UVC-sterilisator för nödsituationer vid covid-19: 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Hur man gör en UVC -sterilisatorlåda. Första sakerna först. El är farligt! Om du inte är säker och kompetent, försök inte med något som nämns nedan. UVC (253,7 nm) ljus är kraftfullt, det kan förblinda dig och eventuellt ge dig hudcancer om det utsätts för dina ögon eller oskyddad hud. Använd en svetsmask och skyddsutrustning om du vill kontrollera lampans funktion utanför lådan (rekommenderas starkt inte). Om du bygger en av dessa enheter, kontakta ditt sjukhus eller den lokala sjukvården innan du bara dyker upp med en.

Sjukhusen här och i hela landet håller på att ta slut. Våra lokala sjukhusarbetare måste återanvända sina masker utan att på något sätt effektivt desinficera dem. När denna COVID-19-sjukdom sprider sig måste vi börja arbeta som ett team för att få kontroll på detta.

Under de senaste veckorna har jag utvecklat en maskin som kan hjälpa vårt sjukvårdssystem att hantera detta. Jag har designat ett UVC -system som kan desinficera återanvändbar sjukhusutrustning på några minuter (n95 -tal, kirurgiska masker, skyddsglasögon, stetoskop etc). Denna utrustning är mycket billig och lätt att bygga. För närvarande använder våra lokala vårdcentraler mina system för att desinficera deras personliga skyddsutrustning. Dessa system kan effektivt eliminera vår n95 -maskbrist. Alla ingenjörer, tillverkare, STEM -studenter och skickliga hantverkare kan göra dem. Detta hjälper till att ta bort stressen från sjukhusarbetare, eftersom deras engångsutrustning nu kan återanvändas säkert.

Hur man gör detta:

Tillbehör

Här är vad jag brukade göra dessa enheter:

UVC -lampa (bakteriedödande) 2G11 (1)

2g11 bas (1)

2g11 lamphållare (1)

ballast (1)

ballastalternativ … se slutet av artikeln för uppdateringar om förkopplingsdon och lampans livslängd.

gränslägesbrytare (ac/dc) (3)

12-18 gauge wire ~ 5 ft tillgänglig av ft hemma depå, eller använd den extra kabeln från ballasten

aluminiumplåt jag köpte från skrotgården 3/32 tum eller använda aluminiumtejp för att reflektera ljus

aluminiumtejp (alternativ till aluminiumplåt)

plastlåda (1)

mekanisk timer (1)

eluttag eller kabelförskruvning

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

effektbrytare 2A (redundant säkerhetsbackup … om du använder ovanför eluttaget har den en 5A säkring)

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

Steg 1: UVC -sterilisator

Hitta ett sätt att få in din växelström i lådan. Använd antingen en kabelgenomföring eller ett eluttag.

Steg 2: Samla ihop dina komponenter

För detta behöver du din strömbrytare, mekanisk timer, gränslägesbrytare, förkopplingsdon, 2g11 -uttag och 2g11 UVC -bakteriedödande lampa.

(Titta på bilderna för den faktiska layouten och det elektriska schemat)

Så snart strömmen kommer in i lådan, anslut den heta ledningen till 2A -brytaren.

Anslut den neutrala kabeln till den neutrala på ballasten och anslut marken till ballastens metallhölje.

Anslut utgången från effektbrytaren till ingången till den mekaniska timeromkopplaren.

Anslut den mekaniska timeromkopplarens utgång till den normala öppna terminalen (N. O.) på den första gränslägesbrytaren.

Anslut en kabel från den andra sidan av gränslägesbrytaren och anslut den till den normalt öppna (N. O.) terminalen på den andra gränslägesbrytaren.

Ta utmatningen från den andra gränslägesbrytaren och anslut den till lasten (svart ledning) på ballasten.

Anslut den blå tråden från ballasten till ena sidan av 2G11 -basen. Om det finns 2 blå trådar, täck en av dem med en trådmutter. Skär den röda tråden från ballastutgången på mitten.

Anslut ena änden av den röda tråden till den normalt öppna (N. O.) terminalen på den tredje gränslägesbrytaren, anslut den andra änden till utgången från den omkopplaren. Fäst den andra röda änden på 2G11 -basen mittemot den blå tråden.

Täck över alla andra ledningar som kommer ut ur ballasten.

Nu börjar det roliga.

Steg 3: Ordna lådan och lägg till reflekterande aluminium

Hitta nu ett sätt att montera allt detta inuti lådan!

Montera glödlampan i lådans ovansida (se bild).

Observera att bilderna är av en mer komplex datorstyrd låda med extra komponenter (likströmskälla, din -terminaler och ett solid state -relä), men du förstår.

Se kommentarer från jfox240 nedan för ytterligare bilder!

Gruppera alla elektriska komponenter på ena sidan av lådan för att möjliggöra maximal steriliseringsyta. Jag föreslår att man använder akryl för att isolera de elektriska komponenterna från användaren.

Montera gränslägesbrytarna så att de bara stängs när lådan är tät. Jag använde en multimeter med "ton" konduktivitetslarm. Fäst din mätare på omkopplarna och placera omkopplarna på insidan av lådan så att den måste vara helt stängd för att koppla in omkopplaren. Montera omkopplarna ordentligt med skruvar så att de inte rör sig vid kraftig användning.

Täck nu insidan med reflekterande aluminium. Jag använde 3/32 ark och skruvade fast det på insidan av plasten. Se bara till att din elektriska är isolerad helt eftersom aluminium leder elektricitet. Ett billigt alternativ är att belägga insidan av lådan med aluminiumtejp. Jag tog också bort tryckavlastningsventilen och fyllde hålet med varmt lim för att låta användaren se att lampan lyser.

Gör nu några stöd för masker, skyddsglasögon, stetoskop etc. Jag använde klar akryl och 50 lb fiskelina för att skapa ett rutnät 1 ovanför lådans golv. Detta gör att föremål inte kan röra vid botten, vilket gör att reflekterat UV -ljus kan sterilisera Jag täckte också akrylen med aluminiumtejp för att öka reflektionen av UVC.

Kontrollera att din UVC -effekt från glödlamporna faktiskt UVC kommer att variera. Tack till Dr Bohl för denna information. Det verkar som att UVC -utgången är ~ 1/3 av den nominella watten från de flesta lampor.

Så för en 36W glödlampa skulle vi ha ~ 12W UVC (12, 000, 000μW) över ett område på ~ 1440cm2 ger 8, 300 μW/cm2. Över 1 minut doserar dessa föremål med ~ 500, 000μW/cm2 eller 0,5J/cm2. Dessa värden minskar också exponentiellt med avståndet. Detta är bara beräkningar och din intensitet kommer att variera beroende på bland annat temp, glödlampscykler och reflektivitet för UVC. Helst kan dessa mätas med en UVC -mätare om den är tillgänglig.

BARA UT!!!! De gjorde en version i rumsstorlek !!!

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

Anmärkningar om variationer:

Jag använde direktstartdon i den här metoden eftersom deras slagspänning är tillräckligt hög för att jag aldrig har haft problem med att starta UVC -lampan. Dessa förkopplingsdon orsakar för tidiga fel på glödlamporna på grund av glödtråd av filamentmaterialet under högfrekvensstart. Jag valde avsiktligt denna typ av ballast eftersom de arbetade med alla lampor som jag kunde hitta. Jag hade problem med flera programmerbara start- och snabbstartdon, eftersom de hade otillräcklig spänning för att starta lamporna. Inledningsvis trodde jag att den här tillförlitlighetsavvägningen var värd minskningen av glödlampans livslängd eftersom lamporna var billiga och lätt utbytbara. Vi hade vårt första glödlampa i går (varumärkeslampa från Amazon) det varade ~ 1500 cykler och hade betydande missfärgning nära filamenten på grund av elektrodförstötning. 1500 cykler är ok, men jag tror att vi kan få bättre livslängd genom att använda dedikerade UVC -förkopplingsdon med snabbstartdon. Jag fick den här snabbstartsmodellen att fungera med två lampor istället för en:

Denna typ av ballast skulle förbättras till omedelbar start eftersom den förvärmer filamenten innan den startas. Vi borde teoretiskt ha ett ökat glödlampsliv; får vi veta snart. Jag lägger till ett nytt diagram över denna design med två lampor imorgon. Om du lägger till en lampa i botten av denna enhet ökar UVC -effekten dramatiskt och ger bättre täckning av undersidan av föremål utan att det beror på reflektion av UVC. Om det finns några ballast -experter där ute, vänligen meddela mig så att jag kan förbättra denna design. Jag skulle vilja få ett så långt liv som möjligt av dessa lampor eftersom de blir svårare att köpa och betydligt dyrare.

******

Om du vill göra en mikrostyrd version, koppla helt enkelt de två första gränslägesbrytarna som ingångar till styrenheten. skicka 1 signal hög och 1 låg och kontrollera sedan omkopplarna i logiken. Använd sedan output för att driva en SSR för att styra ballasten. Jag använder en logisk nivå MOSFET för att driva SSR med 12V, eftersom detta är mindre benäget att ha problem med EMI som genereras från systemet. Använd också bara skärmad tråd för logiska switchar eftersom EMI förmodligen kommer att ge felaktiga logiska signaler till regulatorn när detta system körs. Använd alltid en backup -gränslägesbrytare som direkt styr AC: n till ljuset om du använder ett mikrokontrollsystem eftersom du behöver skydd om kortet fungerar.

******

Bra artiklar om denna metod:

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

Tillhörande lukt efter rengöring med UVC (luktar bränt hår):

www.ara.com/sites/default/files/Amendum1…

Se nedanstående kommentarer för dussintals tillämpliga tidningsartiklar om n95 -talet.

*******

-Brian Crabtree

MS, BS Bioteknik från University of Idaho

För att kontakta mig, se min webbplats. Var tålamod eftersom jag är överväldigad med frågor just nu. Du kan alltid kontakta teknik- och mikrobiologiavdelningen vid ditt lokala universitet om du har frågor om denna teknik. Jag uppfann inte denna teknik, jag designade bara en billig, prisvärd och enkel att göra version.

www.crabsci.com

eller

www.dripcoffeebrewing.com

Spokane WA

Lycka till med att göra detta!