UVC燈開(kāi)源分享

描述

應(yīng)對(duì)冠狀病毒大流行的絕對(duì)最佳方法是首先不要感染冠狀病毒。到現(xiàn)在為止，你（希望）已經(jīng)把所有的策略都鉆進(jìn)了你的頭骨——洗手，遠(yuǎn)離一大群人，洗手，生病時(shí)呆在家里，洗手，避免旅行可能，請(qǐng)洗手。

隨著 COVID-19 在世界范圍內(nèi)的傳播，醫(yī)院已成為冠狀病毒的零基礎(chǔ)，這是目前最需要避免的地方是醫(yī)院，因?yàn)檫@是所有真正生病的人都會(huì)去的地方。但對(duì)于醫(yī)護(hù)人員和病人自己來(lái)說(shuō)，真的別無(wú)選擇。為了防止冠狀病毒（和其他一切）通過(guò)醫(yī)院傳播，保持表面消毒非常重要，但它也很臟、很沉悶，而且（考慮到你可能感染的東西）很危險(xiǎn)。這就是為什么它是自主機(jī)器人的理想任務(wù)。

被 SARS-CoV-2 污染的表面對(duì)工作人員和患者的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了最大限度地降低員工的風(fēng)險(xiǎn)，醫(yī)院正在使用消毒機(jī)器人對(duì)表面進(jìn)行消毒。該機(jī)器人可以在醫(yī)院周?chē)詣?dòng)或遠(yuǎn)程駕駛，發(fā)射 254 納米的 UVC 光，以消除細(xì)菌和其他有害微生物。使用 UVC 機(jī)器人，醫(yī)院可以保證 99.99% 的消毒率——降低患者、工作人員和親屬感染危險(xiǎn)感染的風(fēng)險(xiǎn)。

UVC 燈可以滅活 SARS-CoV-2 冠狀病毒嗎？

UVC 輻射是一種用于空氣、水和無(wú)孔表面的已知消毒劑。幾十年來(lái)，UVC 輻射一直有效地用于減少細(xì)菌的傳播，例如結(jié)核病。因此，UVC 燈通常被稱為“殺菌”燈。

UVC 輻射已被證明會(huì)破壞 SARS-Coronavirus 的外部蛋白質(zhì)涂層，這是一種與當(dāng)前 SARS-CoV-2 病毒不同的病毒。破壞最終導(dǎo)致病毒失活。（請(qǐng)參閱遠(yuǎn)紫外光 (222 nm) 有效且安全地滅活空氣傳播的人類(lèi)冠狀病毒外部鏈接免責(zé)聲明）。UVC 輻射也可能有效滅活 SARS-CoV-2 病毒，該病毒是導(dǎo)致 2019 年冠狀病毒病 (COVID-19) 的病毒。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱“問(wèn)：我在哪里可以閱讀有關(guān)紫外線輻射和消毒的更多信息？”。然而，目前關(guān)于滅活 SARS-CoV-2 病毒所需的 UVC 輻射的波長(zhǎng)、劑量和持續(xù)時(shí)間的公開(kāi)數(shù)據(jù)有限。

除了了解 UVC 輻射是否能有效滅活特定病毒外，通常情況下，UVC 輻射在滅活病毒方面的有效性也存在局限性。

• 直接暴露：UVC 輻射只有在病毒直接暴露于輻射時(shí)才能滅活病毒。因此，由于土壤（如灰塵）或其他污染物（如體液）阻擋了紫外線輻射，表面上的病毒滅活可能無(wú)效。
• 劑量和持續(xù)時(shí)間：許多家庭使用的 UVC 燈都是低劑量的，因此可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間暴露在給定的表面區(qū)域才能有效地滅活細(xì)菌或病毒。

在家中使用 UVC 燈進(jìn)行消毒是否安全？

A：考慮UVC燈對(duì)人和物體的風(fēng)險(xiǎn)和病毒不完全滅活的風(fēng)險(xiǎn)。

風(fēng)險(xiǎn)：用于消毒目的的 UVC 燈可能會(huì)帶來(lái)潛在的健康和安全風(fēng)險(xiǎn)，具體取決于 UVC 波長(zhǎng)、劑量和輻射暴露時(shí)間。如果設(shè)備安裝不正確或未經(jīng)培訓(xùn)的個(gè)人使用，風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)增加。

• 皮膚和眼睛直接暴露于某些 UVC 燈的 UVC 輻射可能會(huì)導(dǎo)致疼痛的眼部損傷和類(lèi)似燒傷的皮膚反應(yīng)。切勿直視 UVC 燈源，即使是短暫的。如果您因使用 UVC 燈而受到傷害，我們鼓勵(lì)您向FDA 報(bào)告。
• 一些 UVC 燈會(huì)產(chǎn)生臭氧。吸入臭氧會(huì)刺激呼吸道。
• UVC 可以降解某些材料，例如塑料、聚合物和染色紡織品。
• 一些 UVC 燈含有汞。因?yàn)榧词股倭康墓彩怯卸镜?，所以在清潔損壞的燈和處理燈時(shí)需要格外小心。

[來(lái)源：https://www.fda.gov/medical-devices/coronavirus-covid-19-and-medical-devices/uv-lights-and-lamps-ultraviolet-c-radiation-disinfection-and-coronavirus]

遠(yuǎn) UVC 光（207 至 222nm）已被證明在殺死微生物方面與傳統(tǒng)殺菌紫外線一樣有效11，但迄今為止的研究表明，這些波長(zhǎng)不會(huì)導(dǎo)致與直接暴露于傳統(tǒng)殺菌紫外線相關(guān)的人類(lèi)健康問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之（見(jiàn)下文）原因是遠(yuǎn)UVC光在生物材料中的范圍小于幾微米，因此無(wú)法到達(dá)皮膚或眼睛中的活人體細(xì)胞，被皮膚角質(zhì)層或皮膚吸收。眼淚層。但是由于病毒（和細(xì)菌）非常小，遠(yuǎn)紫外光仍然可以穿透并殺死它們。Tus far-UVC 光可能具有與 UV 光大致相同的高效殺菌特性，但沒(méi)有相關(guān)的人類(lèi)健康風(fēng)險(xiǎn)。

殺死或禁用 COVID-19 病毒的 UVC 劑量是多少？

由于 COVID-19 病毒 (SARS-CoV-2) 太新，科學(xué)界還沒(méi)有具體的滅活劑量。但是，我們知道，在 254nm 波長(zhǎng)的直接 UVC 光下，同一 SARS 病毒家族中類(lèi)似病毒的劑量值為 10-20 mJ/cm2；該劑量將在受控的實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn) 99.9% 的消毒（即滅活）。在現(xiàn)實(shí)生活中，病毒通常會(huì)被 UVC 直射光隱藏或遮蔽，從而降低 UVC 的有效性。

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使用由15 W UV-C 燈泡組成的簡(jiǎn)單 UVGI 室設(shè)置，放置在距離消毒表面 0.15 米（6 英寸）的地方，需要至少 2 小時(shí)的暴露時(shí)間才能達(dá)到目標(biāo)滅活劑量。

我的設(shè)計(jì)

我為我的機(jī)器人使用 4WD 坦克底盤(pán)。它是 DFRobot 的底盤(pán)，帶有 4 個(gè)編碼器齒輪電機(jī)。我使用 Adafruit 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器屏蔽 1 將 4 個(gè)電機(jī)與 Arduino 連接。機(jī)器人將使用藍(lán)牙進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。用于控制 Android 應(yīng)用程序是使用 MIT App Inventor 開(kāi)發(fā)的。附上該應(yīng)用程序的源代碼。

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我使用 PVC 管來(lái)支撐 UVC 燈，同時(shí)容納 Arduino、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和 Raspberry Pi 等電路組件。

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我用鋼鋸切割 PVC 管，以便取出相機(jī)色帶。Raspberry Pi 放置在管道內(nèi)。相機(jī)使用雙面膠帶固定在管道上。

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放置 PIR 運(yùn)動(dòng)傳感器以識(shí)別房間內(nèi)的任何活體。

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將所有傳感器和藍(lán)牙模塊與 Arduino 連接后，整個(gè)電子零件都放置在管道內(nèi)。我用一些熱膠將所有組件與管道固定在一起。

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然后將帶有所有組件的管道放置在機(jī)箱的中間位置并用一些膠水固定。為了用電池為 UVC 燈供電，我們需要一個(gè)逆變器。逆變器的額定功率應(yīng)該是100W，因?yàn)槲矣玫氖?、15W的燈。出于演示目的，我使用長(zhǎng)交流電纜使用直接交流電源。

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為了給包括電機(jī)在內(nèi)的所有其他電子設(shè)備供電，我使用了一個(gè) 3 芯鋰電池。為機(jī)器人供電后，完成的機(jī)器人如下所示。

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代碼 Arduino 和 Raspberri Pi、原理圖和 android 應(yīng)用程序源附在代碼部分中。