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社区使用的UVC去污室

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.19 MB | 2022-11-28

李军

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描述

理念

我的妻子一直抱怨说,新常态带来的不愉快的活动之一就是对清洁超市购物的担忧。因此,我考虑使用一种在生物技术中广泛使用的工具,称为通过应用紫外线进行去污,经过一些研究和计算,我决定开发一个消毒室,不仅供我们个人使用,也供我大楼的所有居民使用。

知识

一个多世纪以来,紫外线杀菌辐射一直是杀死和灭活微生物的主要手段。该过程利用短波长紫外线 C 光杀死微生物。UV-C 光的范围为 100 至 280 nm,但最有效的去污波长为 250-260 nm。暴露在光下会使微生物基因组 DNA 失活。UV-C 光会产生称为胸腺嘧啶二聚体的损伤,这种损伤不能通过细胞 DNA 修复机制来解决。这种对细胞 DNA 的损伤会损害重要的细胞功能并最终导致微生物死亡。因此,紫外线杀菌辐射可以成为对表面、仪器和设施进行消毒的有效手段。
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图1
 

解决方案

我决定使用上述消毒方法开发一个紫外线盒,使用大多数人容易接触到的组件,并且可以提供简单和安全的使用,因为暴露在紫外线下有害健康。

首先,有必要选择正确的紫外线灯,并根据灭活病毒所需的正确紫外线剂量。

紫外线剂量 = 紫外线强度 (μW/cm²) x 曝光时间(秒)

根据 Arguelles (2020),灭活 os 病毒所需的剂量必须为 150000µW.s/cm2(表 1),因此根据下面描述的 Keitz 方程,我找到了我在该项目中使用的 UVC 灯的正确紫外线强度(Puritec HNS S 13W)。然后我需要将博览会的时间调整大约 18 分钟。

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凯茨方程
 
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表格1
 

电路

对于第一个版本,我使用了 BluePill 板(最终版本将使用 Arduino MKR WiFi 1010 为项目提供 IOT 特性)。控制器电路需要以下特性:

  • 当 UV-Box 准备好运行时,通过 LED 进行一项指示。在 RGB LED 上使用绿色;
  • 一个 LED 指示,以显示 UV-Box 的盖子是否不存在。是的,UV-C 光辐射非常有害,因此在这种情况下永远不要打开灯。在 RGB LED 上使用红色;
  • 1个微动开关检测UV-Box盖板;
  • 当紫外灯打开且定时器工作时,LED 指示一种。在闪烁模式下使用蓝色 LED;
  • UV-C灯镇流器;
  • 一键启动流程。

固件

当我决定首先使用 ARM 微控制器工作时,我选择使用 MBED Studio 作为编程 IDE。

凭借基于广泛使用的开源 CMSIS-RTOS RTX 的 RTOS 内核,Mbed OS 支持确定性的多线程实时软件执行。RTOS 原语始终可用,允许驱动程序和应用程序依赖线程、信号量和互斥锁等特性。因此,由于我需要在打开 UV-Box 盖的情况下获得安全保证,因此使用 RTOS 成为了一个好主意。

 


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