紫外線消毒燈方案開發(fā)

一、紫外線的消毒原理

目前，消毒方法可分為兩大類，即化學(xué)消毒法和物理消毒法?；瘜W(xué)消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等；物理消毒法有紫外線消毒等。紫外線殺菌消毒原理是利用適當(dāng)波長的紫外線能夠破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結(jié)構(gòu)，造成生長性細(xì)胞死亡和(或)再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。經(jīng)試驗(yàn)，紫外線殺菌的有效波長范圍可分為四個(gè)不同的波段：UVA(400—315nm)、UVB(315—280nm)、UVC(280—200nm)和真空紫外線(200—100nm)。其中能透過臭氧保護(hù)層和云層到達(dá)地球表面的只有UVA和UVB部分。就殺菌速度而言，UVC處于微生物吸收峰范圍之內(nèi)，可在1s之內(nèi)通過破壞微生物的DNA結(jié)構(gòu)殺死病毒和細(xì)菌，而UVA和UVB由于處于微生物吸收峰范圍之外，殺菌速度很慢，往往需要數(shù)小時(shí)才能起到殺菌作用，在實(shí)際工程的數(shù)秒鐘水力停留(照射)時(shí)間內(nèi)，該部分實(shí)際上屬于無效紫外部分。真空紫外光穿透能力極弱，燈管和套管需要采用極高透光率的石英，一般用半導(dǎo)體行業(yè)降解水中的TOC，不用于殺菌消毒。因此，給排水工程中所說的紫外光消毒實(shí)際上就是指UVC消毒。紫外光消毒技術(shù)是基于現(xiàn)代防疫學(xué)、醫(yī)學(xué)和光動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計(jì)的高效率、高強(qiáng)度和長壽命的UVC波段紫外光照射流水，將水中各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死，達(dá)到消毒的目的。

研究表明，紫外線主要是通過對微生物(細(xì)菌、病毒、芽孢等病原體)的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達(dá)到消毒的目的。紫外線對核酸的作用可導(dǎo)致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復(fù)制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。紫外線消毒是一種物理方法，它不向水中增加任何物質(zhì)，沒有副作用，這是它優(yōu)于氯化消毒的地方，它通常與其它物質(zhì)聯(lián)合使用。

紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在于光譜紫外線端的外側(cè)，故稱之為紫外線，依據(jù)不同的波長范圍，被割分為A、B、C三種波段，其中的C波段紫外線波長在240—260nm之間，為最有效的殺菌波段。

現(xiàn)代紫外線消毒技術(shù)是基于現(xiàn)代防疫學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)和物理化學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計(jì)的高效率，高強(qiáng)度和長壽命的C波段紫外光發(fā)生裝置，產(chǎn)生的強(qiáng)紫外C光照射空氣或物體表面，當(dāng)空氣或固體表面中的各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其它病原體受到一定劑量的紫外C光輻射后，其細(xì)胞中的DNA結(jié)構(gòu)受到破壞，從而在不使用任何化學(xué)藥物的情況下殺滅細(xì)菌、病毒，以及其它致病體，達(dá)到消毒和凈化的目的。它具有高效、廣譜、價(jià)廉、長壽、操作簡便、運(yùn)行費(fèi)用低、不產(chǎn)生任何二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

紫外線是一種比可見光波長還短的光線，它可以根據(jù)波長分為三種：A光：短期效應(yīng)會(huì)造成曬紅、曬黑、光敏感反應(yīng)，長期則會(huì)產(chǎn)生皺紋、黑斑、皮膚老化。B光：短期效應(yīng)是曬紅、曬黑、曬傷，長期影響會(huì)長皺紋、黑斑、皮膚癌。C光：因臭氧層無法到達(dá)地表，短期看不出來，但長期會(huì)產(chǎn)生皮膚癌。

我們可以清楚了解，容易造成曬傷的是B光；也就是說，當(dāng)你興高采烈的到海灘去曬得又紅又痛，還脫了一層皮回來，就是紫外線B光的短期作用?！笆覂?nèi)紫外線曬黑法”就是利用“趨吉避兇”的原理，避開紫外線B光，只用紫外線A光，這樣短期內(nèi)就可以達(dá)到曬黑的效應(yīng)，卻沒有曬傷的顧慮。也就是在裝設(shè)有許多紫外線A光燈管的機(jī)器內(nèi)，循序漸進(jìn)的增加曝曬的時(shí)間，來達(dá)到逐漸變黑的目的。

二、紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)

紫外線消毒無需化學(xué)藥品，不會(huì)產(chǎn)生THMs類消毒副產(chǎn)物。殺菌作用快，效果好。無臭味，無噪聲，不影響水的口感。容易操作，管理簡單，運(yùn)行和維修費(fèi)用低。

大多數(shù)紫外線裝置利用傳統(tǒng)的低壓紫外燈技術(shù)，也有一些大型水廠采用低壓高強(qiáng)度紫外燈系統(tǒng)和中壓高強(qiáng)度紫外燈系統(tǒng)，由于產(chǎn)生高強(qiáng)度的紫外線可能使燈管數(shù)量減少90％以上，從而縮小了占地面積，節(jié)約了安裝和維修費(fèi)用。

三、紫外線消毒適用范圍及條件

（1）紫外線可以殺滅各種微生物，包括細(xì)菌繁殖體、芽胞、分支桿菌、病毒、真菌、立克次體和支原體等，凡被上述微生物污染的表面，水和空氣均可采用紫外線消毒。

（2）紫外線輻照能量低，穿透力弱，僅能殺滅直接照射到的微生物，因此消毒時(shí)必須使消毒部位充分暴露于紫外線下。

（3）用紫外線消毒紙張、織物等粗糙表面時(shí)，要適當(dāng)延長照射時(shí)間，且兩面均應(yīng)受到照射。

（4）紫外線消毒的最適宜溫度范圍是20一40℃，溫度過高過低均會(huì)影響消毒效果，可適當(dāng)延長消毒時(shí)間，用于空氣消毒時(shí)，消毒環(huán)境的相對濕度低于80％為好，否則應(yīng)適當(dāng)延長照射時(shí)間。

（5）用紫外線殺滅被有機(jī)物保護(hù)的微生物時(shí)，應(yīng)加大照射劑量?？諝庵械膽腋×Ｗ右部捎绊懴拘Ч?。

四、紫外線消毒燈使用方法

智能控制器預(yù)先設(shè)定組合密碼，盡量簡單工作人員易記，此時(shí)未輸入密碼，按開關(guān)鍵紫外線燈不通電，以防患者及家屬誤按開關(guān)誤開。

照射時(shí)，各類人員離開消毒場所，關(guān)房門。輸入預(yù)設(shè)組合密碼，設(shè)定照射時(shí)間，開關(guān)閉合，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，紫外線消毒燈亮，屏幕顯示照射時(shí)間，累計(jì)計(jì)時(shí)器啟動(dòng)開始工作。照射時(shí)間到，定時(shí)開關(guān)閉合。照射過程中，若推開門入室，紫外線開關(guān)將自動(dòng)關(guān)閉消毒燈，并發(fā)出警報(bào)聲。此時(shí)，先合上室門，后在面板上按LCD屏幕上的提示操作重新開啟紫外線燈(按剩余時(shí)間繼續(xù)消毒)或徹底關(guān)閉紫外線燈方能結(jié)束報(bào)警。

（1）對物品表面的消毒方法：照射方式最好使用便攜式紫外線消毒器近距離移動(dòng)照射，也可采取紫外燈懸吊式照射。對小件物品可放紫外線消毒箱內(nèi)照射。

照射劑量和時(shí)間不同種類的微生物對紫外線的敏感性不同，用紫外線消毒時(shí)必須使用照射劑量達(dá)到殺滅目標(biāo)微生物所需的照射劑量。殺滅一般細(xì)菌繁殖體時(shí)，應(yīng)使照射劑量達(dá)到10000uW．s/em2；殺滅細(xì)菌芽胞時(shí)應(yīng)達(dá)到100000uW．s/Cm；病毒對紫外線的抵抗力介于細(xì)菌繁殖體和芽胞之間；真菌孢子的抵抗力比細(xì)菌芽胞更強(qiáng)，有時(shí)需要照射到以對600000uW．s/Cm2；在消毒的目標(biāo)微生物不詳時(shí)，照射劑量不應(yīng)低于100000uW．s/Cm2。輻照劑量是所用紫外線燈在照射物品表面處的輻照強(qiáng)度和照射時(shí)間的乘積。因此，根據(jù)紫外線光源的輻照強(qiáng)度，可以計(jì)算出需要照射的時(shí)間。例如，用輻照強(qiáng)度為70uW/Cm2的紫外線表面消毒器近距離照射物品表面；選擇的輻照劑量是一100000uW．s/Cm；則需照射的時(shí)間是：100000uW．s/Cm2÷70uW/Cm2=24分鐘。

（2）對室內(nèi)空氣的消毒方法：間接照射法首選高強(qiáng)度紫外線空氣消毒器，不僅消毒效果可以，而且可在室內(nèi)有人活動(dòng)時(shí)使用，一般開機(jī)消毒．30rain即可達(dá)到消毒合格。直接照射法在室內(nèi)無人條件下，可采取紫外線燈懸吊式或移動(dòng)式直接照射。采用室內(nèi)懸吊式紫外線消毒時(shí)，室內(nèi)安裝紫外線消毒燈(30W紫外線燈，在1．0米處的強(qiáng)度>70uW/Cm)的數(shù)量為平均每立方米不少于1．5W照射時(shí)間不少于30min。

五、使用紫外線消毒燈的注意事項(xiàng)

（1）在使用過程中，應(yīng)保持紫外線燈表面的清潔，一般每一周用95％無水酒精棉球擦拭一次，發(fā)現(xiàn)燈管表面有灰塵、油污時(shí)，應(yīng)隨時(shí)擦拭。
（2）用紫外線燈消毒室內(nèi)空氣時(shí)。房間內(nèi)應(yīng)保持清潔干燥，減少塵埃和水霧，溫度低于2O℃或高于4O℃，相對濕度大于60％時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長照射時(shí)間。
（3）用紫外線消毒物品表面時(shí)，應(yīng)使照射表面受到紫外線的直接照射，且應(yīng)達(dá)到足夠的照射劑量。不得使紫外線光源照射到人，以免引起損傷。

六、紫外線消毒燈設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

紫外線消毒燈是國內(nèi)許多醫(yī)院進(jìn)行空氣消毒的常用工具，是最方便、經(jīng)濟(jì)的消毒方法，亦是控制醫(yī)院感染的重要設(shè)施。紫外線可以殺滅各種微生物，包括細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌芽孢、結(jié)核桿菌、真菌、病毒和立克次氏體等，在醫(yī)院及其他公共場所，特別是基層醫(yī)院被廣泛應(yīng)用。但紫外線有殺死正常細(xì)胞的不良反應(yīng)，故人體不宜直接照紫外線燈。調(diào)查多家醫(yī)院發(fā)現(xiàn)，紫外線燈開關(guān)與普通日光燈開關(guān)相同并相鄰，患者或家屬有誤開誤照紫外線燈致傷害人體事件發(fā)生。此外，護(hù)理人員使用紫外線燈消毒時(shí)要控制消毒時(shí)間，記錄燈管累計(jì)照射時(shí)間等，針對以上情況，我們研制了紫外線消毒燈智能控制器，介紹如下。

紫外線消毒燈智能控制器設(shè)計(jì)功能為防誤開、照射時(shí)入室報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉、設(shè)定照射時(shí)間、記錄燈管累計(jì)照射時(shí)間等。該開關(guān)面板設(shè)計(jì)大小與國標(biāo)86型開關(guān)相同，采用單火線方式供電，可在普通開關(guān)上改裝。開關(guān)面板上有LED燈和LCD屏幕。外觀如圖1所示，有以下幾個(gè)功能:

(1)定時(shí)照射設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)開關(guān)，照射開始后半小時(shí)或一小時(shí)(可設(shè)置選擇多個(gè)照射時(shí)間)，計(jì)時(shí)結(jié)束自動(dòng)關(guān)閉;也可通過面板上的開關(guān)手動(dòng)關(guān)閉。開關(guān)面板上有LED燈和LCD屏幕指示紫外線消毒燈的工作狀態(tài)。

(2)自動(dòng)記錄紫外線燈管累計(jì)使用時(shí)間。紫外線燈點(diǎn)亮后將自動(dòng)累計(jì)計(jì)時(shí)，關(guān)燈時(shí)停止計(jì)時(shí)，斷電時(shí)原有計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，通電后在原有計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)上繼續(xù)計(jì)時(shí);計(jì)時(shí)精度小于15min，計(jì)時(shí)范圍為0～6000h(一般紫外線燈管使用壽命為4000h)，可設(shè)置清零(更換燈管);紫外線燈管的累計(jì)使用小時(shí)數(shù)(h)能實(shí)時(shí)顯示在開關(guān)面板的LCD屏幕上。

(3)安全自動(dòng)保護(hù)功能。在消毒室門上安裝磁片和磁敏傳感器以檢測門的開關(guān)狀態(tài)，防止紫外線燈消毒過程中，人員誤入造成傷害。當(dāng)門處于關(guān)閉狀態(tài)下，才能通過紫外線開關(guān)(設(shè)計(jì)安裝在消毒室外)打開室內(nèi)的紫外線消毒燈。紫外線燈開啟消毒過程中，若有人誤開門，紫外線開關(guān)將自動(dòng)關(guān)閉消毒燈，并發(fā)出警報(bào)聲。此時(shí)，先合上室門，后在面板上按LCD屏幕上的提示操作重新開啟紫外線燈(按剩余時(shí)間繼續(xù)消毒)或徹底關(guān)閉紫外線燈方能結(jié)束報(bào)警。

(4)開關(guān)密碼防誤開功能。為防止平時(shí)非工作人員在室外誤開消毒燈對室內(nèi)患者造成傷害，設(shè)計(jì)開關(guān)具有開機(jī)密碼功能。即打開開關(guān)電源后，需先輸入預(yù)設(shè)的組合鍵，才能進(jìn)入功能使用界面，使用開關(guān)功能。系統(tǒng)框架圖如圖2所示。

七、紫外消毒燈控制器優(yōu)點(diǎn)

（1）防止患者及家屬誤開紫外線燈開關(guān)：傳統(tǒng)紫外線消毒開關(guān)是置于室內(nèi)的普通開關(guān)裝置，易被患者或家屬誤操作而受傷害，紫外線對人體皮膚及眼睛均有傷害，可致皮膚燒傷、角膜發(fā)炎、皮膚癌等;紫外線產(chǎn)生的臭氧催人老化，其氣味使人難以接受，吸入過多會(huì)使人中毒。臭氧進(jìn)入血液與血紅蛋白競爭氧氣，故只能在無人的狀態(tài)下進(jìn)行空氣消毒。

本裝置開關(guān)具有開機(jī)密碼功能，即打開開關(guān)電源后，需先輸入預(yù)設(shè)的組合鍵，才能進(jìn)入功能使用界面，使用開關(guān)功能。防止平時(shí)患者或家屬在室外誤開紫外線消毒燈對室內(nèi)患者造成醫(yī)源性和職業(yè)性傷害。

（2）自動(dòng)保護(hù)人體免受紫外線照射：在門和門框的對應(yīng)位置上安裝磁片和磁敏傳感器以檢測門的開關(guān)狀態(tài)。紫外線燈消毒過程中，如人員誤入照射區(qū)，紫外線開關(guān)將自動(dòng)關(guān)閉消毒燈，并發(fā)出警報(bào)聲。合上室門，在面板上按LCD屏幕上的提示操作重新開啟紫外線燈(按剩余時(shí)間繼續(xù)消毒)或徹底關(guān)閉紫外線燈方能結(jié)束報(bào)警。

（3）自動(dòng)定時(shí)和累時(shí)照射時(shí)間，確保消毒質(zhì)量，方便工作人員記錄：傳統(tǒng)紫外線消毒模式為手控式開關(guān)，人工計(jì)時(shí)，從開燈－計(jì)時(shí)－關(guān)燈－記錄，每根燈管逐日登記消毒時(shí)間、累計(jì)使用時(shí)間，增加護(hù)士工作量。這種完全人工機(jī)械操作的模式，不僅過程繁瑣，而且護(hù)理人員要兼顧其他工作，開燈后常忘記計(jì)時(shí)致紫外線照射時(shí)間過長或過短，隨意性大，影響消毒質(zhì)量。安裝智能控開關(guān)后，設(shè)置照射時(shí)間完成后自動(dòng)關(guān)閉并自動(dòng)累計(jì)，計(jì)時(shí)范圍為0～6000h(一般紫外線燈管使用壽命為4000h)，更換燈管后可設(shè)置清零，重新計(jì)時(shí)。紫外線燈管的累計(jì)使用小時(shí)數(shù)(h)能實(shí)時(shí)顯示在開關(guān)面板的LCD屏幕上，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。只需記錄安裝或更換紫外線燈管的時(shí)間設(shè)計(jì)定時(shí)開關(guān)。

總結(jié)

綜上所述，本研究紫外線消毒燈智能控制器可提高紫外線燈消毒的安全性，減輕人的工作量，提供一種安全、有效、簡便消毒工作方式。

以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的紫外線消毒燈方案詳情。如果您有紫外消毒器開發(fā)設(shè)計(jì)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商：松翰、應(yīng)廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、藍(lán)牙IC與模塊、wifi模塊。我們的開發(fā)能力涵蓋了PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)等軟硬件設(shè)計(jì)。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。

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