、Pr和Dy所构成的群中选择的一种以上的元素。
下面对于各元素和式(1)进行详述。
(1)稀土类元素和Cu的功能
本发明的反光涂层以规定量含有一种或两种以上的稀土类元素和Cu。将Al以溅射法成涂层时，Al成为表面粗糙的膜，反射率降低。但是，若添加稀土类元素和Cu，则稀土类元素和Cu在基板上难以发生表面扩散，因此在基板上成为Al的成核点，Al的成核密度相加。其结果是，微细结晶粒增加而组织微细化，因此表面的粗糙度变小。因此，通过含有稀土类元素和Cu，能够使反光涂层的表面比较的平坦，即使由溅射法成膜时，也可抑制反射率降低而得到高反射率。
(2)一种或两种以上的稀土类元素：0.2at％以上且3.0at％以下
本发明的反光涂层，通过含有一种或两种以上的稀土类元素0.2at％以上且3.0at％以下，能够减小反光涂层的表面的粗糙度，254nm的紫外线的反射率达85％以上，具有优异的反射率。稀土类元素低于0.2at％时，晶粒难以微细化，减小表面的粗糙度的效果变弱，不能取得85％的反射率。另外，稀土类元素高于3.0at％时，稀土类元素的低反射率对反光涂层的反射率造成影响，使反射率降低，因此不能取得85％的反射率。从得到更好的紫外线反射率的观点出发，稀土类元素的含量的优选的上限为1at％，更优选为2at％。
另外，从得到更好的紫外线反射率的观点出发，稀土类元素优选是从Sc、Nd、Gd、La、Ce、Pr和Dy所构成的群中选择的一种以上的元素。
(3)Cu：0.2at％以上且6.0at％以下
本发明的反光涂层，通过含有0.2at％以上且6.0at％以下的Cu，能够减小反光涂层的表面的粗糙度，254nm的紫外线的反射率达85％以上，具有优异的反射率。Cu低于0.2at％时，晶粒难以微细化，认为减小表面的粗糙度的效果变弱，不能取得85％的反射率。另外，Cu高于6.0at％时，Cu的低反射率对反光涂层的反射率造成影响，使反射率降低，因此不能取得85％的反射率。从得到更好的紫外线反射率的观点出发，Cu的含量的优选的下限为0.5at％，更优选为1at％，优选的上限为5at％，更优选为4at％。
(3)稀土类元素的量X[at％]与Cu的量Y[at％]的关系((1)式)
稀土类元素和Cu被认为共同具有减小表面的粗糙度的效果，其结果认为，能够得到优异的紫外线的反射率。
另一方面，稀土类元素和Cu存在的问题是，过剩的添加会致使反射率降低。因此，两者并用时，通过在满足规定的关系式的范围内含有两者，则能够得到具有优异的反射率的反光涂层。即，稀土类元素的量X[at％]和Cu的量Y[at％]满足下述(1)式：
X+0.5Y＜3.5 (1)
从得到更好的紫外线反射率的观点出发，X与0.5Y之和的优选的上限为3.0，更优选为2.5。
(4)Al和不可避免的杂质(余量)
本发明的反光涂层，除了稀土类元素和Cu以外，还含有余量Al和不可避免的杂质，其能够根据原料、物资或制造设备等的状况而混入。作为不可避免的杂质，例如，可列举Fe、In、Sn、Ni、Ti、Mg、Cr和Zr等。不可避免的杂质的含量的优选的上限为0.03wt％。
实施例5
本实施例的饮用水杀菌装置的紫外线灯组及驱动电路的结构如图5所示，所述紫外线灯组包括多个紫外线灯51，所述多个紫外线灯51排布形成紫外线灯网络，每个紫外线灯的发射轴与网络的法线形成的角度θ为θn＞θn-1，其中，n是从顶到底按增序编号的紫外线灯的下标；所述紫外线灯的倾角θ的角度使所述紫外线灯的中心与所述紫外线灯的发射轴和理想覆盖光之间的交叉点分开的距离d为最小。
所述驱动电路包括多个驱动组，每个驱动组对应一个紫外线灯；所述驱动组由依次连接的滤波器54、限流电阻53和功率放大器52组成，所述滤波器54的输入端连接所述紫外线控制器的输出端，所述功率放大器52的输出端连接紫外线灯51。
本实施例中，所述紫外线控制器根据公式：
生成控制信号，并输出到所述滤波器的输入端；其中，I指紫外线照度(mW/cm2)；Uv指紫外灯的紫外线输出(mW)；T指紫外线透射率(％)；Z0指距紫外灯的距离(cm)；Z指紫外线处理水的距离(cm)。
通过本实施例的饮用水杀菌装置进行饮用水杀菌时，杀菌效率高，不容易产生污染，能给用户提供优良可靠的饮用水。
通过上述实施例1～5可知，本发明的饮用水杀菌装置和杀菌监管***具有以下优点：
1.本发明的饮用水杀菌监管***能有效地对水质进行检测管理，用户可以实时获得水质检测数据，提高了***运行效率，使用户能够得到更好的直饮水服务，解决了园区的饮水难题；
2.本发明的供水装置和饮用水杀菌装置的杀菌效率高，不容易产生污染，能给用户提供优良可靠的饮用水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种饮用水杀菌装置，其特征在于，所述装置包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；
所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面上，所述反光涂层镀接于所述塑质层上；所述硬质层呈透明状，且所述硬质层包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面。
2.根据权利要求1所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面为全反射面，且所述第一反射面和所述第二反射面之间相互垂直。
3.根据权利要求1所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述塑质层的材料为：聚对苯二甲酸类塑料、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
4.根据权利要求1所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述反光涂层含有一种或两种以上的稀土类元素和Cu，所述稀土类元素含量在0.2at％以上且在3.0at％以下，Cu含量在0.2at％以上且在6.0at％以下，余量由Al和杂质构成；
所述稀土类元素和Cu的含量满足以下公式：
X+0.5Y＜3.5
其中，X是以at％计的稀土类元素的量，Y是以at％计Cu的量，
波长254nm的紫外线的反射率为85％以上。
5.根据权利要求4所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述稀土类元素是从Sc、Nd、Gd、La、Ce、Pr和Dy所构成的群中选择的一种以上的元素。
6.根据权利要求1至5任一项所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述紫外线灯组包括多个紫外线灯，所述多个紫外线灯排布形成紫外线灯网络，每个紫外线灯的发射轴与网络的法线形成的角度θ为θn＞θn-1，其中，n是从顶到底按增序编号的紫外线灯的下标；
所述紫外线灯的倾角θ的角度使所述紫外线灯的中心与所述紫外线灯的发射轴和理想覆盖光之间的交叉点分开的距离d为最小。
7.根据权利要求6所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述驱动电路包括多个驱动组，每个驱动组对应一个紫外线灯；所述驱动组由依次连接的滤波器、限流电阻和功率放大器组成，所述滤波器的输入端连接所述紫外线控制器的输出端，所述功率放大器的输出端连接紫外线灯。
8.根据权利要求7所述的饮用水杀菌装置，其特征在于，所述紫外线控制器根据公式：
生成控制信号，并输出到所述滤波器的输入端；
其中，I指紫外线照度(mW/cm2)；Uv指紫外灯的紫外线输出(mW)；T指紫外线透射率(％)；Z0指距紫外灯的距离(cm)；Z指紫外线处理水的距离(cm)。
9.一种饮用水杀菌监管***，其特征在于，所述***包括服务器、供水装置、饮用水杀菌装置、用户终端、服务维护装置、用户控制管理装置和总部管理装置；其中，所述服务器分别与所述供水装置、用户终端、服务维护装置、用户控制管理装置和总部管理装置连接，所述供水装置与所述饮用水杀菌装置连接；
所述供水装置用于向用户提供饮用水；
所述饮用水杀菌装置用于对所述供水装置提供的饮用水进行杀菌，包括设置在储水容器内用于杀菌的紫外线灯组，以及用于控制所述紫外线灯组光照强度的紫外线控制器和驱动电路；所述储水容器内表面具有保护膜，所述保护膜由内到外依次由塑质层、反光涂层和硬质层构成；所述塑质层贴合于所述储水容器内表面上，所述反光涂层镀接于所述塑质层上；所述硬质层呈透明状，且所述硬质层包括内表面和外表面，所述外表面上包括多个连续排布的锯齿结构，每个所述锯齿结构包括相交的第一反射面和第二反射面；
所述用户终端用于向所述服务器发送用户请求信息、绑定饮用水杀菌装置并通过服务器接受该绑定的饮用水杀菌装置的信息及设备运行状态；
所述服务维护装置用于通过所述服务器接收所述用户终端或饮用水杀菌装置发送的信息或数据，进行设备安装调试或售后维修服务，以及向所述服务器发送设备安装和售后维修服务反馈信息；
所述用户控制管理装置用于通过服务器提供饮用水杀菌装置运行监控信息及设备安装调试和售后维修服务信息；
所述总部管理装置用于通过服务器接收所述饮用水杀菌装置发送的数据对饮用水杀菌装置进行运行监控，接收用户终端发送的用户请求信息提供用户管理服务，以及接收服务维护装置发送的反馈信息对服务维护工作进行监控。
10.根据权利要求9所述的饮用水杀菌监管***，其特征在于，所述供水装置还包括：
信息采集模块，用于获取用水流量统计信息以及通过GPS定位获取当前位置信息；
水质检测模块，用于获取饮用水中当前的细菌浓度值、臭氧值和温度值；
设备检测模块，用于获取设备电技术参数和紫外线辐射度；
所述供水装置将从所述信息采集模块、水质检测模块和设备检测模块获取的信息发送至所述服务器。
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