UVC灯开源分享

描述

应对冠状病毒大流行的绝对最佳方法是首先不要感染冠状病毒。到现在为止，你（希望）已经把所有的策略都钻进了你的头骨——洗手，远离一大群人，洗手，生病时呆在家里，洗手，避免旅行可能，请洗手。

随着 COVID-19 在世界范围内的传播，医院已成为冠状病毒的零基础，这是目前最需要避免的地方是医院，因为这是所有真正生病的人都会去的地方。但对于医护人员和病人自己来说，真的别无选择。为了防止冠状病毒（和其他一切）通过医院传播，保持表面消毒非常重要，但它也很脏、很沉闷，而且（考虑到你可能感染的东西）很危险。这就是为什么它是自主机器人的理想任务。

被 SARS-CoV-2 污染的表面对工作人员和患者的安全构成严重威胁。为了最大限度地降低员工的风险，医院正在使用消毒机器人对表面进行消毒。该机器人可以在医院周围自动或远程驾驶，发射 254 纳米的 UVC 光，以消除细菌和其他有害微生物。使用 UVC 机器人，医院可以保证 99.99% 的消毒率——降低患者、工作人员和亲属感染危险感染的风险。

UVC 灯可以灭活 SARS-CoV-2 冠状病毒吗？

UVC 辐射是一种用于空气、水和无孔表面的已知消毒剂。几十年来，UVC 辐射一直有效地用于减少细菌的传播，例如结核病。因此，UVC 灯通常被称为“杀菌”灯。

UVC 辐射已被证明会破坏 SARS-Coronavirus 的外部蛋白质涂层，这是一种与当前 SARS-CoV-2 病毒不同的病毒。破坏最终导致病毒失活。（请参阅远紫外光 (222 nm) 有效且安全地灭活空气传播的人类冠状病毒外部链接免责声明）。UVC 辐射也可能有效灭活 SARS-CoV-2 病毒，该病毒是导致 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 的病毒。有关更多信息，请参阅“问：我在哪里可以阅读有关紫外线辐射和消毒的更多信息？”。然而，目前关于灭活 SARS-CoV-2 病毒所需的 UVC 辐射的波长、剂量和持续时间的公开数据有限。

除了了解 UVC 辐射是否能有效灭活特定病毒外，通常情况下，UVC 辐射在灭活病毒方面的有效性也存在局限性。

• 直接暴露：UVC 辐射只有在病毒直接暴露于辐射时才能灭活病毒。因此，由于土壤（如灰尘）或其他污染物（如体液）阻挡了紫外线辐射，表面上的病毒灭活可能无效。
• 剂量和持续时间：许多家庭使用的 UVC 灯都是低剂量的，因此可能需要更长的时间暴露在给定的表面区域才能有效地灭活细菌或病毒。

在家中使用 UVC 灯进行消毒是否安全？

A：考虑UVC灯对人和物体的风险和病毒不完全灭活的风险。

风险：用于消毒目的的 UVC 灯可能会带来潜在的健康和安全风险，具体取决于 UVC 波长、剂量和辐射暴露时间。如果设备安装不正确或未经培训的个人使用，风险可能会增加。

• 皮肤和眼睛直接暴露于某些 UVC 灯的 UVC 辐射可能会导致疼痛的眼部损伤和类似烧伤的皮肤反应。切勿直视 UVC 灯源，即使是短暂的。如果您因使用 UVC 灯而受到伤害，我们鼓励您向FDA 报告。
• 一些 UVC 灯会产生臭氧。吸入臭氧会刺激呼吸道。
• UVC 可以降解某些材料，例如塑料、聚合物和染色纺织品。
• 一些 UVC 灯含有汞。因为即使少量的汞也是有毒的，所以在清洁损坏的灯和处理灯时需要格外小心。

[来源：https://www.fda.gov/medical-devices/coronavirus-covid-19-and-medical-devices/uv-lights-and-lamps-ultraviolet-c-radiation-disinfection-and-coronavirus]

远 UVC 光（207 至 222nm）已被证明在杀死微生物方面与传统杀菌紫外线一样有效11，但迄今为止的研究表明，这些波长不会导致与直接暴露于传统杀菌紫外线相关的人类健康问题。简而言之（见下文）原因是远UVC光在生物材料中的范围小于几微米，因此无法到达皮肤或眼睛中的活人体细胞，被皮肤角质层或皮肤吸收。眼泪层。但是由于病毒（和细菌）非常小，远紫外光仍然可以穿透并杀死它们。Tus far-UVC 光可能具有与 UV 光大致相同的高效杀菌特性，但没有相关的人类健康风险。

杀死或禁用 COVID-19 病毒的 UVC 剂量是多少？

由于 COVID-19 病毒 (SARS-CoV-2) 太新，科学界还没有具体的灭活剂量。但是，我们知道，在 254nm 波长的直接 UVC 光下，同一 SARS 病毒家族中类似病毒的剂量值为 10-20 mJ/cm2；该剂量将在受控的实验室条件下实现 99.9% 的消毒（即灭活）。在现实生活中，病毒通常会被 UVC 直射光隐藏或遮蔽，从而降低 UVC 的有效性。

 

 

 

 

 

使用由15 W UV-C 灯泡组成的简单 UVGI 室设置，放置在距离消毒表面 0.15 米（6 英寸）的地方，需要至少 2 小时的暴露时间才能达到目标灭活剂量。

我的设计

我为我的机器人使用 4WD 坦克底盘。它是 DFRobot 的底盘，带有 4 个编码器齿轮电机。我使用 Adafruit 电机驱动器屏蔽 1 将 4 个电机与 Arduino 连接。机器人将使用蓝牙进行远程控制。用于控制 Android 应用程序是使用 MIT App Inventor 开发的。附上该应用程序的源代码。

 

 

 

 

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我使用 PVC 管来支撑 UVC 灯，同时容纳 Arduino、电机驱动器和 Raspberry Pi 等电路组件。

 

 

 

 

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我用钢锯切割 PVC 管，以便取出相机色带。Raspberry Pi 放置在管道内。相机使用双面胶带固定在管道上。

 

 

 

 

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放置 PIR 运动传感器以识别房间内的任何活体。

 

 

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将所有传感器和蓝牙模块与 Arduino 连接后，整个电子零件都放置在管道内。我用一些热胶将所有组件与管道固定在一起。

 

 

 

 

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然后将带有所有组件的管道放置在机箱的中间位置并用一些胶水固定。为了用电池为 UVC 灯供电，我们需要一个逆变器。逆变器的额定功率应该是100W，因为我用的是4、15W的灯。出于演示目的，我使用长交流电缆使用直接交流电源。

 

 

 

 

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为了给包括电机在内的所有其他电子设备供电，我使用了一个 3 芯锂电池。为机器人供电后，完成的机器人如下所示。

 

代码 Arduino 和 Raspberri Pi、原理图和 android 应用程序源附在代码部分中。