УФ-стерилизатор для экстренной помощи COVID-19: 3 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Как сделать коробку стерилизатора UVC. Перво-наперво. Электричество опасно! Если вы не уверены в себе и не компетентны, не пытайтесь ничего из перечисленного ниже. УФС (253,7 нм) свет является мощным, он может ослепить вас и, возможно, вызвать рак кожи при попадании в глаза или на незащищенную кожу. Используйте сварочную маску и защитное снаряжение, если вы хотите проверить работу лампы вне коробки (настоятельно не рекомендуется). Если вы строите одно из этих подразделений, пожалуйста, проконсультируйтесь с вашей больницей или местным медицинским учреждением, прежде чем просто приходить к нему.

Больницы здесь и по всей стране заканчиваются. Наши местные больничные работники должны повторно использовать свои маски, НИКАКИХ способов эффективно их дезинфицировать. Поскольку эта болезнь COVID-19 распространяется, нам нужно начать работать в команде, чтобы взять это под контроль.

За последние недели я разработал аппарат, который может помочь нашей системе здравоохранения справиться с этим. Я разработал УФ-систему, которая может дезинфицировать многоразовое больничное оборудование за считанные минуты (N95, хирургические маски, защитные очки, стетоскопы и т. Д.). Это оборудование очень недорогое и простое в сборке. В настоящее время наши местные отделения скорой помощи используют мои системы для дезинфекции своих СИЗ. Эти системы могут эффективно устранить нехватку наших масок N95. Их может изготовить любой инженер, изготовитель, студент, изучающий STEM и способный разнорабочий. Это поможет снять стресс с работников больниц, поскольку их одноразовое оборудование теперь можно безопасно использовать повторно.

Как это сделать:

Запасы

Вот что я использовал для изготовления этих агрегатов:

УФ-лампа (бактерицидная) 2G11 (1)

База 2g11 (1)

Патрон лампы 2g11 (1)

балласт (1)

Варианты балласта… обновленную информацию о балластах и сроке службы ламп см. в конце статьи.

концевой выключатель (ac / dc) (3)

Провод калибра 12-18 ~ 5 футов, доступный в футах на домашнем складе, или используйте дополнительный провод от балласта

алюминиевый лист 3/32 дюйма, который я купил на свалке, или используйте алюминиевую ленту для отражения света

алюминиевая лента (альтернатива алюминиевому листу)

пластиковый ящик (1)

механический таймер (1)

розетка или кабельный ввод

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

автоматический выключатель 2A (резервный резервный предохранитель … если вы используете вышеуказанную розетку, в ней есть предохранитель на 5A)

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

Шаг 1: стерилизатор UVC

Найдите способ подключить к коробке источник питания переменного тока. Используйте кабельный ввод или розетку.

Шаг 2: Соберите свои компоненты

Для этого вам понадобится автоматический выключатель, механический таймер, концевые выключатели, балласт, розетка 2g11 и бактерицидная лампа 2g11 UVC.

(См. Рисунки, чтобы увидеть фактическую компоновку и электрическую схему)

Как только питание поступит в коробку, подключите горячий провод к автоматическому выключателю на 2А.

Подключите нейтральный провод к нейтрали балласта и подключите заземление к металлическому корпусу балласта.

Подключите выход автоматического выключателя к входу механического таймера.

Подключите выход механического таймера к нормально разомкнутой клемме (Н. О.) первого концевого выключателя.

Подключите провод с другой стороны концевого выключателя и подсоедините его к нормально разомкнутой (Н. О.) клемме второго концевого выключателя.

Возьмите вывод второго концевого выключателя и подключите его к нагрузке (черный провод) на балласте.

От балласта подсоедините синий провод к одной стороне цоколя 2Г11. Если есть 2 синих провода, закройте один из них проволочной гайкой. Красный провод от выхода балласта разрезать пополам.

Подключите один конец красного провода к нормально разомкнутой (Н. О.) клемме 3-го концевого выключателя, а другой конец - к выходу этого выключателя. Присоедините другой красный конец к основанию 2G11 напротив синего провода.

Закройте все остальные провода, выходящие из балласта.

Теперь начинается самое интересное.

Шаг 3: Расположите коробку и добавьте светоотражающий алюминий

Теперь найдите способ разместить все это внутри коробки!

Установите лампочку в верхнюю часть коробки (см. Фото).

Обратите внимание, что на фотографиях изображен более сложный компьютерный блок с дополнительными компонентами (источник питания постоянного тока, клеммы DIN и твердотельное реле), но вы поняли идею.

Пожалуйста, смотрите комментарии от jfox240 ниже для дополнительных изображений!

Сгруппируйте все электрические компоненты на одной стороне коробки, чтобы обеспечить максимальную площадь стерилизации. Я предлагаю использовать акрил, чтобы изолировать электрические компоненты от пользователя.

Установите концевые выключатели так, чтобы они закрывались только тогда, когда крышка коробки плотно закрыта. Я использовал мультиметр с "тональной" сигнализацией проводимости. Прикрепите измеритель к переключателям и установите переключатели на внутренней стороне коробки так, чтобы она была полностью закрыта для включения переключателя. Плотно закрепите переключатели с помощью винтов, чтобы они не двигались при интенсивном использовании.

Теперь покройте салон светоотражающим алюминием. Я использовал лист 3/32 и прикрутил его к внутренней части пластика. просто убедитесь, что ваша электрическая сеть полностью изолирована, так как алюминий будет проводить электричество. Дешевая альтернатива - покрыть внутреннюю часть коробки алюминиевой лентой. Я также снял предохранительный клапан и залил отверстие горячим клеем, чтобы пользователь мог видеть, что лампочка загорается.

Теперь сделайте несколько опор для масок, очков, стетоскопов и т. Д. Я использовал прозрачный акрил и леску весом 50 фунтов, чтобы создать сетку на высоте 1 дюйм над полом коробки. Это позволяет предметам не касаться дна, что позволяет стерилизовать отраженный ультрафиолетовый свет. Я также покрыл акрил алюминиевой лентой, чтобы увеличить отражение UVC.

Проверьте выход UVC от ламп, фактический UVC будет отличаться. Спасибо доктору Болю за эту информацию. Похоже, что выход UVC составляет ~ 1/3 номинальной мощности большинства ламп.

Таким образом, для лампы мощностью 36 Вт у нас будет ~ 12 Вт UVC (12 000 000 мкВт) на площади ~ 1440 см2, что дает 8 300 мкВт / см2. В течение 1 минуты это дозирует предметы с ~ 500, 000 мкВт / см2 или 0,5 Дж / см2. Эти значения также экспоненциально уменьшаются с расстоянием. Это всего лишь расчеты, и ваша интенсивность будет варьироваться в зависимости от температуры, циклов лампы и отражательной способности UVC, среди прочего. В идеале их можно измерить с помощью UVC-метра, если таковой имеется.

ТОЛЬКО ИЗ!!!! Сделали версию размером с комнату !!

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

Примечания к вариациям:

В этом методе я использовал балласты с мгновенным запуском, так как их напряжение зажигания достаточно высокое, и у меня никогда не было проблем с запуском УФ-лампы. Эти балласты действительно вызывают преждевременный выход из строя ламп из-за разбрызгивания материала нити во время высокочастотного пуска. Я намеренно выбрал этот тип балласта, так как они работали со всеми лампами, которые я мог найти. У меня были проблемы с несколькими балластами с программируемым пуском и быстрым пуском, так как у них было недостаточное напряжение для запуска ламп. Первоначально я думал, что такой компромисс с надежностью стоил сокращения срока службы лампы, поскольку лампы были дешевыми и легко заменяемыми. Вчера у нас произошла первая поломка лампы (безымянная лампа от Amazon), она длилась ~ 1500 циклов и имела значительное обесцвечивание возле нитей из-за распыления электрода. 1500 циклов - это нормально, но я думаю, что мы можем увеличить срок службы, используя специальные балласты UVC или балласты быстрого запуска. Я заставил эту модель быстрого запуска работать с двумя лампочками вместо одной:

Этот тип балласта может быть усовершенствован для мгновенного пуска, поскольку он предварительно нагревает нити перед пуском. Теоретически у нас должен быть увеличенный срок службы лампы; мы скоро узнаем. Завтра я добавлю новую схему этой конструкции с двумя лампочками. Добавление лампы в нижнюю часть этого устройства значительно увеличит выход UVC и позволит лучше покрыть нижнюю сторону предметов без зависимости от отражения UVC. Если есть эксперты по балластам, напишите мне, чтобы я мог улучшить эту конструкцию. Я хотел бы получить как можно дольше от этих лампочек, поскольку их становится все труднее найти и они становятся значительно дороже.

******

Если вы хотите создать версию с микроуправлением, просто подключите первые 2 концевых выключателя как входы к контроллеру. отправьте 1 сигнал высокого и 1 низкого уровня, затем проверьте переключатели в логике. Затем используйте выход для управления SSR для управления балластом. Я использую полевой МОП-транзистор логического уровня для управления SSR с напряжением 12 В, так как он менее подвержен проблемам с электромагнитными помехами, генерируемыми системой. Также используйте только экранированный провод для логических переключателей, поскольку электромагнитные помехи, вероятно, подадут ошибочные логические сигналы на контроллер, когда эта система работает. При использовании системы микроконтроллера всегда используйте резервный концевой выключатель, который напрямую управляет переменным током к свету, поскольку вам нужна защита в случае неисправности платы.

******

Отличные статьи по этому методу:

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

Связанный запах после чистки УФ-фильтром (запах сгоревших волос):

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

Пожалуйста, смотрите ниже комментарии к десяткам применимых журнальных статей о n95.

*******

-Брайан Крэбтри

Магистр, бакалавр биоинженерии из Университета Айдахо.

Чтобы связаться со мной, посетите мой сайт. Пожалуйста, проявите терпение, так как в настоящее время у меня много вопросов. Если у вас есть вопросы по этой технологии, вы всегда можете связаться с отделом инженерии и микробиологии вашего местного университета. Я не изобретал эту технологию, я просто разработал дешевую, доступную и простую в изготовлении версию.

www.crabsci.com

или

www.dripcoffeebrewing.com

Спокан, Вашингтон

Удачи в создании этого!