UVC Sterilizer สำหรับ COVID-19 ฉุกเฉิน: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

วิธีทำกล่องฆ่าเชื้อ UVC สิ่งแรกก่อน ไฟฟ้าอันตราย! หากคุณไม่มั่นใจและมีความสามารถอย่าพยายามทำอะไรที่กล่าวถึงด้านล่าง แสง UVC (253.7nm) มีพลัง มันสามารถทำให้คุณตาบอดและอาจทำให้คุณเป็นมะเร็งผิวหนังได้หากสัมผัสกับดวงตาหรือผิวหนังที่ไม่มีการป้องกัน ใช้หน้ากากเชื่อมและอุปกรณ์ป้องกัน หากคุณต้องการตรวจสอบการทำงานของหลอดไฟนอกกล่อง (ไม่แนะนำอย่างยิ่ง) หากสร้างหน่วยใดหน่วยหนึ่งเหล่านี้ โปรดตรวจสอบกับโรงพยาบาลหรือสถานพยาบาลในพื้นที่ของคุณก่อนที่จะแสดงหน่วยดังกล่าว

โรงพยาบาลที่นี่และทั่วประเทศกำลังขาดแคลนอุปกรณ์ เจ้าหน้าที่โรงพยาบาลในพื้นที่ของเราต้องใช้หน้ากากซ้ำโดยไม่มีวิธีฆ่าเชื้ออย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่โรค COVID-19 กำลังแพร่กระจาย เราต้องเริ่มทำงานเป็นทีมเพื่อควบคุมสิ่งนี้

ในช่วงหลายสัปดาห์ที่ผ่านมา ฉันได้พัฒนาเครื่องจักรที่สามารถช่วยให้ระบบการดูแลสุขภาพของเรารับมือกับสิ่งนี้ได้ ฉันได้ออกแบบระบบ UVC ที่สามารถฆ่าเชื้ออุปกรณ์ของโรงพยาบาลที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ในเวลาไม่กี่นาที (หน้ากาก N95, หน้ากากผ่าตัด, แว่นตา, หูฟังของแพทย์ ฯลฯ) อุปกรณ์นี้มีราคาไม่แพงและง่ายต่อการสร้าง ขณะนี้ ER ในพื้นที่ของเรากำลังใช้ระบบของฉันเพื่อฆ่าเชื้อ PPE ระบบเหล่านี้สามารถขจัดปัญหาการขาดแคลนหน้ากาก n95 ของเราได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิศวกร, ผู้ผลิต, นักศึกษา STEM และช่างซ่อมบำรุงที่มีความสามารถทุกคนสามารถสร้างได้ สิ่งนี้จะช่วยคลายความเครียดของพนักงานในโรงพยาบาล เนื่องจากอุปกรณ์แบบใช้แล้วทิ้งของพวกเขาสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างปลอดภัย

วิธีทำ:

เสบียง

นี่คือสิ่งที่ฉันใช้ทำหน่วยเหล่านี้:

หลอด UVC (ฆ่าเชื้อโรค) 2G11 (1)

ฐาน 2g11 (1)

ที่ใส่หลอดไฟ 2g11 (1)

บัลลาสต์ (1)

ตัวเลือกบัลลาสต์… โปรดดูที่ส่วนท้ายของบทความเพื่อดูข้อมูลอัปเดตเกี่ยวกับบัลลาสต์และอายุหลอดไฟ

ลิมิตสวิตช์ (ac/dc) (3)

สายเกจ 12-18 ~5 ฟุต มีจำหน่ายตามฟุตที่โฮมดีโป หรือใช้ลวดเสริมจากบัลลาสต์

แผ่นอลูมิเนียมที่ซื้อจากลานเศษไม้ 3/4 นิ้ว หรือใช้เทปอลูมิเนียมสะท้อนแสง

เทปอลูมิเนียม (แทนแผ่นอลูมิเนียม)

กล่องพลาสติก (1)

เครื่องตั้งเวลา(1)

เต้ารับหรือต่อมสายไฟ

www.amazon.com/dp/B07RHJM435/ref=cm_sw_em_…

เซอร์กิตเบรกเกอร์ 2A (สำรองความปลอดภัยสำรอง…หากคุณใช้เต้ารับด้านบน มีฟิวส์ 5A)

www.automationdirect.com/adc/search/search…

ขั้นตอนที่ 1: UVC Sterilizer

ค้นหาวิธีเสียบไฟ AC ของคุณในกล่อง ใช้เคเบิลแกลนด์หรือเต้ารับไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 2: รวบรวมส่วนประกอบของคุณ

สำหรับสิ่งนี้ คุณจะต้องใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ ตัวจับเวลาเชิงกล ลิมิตสวิตช์ บัลลาสต์ ซ็อกเก็ต 2g11 และหลอดฆ่าเชื้อ UVC 2g11

(ดูภาพสำหรับเค้าโครงจริงและแผนผังไฟฟ้า)

ทันทีที่ไฟเข้ากล่อง ให้ต่อสายไฟร้อนกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ 2A

ต่อสายกลางเข้ากับสายกลางบนบัลลาสต์ และต่อกราวด์กับกล่องโลหะของบัลลาสต์

เชื่อมต่อเอาต์พุตจากเซอร์กิตเบรกเกอร์เข้ากับอินพุตของสวิตช์จับเวลาทางกล

เชื่อมต่อเอาต์พุตสวิตช์ตัวจับเวลาแบบกลไกกับขั้วเปิดปกติ (N. O.) ของลิมิตสวิตช์ตัวแรก

ต่อสายไฟจากอีกด้านหนึ่งของลิมิตสวิตช์แล้วต่อเข้ากับขั้วเปิดตามปกติ (N. O.) ของลิมิตสวิตช์ที่สอง

นำเอาท์พุตจากลิมิตสวิตช์ที่สองและเชื่อมต่อกับโหลด (สายสีดำ) บนบัลลาสต์

จากบัลลาสต์เชื่อมต่อสายสีน้ำเงินเข้ากับด้านหนึ่งของฐาน 2G11 หากมีสายไฟสีน้ำเงิน 2 เส้น ให้ขันน็อตลวดเข้าไปที่หนึ่ง ตัดสายสีแดงออกจากเอาต์พุตบัลลาสต์ครึ่งหนึ่ง

เชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของสายสีแดงเข้ากับขั้วต่อแบบเปิดตามปกติ (N. O.) ของลิมิตสวิตช์ที่ 3 ต่อปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับเอาต์พุตจากสวิตช์นั้น แนบปลายสีแดงอีกด้านเข้ากับฐาน 2G11 ตรงข้ามกับสายสีน้ำเงิน

ปิดสายไฟอื่นๆ ที่ออกมาจากบัลลาสต์

ตอนนี้ความสนุกเริ่มต้นขึ้น

ขั้นตอนที่ 3: จัดเรียงกล่องและเพิ่มอลูมิเนียมสะท้อนแสง

ตอนนี้หาวิธีติดตั้งทั้งหมดนี้ภายในกล่อง!

ติดตั้งหลอดไฟที่ด้านบนของกล่อง (ดูรูป)

โปรดทราบว่ารูปภาพเป็นกล่องควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนกว่าพร้อมส่วนประกอบเพิ่มเติม (แหล่งพลังงาน dc ขั้วดินแดง และรีเลย์โซลิดสเตต) แต่คุณคงเข้าใจแล้ว

โปรดดูความคิดเห็นจาก jfox240 ด้านล่างสำหรับรูปภาพเพิ่มเติม!

จัดกลุ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดที่ด้านหนึ่งของกล่องเพื่อให้มีพื้นที่ฆ่าเชื้อสูงสุด ฉันแนะนำให้ใช้อะคริลิกเพื่อแยกส่วนประกอบทางไฟฟ้าออกจากผู้ใช้

ติดตั้งลิมิตสวิตช์เพื่อปิดเมื่อฝาปิดกล่องแน่นเท่านั้น ฉันใช้มัลติมิเตอร์ที่มีสัญญาณเตือนการนำไฟฟ้าแบบ "โทน" ติดมิเตอร์ของคุณเข้ากับสวิตช์และจัดตำแหน่งสวิตช์ไว้ที่ด้านในของกล่อง โดยจะต้องปิดให้สนิทเพื่อยึดสวิตช์ ยึดสวิตช์ให้แน่นด้วยสกรูเพื่อไม่ให้เคลื่อนที่ระหว่างการใช้งานหนัก

ตอนนี้เคลือบภายในด้วยอลูมิเนียมสะท้อนแสง ฉันใช้กระดาษขนาด 3/32 แผ่นแล้วขันเข้าไปที่ด้านในของพลาสติก เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟฟ้าของคุณถูกแยกออกอย่างสมบูรณ์เนื่องจากอลูมิเนียมจะนำไฟฟ้า ทางเลือกที่ประหยัดคือการเคลือบด้านในของกล่องด้วยเทปอะลูมิเนียม ฉันยังถอดวาล์วระบายแรงดันออกและเติมกาวร้อนเข้าไปในรูเพื่อให้ผู้ใช้เห็นว่าหลอดไฟสว่างขึ้น

ตอนนี้ทำส่วนรองรับสำหรับหน้ากาก แว่นตา หูฟัง ฯลฯ ฉันใช้อะครีลิกใสและสายเบ็ดขนาด 50 ปอนด์เพื่อสร้างตะแกรงเหนือพื้นกล่อง 1 นิ้ว วิธีนี้ทำให้สิ่งของต่างๆ ไม่สัมผัสก้นจึงช่วยให้แสง UV สะท้อนฆ่าเชื้อได้ ทั้งสองด้าน ฉันยังเคลือบอะครีลิคด้วยเทปอลูมิเนียมเพื่อเพิ่มการสะท้อนของ UVC

ตรวจสอบเอาต์พุต UVC จากหลอดไฟ UVC จริงจะแตกต่างกันไป ขอขอบคุณ Dr. Bohl สำหรับข้อมูลนี้ ดูเหมือนว่าเอาต์พุต UVC จะอยู่ที่ประมาณ 1/3 ของกำลังไฟพิกัดจากหลอดไฟส่วนใหญ่

ดังนั้นสำหรับหลอดไฟ 36W เราจะมี ~12W UVC (12,000, 000μW) บนพื้นที่ ~1440cm2 ให้ 8, 300 μW/cm2 เกิน 1 นาที ปริมาณยานี้มีค่าประมาณ 500, 000μW/cm2 หรือ 0.5J/cm2 ค่าเหล่านี้จะลดลงแบบทวีคูณด้วยระยะทาง นี่เป็นเพียงการคำนวณ และความเข้มของคุณจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ รอบหลอดไฟ และการสะท้อนแสงของ UVC เหนือสิ่งอื่นใด ตามหลักการแล้วสิ่งเหล่านี้สามารถวัดได้ด้วยเครื่องวัด UVC หากมี

เพียงแค่ออก!!!! เค้าทำรุ่นขนาดห้อง!!!

www.nebraskamed.com/sites/default/files/do…

หมายเหตุเกี่ยวกับรูปแบบต่างๆ:

ฉันใช้บัลลาสต์สตาร์ททันทีในวิธีนี้เนื่องจากแรงดันไฟช็อตสูงพอที่ฉันไม่เคยมีปัญหาในการสตาร์ทหลอดไฟ UVC บัลลาสต์เหล่านี้ทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนดของหลอดไฟเนื่องจากการสปัตเตอร์ของวัสดุเส้นใยในระหว่างการเริ่มต้นความถี่สูง ฉันจงใจเลือกบัลลาสต์ประเภทนี้เพราะมันใช้ได้กับหลอดไฟทุกดวงที่หาได้ ฉันมีปัญหากับการสตาร์ทแบบตั้งโปรแกรมได้หลายรายการและบัลลาสต์สตาร์ทแบบเร็ว เนื่องจากมีแรงดันไฟไม่เพียงพอที่จะสตาร์ทหลอดไฟ ตอนแรกฉันคิดว่าการแลกเปลี่ยนความน่าเชื่อถือนี้คุ้มค่ากับอายุการใช้งานของหลอดไฟที่ลดลง เนื่องจากหลอดไฟมีราคาถูกและเปลี่ยนได้ง่าย เมื่อวานนี้เรามีหลอดไฟล้มเหลวครั้งแรก (หลอดไฟที่ไม่มีแบรนด์จาก Amazon) มีอายุการใช้งาน ~ 1500 รอบและมีการเปลี่ยนสีอย่างมีนัยสำคัญใกล้กับเส้นใยเนื่องจากการสปัตเตอร์ของอิเล็กโทรด 1500 รอบก็โอเค แต่ฉันคิดว่าเราสามารถมีอายุการใช้งานที่ดีขึ้นได้โดยใช้บัลลาสต์ UVC เฉพาะของบัลลาสต์ที่สตาร์ทอย่างรวดเร็ว ฉันได้รับโมเดลการเริ่มต้นอย่างรวดเร็วนี้เพื่อทำงานโดยใช้หลอดไฟสองหลอดแทนที่จะเป็นหนึ่งหลอด:

บัลลาสต์ประเภทนี้จะช่วยปรับปรุงการสตาร์ททันทีเนื่องจากทำให้เส้นใยร้อนก่อนสตาร์ท ในทางทฤษฎีแล้วเราควรมีอายุของกระเปาะเพิ่มขึ้น เราจะพบในไม่ช้า ฉันจะเพิ่มไดอะแกรมใหม่ของการออกแบบหลอดไฟ 2 ดวงนี้ในวันพรุ่งนี้ การเพิ่มหลอดไฟที่ด้านล่างของยูนิตนี้จะเพิ่มเอาต์พุต UVC ได้อย่างมาก และช่วยให้ครอบคลุมด้านล่างของรายการได้ดีขึ้นโดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับการสะท้อนของ UVC หากมีผู้เชี่ยวชาญเรื่องบัลลาสต์ โปรดส่งข้อความหาฉันเพื่อที่ฉันจะได้ปรับปรุงการออกแบบนี้ ฉันต้องการใช้หลอดไฟเหล่านี้ให้ยาวนานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากหลอดไฟเหล่านี้หาแหล่งที่มาได้ยากขึ้นและมีราคาแพงกว่ามาก

******

หากคุณต้องการสร้างเวอร์ชันที่ควบคุมด้วยไมโคร ให้ต่อลิมิตสวิตช์ 2 ตัวแรกเป็นอินพุตไปยังคอนโทรลเลอร์ ส่งสัญญาณสูงและต่ำ 1 สัญญาณ จากนั้นตรวจสอบสวิตช์ในลอจิก จากนั้นใช้เอาต์พุตเพื่อขับเคลื่อน SSR เพื่อควบคุมบัลลาสต์ ฉันใช้ MOSFET ระดับลอจิกเพื่อขับเคลื่อน SSR ด้วย 12V เนื่องจากมีแนวโน้มน้อยที่จะมีปัญหากับ EMI ที่สร้างขึ้นจากระบบ ใช้ลวดหุ้มฉนวนสำหรับสวิตช์ลอจิกเท่านั้น เนื่องจากอีเอ็มไออาจจะส่งสัญญาณลอจิกที่ผิดพลาดไปยังคอนโทรลเลอร์เมื่อระบบนี้ทำงาน ใช้ลิมิตสวิตช์สำรองที่ควบคุมไฟ AC โดยตรงกับแสงเสมอ หากใช้ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ ตามที่คุณต้องการการป้องกันหากบอร์ดทำงานผิดปกติ

******

บทความดีๆ เกี่ยวกับวิธีการนี้:

www.ara.com/sites/default/files/MitigateSh…

กลิ่นที่เกี่ยวข้องหลังจากทำความสะอาดด้วย UVC (กลิ่นเหมือนผมไหม้):

www.ara.com/sites/default/files/Amendment1…

โปรดดูความคิดเห็นด้านล่างสำหรับบทความในวารสารที่เกี่ยวข้องหลายสิบเรื่องเกี่ยวกับ n95

*******

-ไบรอัน แครบทรี

MS, BS วิศวกรรมชีวภาพจากมหาวิทยาลัยไอดาโฮ

หากต้องการติดต่อฉันโปรดดูเว็บไซต์ของฉัน โปรดอดใจรอเนื่องจากตอนนี้ฉันเต็มไปด้วยคำถามมากมาย คุณสามารถติดต่อแผนกวิศวกรรมและจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยในพื้นที่ของคุณได้ตลอดเวลา หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ ฉันไม่ได้คิดค้นเทคโนโลยีนี้ ฉันแค่ออกแบบเวอร์ชันราคาถูก ราคาไม่แพง และง่ายต่อการสร้าง

www.crabsci.com

หรือ

www.dripcoffeebrewing.com

สโปเคน WA

ขอให้สนุกกับการทำสิ่งนี้!