Diseño y desarrollo de esquema de lámpara de desinfección UV.

2020-07-31 09:00:49 fandoukeji

Diseño y desarrollo de esquema de lámpara de desinfección UV.




1. El principio de la desinfección ultravioleta.

En la actualidad, los métodos de desinfección se pueden dividir en dos categorías, a saber, desinfección química y desinfección física. Los métodos de desinfección química incluyen la cloración y la desinfección con ozono; los métodos de desinfección física incluyen la desinfección ultravioleta. El principio de la esterilización ultravioleta es usar la longitud de onda apropiada de los rayos ultravioleta para destruir la estructura molecular del ADN (ácido desoxirribonucleico) o ARN (ácido ribonucleico) en las células de los microorganismos, causando la muerte de las células de crecimiento y (o) la muerte celular regenerativa para lograr la esterilización. Efecto. Después de la prueba, el rango efectivo de longitud de onda de la esterilización ultravioleta se puede dividir en cuatro bandas diferentes: UVA (400-315 nm), UVB (315-280 nm), UVC (280-200 nm) y ultravioleta al vacío (200-100 nm). Entre ellos, solo las partes UVA y UVB pueden alcanzar la superficie de la tierra a través de la capa protectora de ozono y las nubes. En términos de velocidad de esterilización, UVC está dentro del rango máximo de absorción de microorganismos, y puede matar virus y bacterias al destruir la estructura de ADN de los microorganismos en 1 s, mientras que UVA y UVB están fuera del rango máximo de absorción de microorganismos, y la velocidad de esterilización es muy lenta. A menudo se necesitan varias horas para lograr un efecto de esterilización. En el tiempo de retención hidráulica (irradiación) del proyecto real de unos segundos, esta parte es en realidad una parte UV no válida. La capacidad de penetración de la luz ultravioleta al vacío es muy débil, y el tubo de la lámpara y la manga deben usar cuarzo con una transmitancia de luz extremadamente alta. En general, el TOC en el agua se degrada en la industria de semiconductores y no se utiliza para la esterilización. Por lo tanto, la desinfección UV en el suministro de agua y la ingeniería de drenaje en realidad se refiere a la desinfección UVC. La tecnología de desinfección con luz ultravioleta se basa en la prevención moderna de epidemias, la medicina y la fotodinámica, y utiliza luz ultravioleta de banda UVC de alta eficiencia, alta intensidad y larga vida especialmente diseñada para irradiar agua que fluye para eliminar diversas bacterias, virus, parásitos y algas en el agua. Y otros patógenos se matan directamente para lograr el propósito de la desinfección.


Los estudios han demostrado que los rayos ultravioleta matan principalmente a los microorganismos a través del daño por radiación a los microorganismos (bacterias, virus, esporas y otros patógenos) y la función de destruir los ácidos nucleicos, logrando así el propósito de la desinfección. El efecto de los rayos ultravioleta sobre los ácidos nucleicos puede provocar la ruptura de enlaces y cadenas, la reticulación entre hebras y la formación de productos actínicos, etc., cambiando así la actividad biológica del ADN y haciendo que los microorganismos no puedan replicarse. Este daño ultravioleta también es fatal. La desinfección ultravioleta es un método físico. No agrega ninguna sustancia al agua y no tiene efectos secundarios. Aquí es superior a la desinfección por cloración. Por lo general, se usa en combinación con otras sustancias.


Ultravioleta es una onda de luz que es invisible a simple vista. Existe en el exterior del extremo ultravioleta del espectro, por lo que se llama ultravioleta. De acuerdo con diferentes rangos de longitud de onda, se divide en tres bandas, A, B y C. La longitud de onda ultravioleta de la banda C es 240 -260 nm es la banda de esterilización más efectiva.


La tecnología moderna de desinfección ultravioleta se basa en la prevención moderna de epidemias, óptica, biología y química física, utilizando un dispositivo generador de luz ultravioleta de banda C de alta eficiencia, alta intensidad y larga vida especialmente diseñado para generar una fuerte luz ultravioleta C para irradiar el aire o En la superficie de un objeto, cuando varias bacterias, virus, parásitos, algas y otros patógenos en el aire o en la superficie sólida se irradian con una cierta dosis de luz ultravioleta C, la estructura del ADN en las células se destruye, de modo que la estructura del ADN en las células se destruye sin el uso de ningún medicamento químico. Bajo estas circunstancias, puede matar bacterias, virus y otros patógenos para lograr el propósito de desinfección y purificación. Tiene las ventajas de alta eficiencia, amplio espectro, bajo precio, larga vida, operación simple, bajo costo de operación y sin contaminación secundaria.


La luz ultravioleta es una luz con una longitud de onda más corta que la luz visible. Se puede dividir en tres tipos según la longitud de onda: Una luz: los efectos a corto plazo pueden causar quemaduras solares, bronceado y reacciones sensibles a la luz, y arrugas a largo plazo, manchas oscuras y envejecimiento de la piel. Luz B: los efectos a corto plazo son quemaduras solares, quemaduras solares, quemaduras solares, los efectos a largo plazo causarán arrugas, manchas oscuras, cáncer de piel. Luz C: debido a que la capa de ozono no puede alcanzar la superficie, no se puede ver a corto plazo, pero el cáncer de piel se producirá a largo plazo.


Podemos entender claramente que es la luz B la que causa quemaduras solares fácilmente; es decir, cuando vas a la playa felizmente y te pones rojo y doloroso, pero también pelas una capa de piel, es el efecto a corto plazo de la luz ultravioleta B. El "método de bronceado ultravioleta en interiores" es utilizar el principio de "buscar la buena fortuna y evitar el mal", evitando la luz ultravioleta B y solo usando la luz ultravioleta A, de modo que el efecto del bronceado se pueda lograr en un corto período de tiempo, pero no hay preocupación por las quemaduras solares. Es decir, en una máquina equipada con muchos tubos de luz ultravioleta A, el tiempo de exposición aumenta gradualmente para lograr el objetivo de ennegrecimiento gradual.


紫外线消毒灯方案设计

En segundo lugar, las ventajas de la desinfección ultravioleta.

La desinfección ultravioleta no requiere productos químicos y no produce subproductos de desinfección THM. El efecto bactericida es rápido y el efecto es bueno. Sin olor, sin ruido, y no afecta el sabor del agua. Fácil de operar, simple de administrar, bajos costos de operación y mantenimiento.


La mayoría de los dispositivos UV utilizan la tecnología tradicional de lámparas UV de baja presión, y algunas grandes plantas de agua utilizan sistemas de lámparas UV de alta intensidad y baja presión y sistemas de lámparas UV de alta intensidad y media presión. Debido a la generación de luz ultravioleta de alta intensidad, el número de tubos puede reducirse en más del 90%. Reduce la huella y ahorra costos de instalación y mantenimiento.


Tercero, el alcance y las condiciones de la desinfección ultravioleta.

(1) Los rayos ultravioleta pueden matar varios microorganismos, incluidos los propágulos bacterianos, esporas, micobacterias, virus, hongos, rickettsias y micoplasma, etc. Todas las superficies contaminadas por los microorganismos anteriores, el agua y el aire pueden desinfectarse con los rayos ultravioleta.


(2) La radiación ultravioleta tiene poca energía y un poder de penetración débil, y solo puede matar los microorganismos irradiados directamente. Por lo tanto, las partes desinfectadas deben estar completamente expuestas a los rayos ultravioleta durante la desinfección.


(3) Cuando se usan rayos ultravioleta para desinfectar superficies rugosas como papel y telas, el tiempo de irradiación debe extenderse adecuadamente, y ambos lados deben irradiarse.


(4) El rango de temperatura más adecuado para la desinfección ultravioleta es 20-40 ℃. Una temperatura demasiado alta o baja afectará el efecto de desinfección. El tiempo de desinfección puede extenderse adecuadamente. Cuando se utiliza para la desinfección del aire, la humedad relativa del ambiente de desinfección debe ser inferior al 80%. De lo contrario, el tiempo de irradiación debe extenderse adecuadamente.


(5) Cuando se usan rayos ultravioleta para matar microorganismos protegidos por materia orgánica, se debe aumentar la dosis de radiación. Las partículas suspendidas en el aire también pueden afectar el efecto de desinfección.


Cuarto, el uso de lámparas de desinfección ultravioleta.

El controlador inteligente preestablece una contraseña de combinación, que es lo más simple posible para que el personal la recuerde. En este momento, si no se ingresa la contraseña, la luz ultravioleta no se activará presionando el botón de encendido para evitar que el paciente y los miembros de la familia presionen accidentalmente el interruptor por error.


Durante la irradiación, todo tipo de personal abandona el lugar de desinfección y cierra la puerta. Ingrese la contraseña de combinación predeterminada, configure el tiempo de irradiación, el interruptor se cierra, el temporizador comienza a cronometrar, la lámpara de desinfección ultravioleta está encendida, la pantalla muestra el tiempo de irradiación y el temporizador acumulativo comienza a funcionar. Cuando finaliza el tiempo de irradiación, el interruptor del temporizador está cerrado. Durante el proceso de irradiación, si abre la puerta y entra en la habitación, el interruptor de UV apagará automáticamente la lámpara de desinfección y hará sonar una alarma. En este punto, primero cierre la puerta y luego presione la operación rápida en la pantalla LCD del panel para reiniciar la lámpara UV (continúe la desinfección según el tiempo restante) o apague la lámpara UV por completo para finalizar la alarma.


(1) El método de desinfección de la superficie del artículo: el método de irradiación es mejor usar un esterilizador ultravioleta portátil para mover e irradiar a corta distancia, o usar una lámpara ultravioleta suspendida para irradiar. Los artículos pequeños se pueden irradiar en la caja de desinfección ultravioleta.


Los diferentes tipos de microorganismos tienen diferente sensibilidad a los rayos ultravioleta en la dosis y el tiempo de irradiación.Cuando se usan rayos ultravioleta para la desinfección, la dosis de irradiación debe usarse para alcanzar la dosis de irradiación requerida para matar el microorganismo objetivo. Al matar los propágulos bacterianos generales, la dosis de radiación debe alcanzar los 10000 uW. s / em2; debe alcanzar los 100000 uW al matar esporas bacterianas. s / Cm; la resistencia de los virus a la luz ultravioleta está entre la de los propágulos y las esporas bacterianas; la resistencia de las esporas fúngicas es más fuerte que la de las esporas bacterianas, y algunas veces necesita ser irradiada a 600,000 uW. s / Cm2; cuando se desconoce el microorganismo objetivo para la desinfección, la dosis de radiación no debe ser inferior a 100000 uW. s / Cm2. La dosis de irradiación es el producto de la intensidad de irradiación y el tiempo de irradiación de la lámpara ultravioleta utilizada en la superficie del artículo irradiado. Por lo tanto, de acuerdo con la intensidad de irradiación de la fuente de luz ultravioleta, se puede calcular el tiempo de irradiación requerido. Por ejemplo, se usa un esterilizador de superficie ultravioleta con una intensidad de irradiación de 70uW / Cm2 para irradiar la superficie del artículo a corta distancia; la dosis de irradiación seleccionada es 100000uW. s / Cm; el tiempo requerido para irradiar es: 100000uW. s / Cm2 ÷ 70uW / Cm2 = 24 minutos.


(2) El método de desinfección del aire interior: la irradiación indirecta es la primera opción para la desinfección por aire ultravioleta de alta intensidad. No solo tiene un buen efecto de desinfección, sino que también se puede usar cuando las personas se mueven en el interior. Por lo general, se enciende para la desinfección. 30rain puede alcanzar la calificación de desinfección. El método de irradiación directa puede irradiarse directamente mediante una lámpara ultravioleta suspendida o un tipo móvil en condiciones interiores no tripuladas. Cuando se utiliza la desinfección ultravioleta suspendida en interiores, el número de lámparas de desinfección ultravioleta en interiores (lámpara ultravioleta de 30 W, intensidad a 1,0 m> 70 uW / Cm) es un promedio de no menos de 1,5 W por metro cúbico. El tiempo de exposición no es inferior a 30 minutos.


5. Precauciones para el uso de lámparas de desinfección ultravioleta.

(1) Durante el uso, la superficie de la lámpara UV debe mantenerse limpia. En general, límpiela con una bola de algodón de alcohol anhidro al 95% una vez por semana. Cuando se encuentre polvo o aceite en la superficie de la lámpara, debe limpiarse en cualquier momento. (2) Al desinfectar el aire interior con lámparas ultravioleta. La habitación debe mantenerse limpia y seca para reducir el polvo y la neblina de agua, la temperatura debe ser inferior a 20 ° C o superior a 40 ° C, y la humedad relativa debe ser superior al 60%. (3) Cuando se usan rayos ultravioleta para desinfectar la superficie del artículo, la superficie irradiada debe irradiarse directamente con rayos ultravioleta y se debe lograr una dosis de radiación suficiente. No irradie personas con fuentes de luz ultravioleta para evitar daños.


6. Diseño y realización de la lámpara de desinfección ultravioleta.

La lámpara de desinfección ultravioleta es una herramienta común para la desinfección del aire en muchos hospitales domésticos, es el método de desinfección más conveniente y económico y una instalación importante para controlar las infecciones hospitalarias. Los rayos ultravioleta pueden matar todo tipo de microorganismos, incluidos propágulos bacterianos, esporas bacterianas, tuberculosis, hongos, virus y rickettsias, etc., y se usan ampliamente en hospitales y otros lugares públicos, especialmente hospitales de base. Sin embargo, la luz ultravioleta tiene el efecto adverso de matar células normales, por lo que el cuerpo humano no debe iluminar directamente la luz ultravioleta. Las investigaciones en varios hospitales encontraron que el interruptor de luz ultravioleta es el mismo y adyacente al interruptor de luz fluorescente ordinaria, y que los pacientes o los familiares encienden accidentalmente la luz ultravioleta y causan daño al cuerpo humano. Además, el personal de enfermería debe controlar el tiempo de desinfección y registrar el tiempo de exposición acumulado de la lámpara al desinfectar con la lámpara ultravioleta.En respuesta a la situación anterior, hemos desarrollado un controlador inteligente para la lámpara de desinfección ultravioleta, que se presenta de la siguiente manera.


图 1 紫外线消毒灯智能控制器示意图

El controlador inteligente de la lámpara de desinfección ultravioleta está diseñado para evitar la apertura accidental, la alarma al ingresar a la habitación y se apaga automáticamente durante la irradiación, establece el tiempo de irradiación y registra el tiempo de irradiación acumulativo de la lámpara. El diseño del panel del interruptor es el mismo que el del interruptor estándar nacional 86. Utiliza un solo cable con corriente para suministrar energía y puede modificarse en un interruptor ordinario. Hay luces LED y pantalla LCD en el panel de interruptores. La apariencia se muestra en la Figura 1, con las siguientes funciones:


(1) Diseño de irradiación de temporización. Diseñe un interruptor de temporización, media hora o una hora después del inicio de la irradiación (se pueden configurar múltiples tiempos de irradiación para elegir), el temporizador se cierra automáticamente; también se puede cerrar manualmente mediante el interruptor en el panel. Hay luces LED y pantalla LCD en el panel de interruptores para indicar el estado de funcionamiento de la lámpara de desinfección ultravioleta.


(2) Registre automáticamente el tiempo de uso acumulado de las lámparas UV. Después de que la lámpara UV esté encendida, acumulará automáticamente la sincronización. Cuando la lámpara se apaga, la sincronización se detendrá. Los datos de sincronización originales no se perderán cuando se apague la alimentación. Después de encender la alimentación, la sincronización continuará con los datos de sincronización originales. La vida útil de la lámpara es de 4000 h), se puede configurar para restablecer (reemplazar la lámpara); las horas de uso acumuladas (h) de la lámpara ultravioleta se pueden mostrar en la pantalla LCD del panel de interruptores en tiempo real.


(3) Función de protección automática de seguridad. Instale una hoja magnética y un sensor magnético en la puerta de la sala de desinfección para detectar el estado de apertura y cierre de la puerta para evitar que el personal ingrese y cause lesiones durante el proceso de desinfección de la lámpara ultravioleta. Cuando la puerta está cerrada, la lámpara de desinfección UV interior se puede encender a través del interruptor UV (diseñado para instalarse fuera de la sala de desinfección). Durante el proceso de desinfección cuando se enciende la lámpara UV, si alguien abre la puerta por error, el interruptor de UV apagará automáticamente la lámpara de desinfección y hará sonar una alarma. En este punto, primero cierre la puerta y luego presione la operación rápida en la pantalla LCD del panel para reiniciar la lámpara UV (continúe la desinfección según el tiempo restante) o apague la lámpara UV por completo para finalizar la alarma.


(4) La contraseña del interruptor evita la función de apertura accidental. Para evitar que los no trabajadores enciendan accidentalmente la lámpara de desinfección al aire libre y causen daños a los pacientes en interiores, el interruptor está diseñado con una función de contraseña de encendido. Es decir, después de encender el interruptor de encendido, debe ingresar la combinación de teclas preestablecidas antes de ingresar a la interfaz de la función y usar la función del interruptor. El diagrama del marco del sistema se muestra como en la Fig.2.


图 2 紫外线消毒灯安全开关原理框图

Siete, las ventajas del controlador de la lámpara de desinfección UV

(1) Evite que los pacientes y sus familiares enciendan el interruptor de luz ultravioleta por error: el interruptor de desinfección ultravioleta tradicional es un dispositivo de interruptor ordinario colocado en la habitación, que es fácil de dañar por el mal funcionamiento del paciente o miembro de la familia. Los rayos ultravioleta son perjudiciales para la piel y los ojos humanos, y pueden causar piel Las quemaduras, la inflamación de la córnea, el cáncer de piel, etc., el ozono producido por los rayos ultravioleta puede causar envejecimiento, y su olor es inaceptable, y la inhalación excesiva puede causar envenenamiento. El ozono ingresa a la sangre y compite con la hemoglobina por oxígeno, por lo que la desinfección del aire solo puede llevarse a cabo en un estado no tripulado.


El interruptor del dispositivo tiene una función de contraseña de encendido, es decir, después de encender el interruptor de encendido, debe ingresar la combinación de teclas preestablecidas antes de poder ingresar a la interfaz de uso de la función y usar la función del interruptor. Prevenga lesiones iatrogénicas y ocupacionales a pacientes en interiores encendiendo accidentalmente lámparas de desinfección ultravioleta en exteriores de pacientes o sus familias.


(2) Proteja automáticamente el cuerpo humano de los rayos ultravioleta: instale láminas magnéticas y sensores magnéticos en las posiciones correspondientes de la puerta y el marco de la puerta para detectar el estado de apertura y cierre de la puerta. Durante el proceso de desinfección de la lámpara UV, si una persona ingresa al área irradiada por error, el interruptor UV apagará automáticamente la lámpara de desinfección y hará sonar una alarma. Cierre la puerta y siga las instrucciones en la pantalla LCD en el panel para reiniciar la lámpara UV (continúe la desinfección según el tiempo restante) o apague completamente la lámpara UV para finalizar la alarma.


(3) Tiempo automático y tiempo de irradiación cansada para garantizar la calidad de desinfección y conveniente para el personal de grabación: el modo tradicional de desinfección ultravioleta es el interruptor manual, el tiempo manual, desde encender la sincronización de la luz hasta apagar la grabación de la luz, cada lámpara se registra diariamente El tiempo de desinfección y el tiempo de uso acumulativo aumentan la carga de trabajo de las enfermeras. Este modo de operación mecánica completamente manual no solo es engorroso, sino que las enfermeras también deben ocuparse de otras tareas: después de encender las luces, a menudo se olvidan de cronometrar la radiación ultravioleta durante demasiado tiempo o demasiado tiempo, lo cual es aleatorio y afecta la calidad de la desinfección. Después de instalar el interruptor de control inteligente, se apagará automáticamente y se acumulará automáticamente después de que se complete el ajuste del tiempo de irradiación. El rango de tiempo es 0 ~ 6000h (generalmente la vida útil de la lámpara ultravioleta es 4000h). Después de reemplazar la lámpara, se puede configurar el reinicio y reiniciar el temporizador. Las horas de uso acumulativo (h) de la lámpara ultravioleta se pueden mostrar en la pantalla LCD del panel de interruptores en tiempo real, logrando una automatización completa. Solo necesita registrar el tiempo para instalar o reemplazar la lámpara ultravioleta para diseñar un interruptor de temporizador.


para resumir


En resumen, el controlador inteligente de la lámpara de desinfección ultravioleta en este estudio puede mejorar la seguridad de la desinfección de la lámpara ultravioleta, reducir la carga de trabajo de las personas y proporcionar un método de trabajo de desinfección seguro, efectivo y simple.