Sterilizzatore UVC per emergenza COVID-19: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Come realizzare una scatola di sterilizzatore UVC. Cominciando dall'inizio. L'elettricità è pericolosa! Se non sei sicuro e competente, non tentare nulla di cui sotto. La luce UVC (253.7 nm) è potente, può accecarti e possibilmente provocare il cancro della pelle se esposta agli occhi o alla pelle non protetta. Utilizzare una maschera per saldatura e dispositivi di protezione se si desidera controllare la funzione della lampadina fuori dalla scatola (molto fortemente sconsigliato). Se stai costruendo una di queste unità, verifica con il tuo ospedale o la struttura sanitaria locale prima di presentarti con una.

Gli ospedali qui e in tutta la nazione stanno finendo le scorte. I nostri operatori ospedalieri locali devono riutilizzare le loro maschere senza alcun modo per disinfettarle efficacemente. Man mano che questa malattia COVID-19 si diffonde, dobbiamo iniziare a lavorare come una squadra per tenerla sotto controllo.

Nelle ultime settimane ho sviluppato una macchina che può aiutare il nostro sistema sanitario a far fronte a questo. Ho progettato un sistema UVC in grado di disinfettare le apparecchiature ospedaliere riutilizzabili in pochi minuti (n95, maschere chirurgiche, occhiali, stetoscopi, ecc.). Questa attrezzatura è molto economica e facile da costruire. Attualmente i nostri pronto soccorso locali stanno usando i miei sistemi per disinfettare i loro DPI. Questi sistemi possono eliminare efficacemente la nostra carenza di maschere n95. Qualsiasi ingegnere, creatore, studente STEM e tuttofare capace può realizzarli. Ciò contribuirà a ridurre lo stress degli operatori ospedalieri, poiché ora le loro attrezzature monouso possono essere riutilizzate in sicurezza.

Come fare questo:

Forniture

Ecco cosa ho usato per realizzare queste unità:

Lampadina UVC (germicida) 2G11 (1)

Base 2g11 (1)

Portalampada 2g11 (1)

zavorra (1)

opzioni reattori… si prega di consultare la fine dell'articolo per gli aggiornamenti sui reattori e sulla durata della lampadina.

finecorsa (ac/dc) (3)

Cavo di calibro 12-18 ~ 5 piedi disponibile presso il deposito di piedi a casa, oppure utilizzare il cavo extra dal reattore

foglio di alluminio che ho comprato dal cantiere di demolizione 3/32 pollici o uso del nastro di alluminio per riflettere la luce

nastro di alluminio (alternativa al foglio di alluminio)

scatola di plastica (1)

timer meccanico(1)

presa di corrente o pressacavo

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

interruttore automatico 2A (backup di sicurezza ridondante…se si utilizza una presa di corrente sopra, ha un fusibile da 5A)

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

Passaggio 1: sterilizzatore UVC

Trova un modo per inserire l'alimentazione CA nella scatola. Utilizzare un pressacavo o una presa di corrente.

Passaggio 2: raccogli i tuoi componenti

Per questo avrai bisogno del tuo interruttore automatico, timer meccanico, finecorsa, reattore, presa 2g11 e lampadina germicida UVC 2g11.

(Guarda le immagini per il layout reale e lo schema elettrico)

Non appena l'alimentazione entra nella scatola, collegare il filo caldo all'interruttore automatico da 2A.

Collegare il filo neutro al neutro del reattore e collegare la terra alla cassa metallica del reattore.

Collegare l'uscita dell'interruttore automatico all'ingresso del timer meccanico.

Collegare l'uscita del timer meccanico al morsetto normalmente aperto (N. O.) del primo finecorsa.

Collegare un filo dall'altro lato del finecorsa e collegarlo al terminale normalmente aperto (N. A.) del secondo finecorsa.

Prendere l'uscita del secondo finecorsa e collegarla al carico (filo nero) sul ballast.

Dal ballast collegare il filo blu a un lato della base 2G11. Se ci sono 2 fili blu, coprine uno con un dado per filo. Tagliare a metà il filo rosso dall'uscita del ballast.

Collegare un'estremità del filo rosso al terminale normalmente aperto (N. O.) del 3° finecorsa, collegare l'altra estremità all'uscita di quell'interruttore. Collegare l'altra estremità rossa alla base 2G11 di fronte al filo blu.

Copri tutti gli altri fili che escono dal ballast.

Ora inizia il divertimento.

Passaggio 3: disporre la scatola e aggiungere alluminio riflettente

Ora trova un modo per montare tutto questo all'interno della scatola!

Montare la lampadina nella parte superiore della scatola (vedi foto).

Si prega di notare che le immagini sono di una scatola controllata da computer più complessa con componenti extra (fonte di alimentazione CC, terminali din e un relè a stato solido), ma si ottiene l'idea.

Si prega di vedere i commenti di jfox240 di seguito per ulteriori immagini!

Raggruppare tutti i componenti elettrici su un lato della scatola per consentire la massima area di sterilizzazione. Suggerisco di utilizzare l'acrilico per isolare i componenti elettrici dall'utente.

Montare i finecorsa in modo che si chiudano solo quando il coperchio della scatola è ben serrato. Ho usato un multimetro con l'allarme di conducibilità "tono". Attacca il tuo misuratore agli interruttori e posiziona gli interruttori all'interno della scatola in modo tale che debba essere completamente chiusa per attivare l'interruttore. Montare gli interruttori saldamente con le viti in modo che non si muovano durante un uso intenso.

Ora rivestire l'interno con alluminio riflettente. Ho usato un foglio 3/32 e l'ho avvitato all'interno della plastica. assicurati solo che il tuo impianto elettrico sia completamente isolato poiché l'alluminio condurrà elettricità. Un'alternativa economica è rivestire l'interno della scatola con nastro di alluminio. Ho anche rimosso la valvola limitatrice di pressione e riempito il foro con la colla a caldo per consentire all'utente di vedere che la lampadina si accende.

Ora crea alcuni supporti per maschere, occhiali, stetoscopi, ecc. Ho usato acrilico trasparente e filo da pesca da 50 libbre per creare una griglia a 1 sopra il pavimento della scatola. Ciò consente agli oggetti di non toccare il fondo, consentendo così la sterilizzazione della luce UV riflessa entrambi i lati Ho anche rivestito l'acrilico con nastro di alluminio per aumentare la riflessione dei raggi UVC.

Controlla la tua uscita UVC dalle lampadine UVC effettive varierà. Grazie al Dr. Bohl per queste informazioni. Sembra che l'uscita UVC sia ~1/3 della potenza nominale della maggior parte delle lampadine.

Quindi per una lampadina da 36 W, avremmo ~ 12 W UVC (12, 000, 000 μW) su un'area di ~ 1440 cm2 per 8, 300 μW/cm2. Oltre 1 minuto questo dosa gli articoli con ~ 500, 000μW/cm2 o 0,5J/cm2. Anche questi valori diminuiscono esponenzialmente con la distanza. Questi sono solo calcoli e la tua intensità varierà in base alla temperatura, ai cicli della lampadina e alla riflettività dei raggi UVC, tra le altre cose. Idealmente, questi possono essere misurati con un misuratore UVC, se disponibile.

APPENA FUORI!!!! Hanno realizzato una versione a grandezza naturale!!

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

Note sulle variazioni:

Ho usato reattori ad avvio istantaneo in questo metodo poiché la loro tensione di attivazione è abbastanza alta da non aver mai avuto problemi ad avviare la lampadina UVC. Questi reattori causano un guasto prematuro dei bulbi a causa dello sputtering del materiale del filamento durante l'avvio ad alta frequenza. Ho scelto intenzionalmente questo tipo di ballast poiché funzionavano con tutte le lampadine che riuscivo a trovare. Ho avuto problemi con diversi reattori ad avvio programmabile e avvio rapido poiché avevano una tensione insufficiente per avviare le lampadine. Inizialmente pensavo che questo compromesso di affidabilità valesse la diminuzione della durata della lampadina poiché le lampadine erano economiche e facilmente sostituibili. Ieri abbiamo avuto il nostro primo guasto della lampadina (lampadina senza marchio di Amazon) è durata ~ 1500 cicli e ha avuto un significativo scolorimento vicino ai filamenti a causa dello sputtering degli elettrodi. 1500 cicli vanno bene, ma penso che possiamo ottenere una migliore durata della vita utilizzando reattori UVC dedicati di reattori ad avvio rapido. Ho fatto funzionare questo modello di avvio rapido utilizzando due lampadine invece di una:

Questo tipo di ballast migliorerebbe l'avvio istantaneo poiché preriscalda i filamenti prima di iniziare. In teoria dovremmo avere una maggiore durata del bulbo; lo scopriremo presto. Domani aggiungerò un nuovo diagramma di questo design a 2 lampadine. L'aggiunta di una lampadina nella parte inferiore di questa unità aumenterà notevolmente l'emissione UVC e consentirà una migliore copertura della parte inferiore degli articoli senza dipendere dal riflesso dei raggi UVC. Se ci sono esperti di zavorra là fuori, per favore mandami un messaggio così posso migliorare questo design. Vorrei ottenere il più a lungo possibile da queste lampadine poiché stanno diventando più difficili da reperire e notevolmente più costose.

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Se si vuole realizzare una versione microcontrollata è sufficiente cablare i primi 2 finecorsa come ingressi al controllore. inviare 1 segnale alto e 1 basso quindi controllare gli interruttori nella logica. Quindi utilizzare l'uscita per pilotare un SSR per controllare il reattore. Uso un MOSFET a livello logico per pilotare l'SSR con 12V, poiché questo è meno soggetto a problemi con l'EMI generato dal sistema. Inoltre, utilizzare solo cavi schermati per gli interruttori logici poiché l'EMI probabilmente fornirà segnali logici difettosi al controller quando questo sistema è in funzione. Utilizzare sempre un interruttore di finecorsa di backup che controlli direttamente l'AC alla luce se si utilizza un sistema di microcontrollore poiché è necessaria una protezione in caso di malfunzionamento della scheda.

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Grandi articoli su questo metodo:

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

Odore associato dopo la pulizia con UVC (odore di capelli bruciati):

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

Si prega di vedere sotto i commenti per decine di articoli di riviste applicabili su n95.

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-Brian Crabtree

MS, BS Bioingegneria presso l'Università dell'Idaho

Per contattarmi si prega di consultare il mio sito web. Per favore sii paziente perché sono sopraffatto dalle domande al momento. Puoi sempre contattare il dipartimento di ingegneria e microbiologia della tua università locale se hai domande su questa tecnologia. Non ho inventato questa tecnologia, ho solo progettato una versione economica, economica e facile da realizzare.

www.crabsci.com

o

www.dripcoffeebrewing.com

Spokane WA

Divertiti a realizzarlo!