UVC-sterilisator voor COVID-19-noodsituatie: 3 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Hoe maak je een UVC-sterilisatordoos? Eerste dingen eerst. Elektriciteit is gevaarlijk! Als u niet zelfverzekerd en bekwaam bent, probeer dan niets dat hieronder wordt vermeld. UVC-licht (253.7nm) is krachtig, het kan u verblinden en mogelijk huidkanker veroorzaken als het wordt blootgesteld aan uw ogen of onbeschermde huid. Gebruik een lasmasker en beschermende uitrusting als u de lampfunctie buiten de doos wilt controleren (zeer sterk afgeraden). Als je een van deze units bouwt, neem dan contact op met je ziekenhuis of plaatselijke zorginstelling voordat je er gewoon een komt brengen.

De ziekenhuizen hier, en in het hele land, raken door hun voorraad heen. Onze lokale ziekenhuismedewerkers moeten hun maskers opnieuw gebruiken zonder ze effectief te desinfecteren. Nu deze COVID-19-ziekte zich verspreidt, moeten we als een team gaan werken om dit onder controle te krijgen.

De afgelopen weken heb ik een machine ontwikkeld die ons zorgsysteem kan helpen hiermee om te gaan. Ik heb een UVC-systeem ontworpen dat herbruikbare ziekenhuisapparatuur in enkele minuten kan desinfecteren (n95's, chirurgische maskers, veiligheidsbrillen, stethoscopen enz.). Deze apparatuur is erg goedkoop en eenvoudig te bouwen. Momenteel gebruiken onze lokale SEH's mijn systemen om hun PBM's te desinfecteren. Deze systemen kunnen onze tekorten aan n95-maskers effectief elimineren. Elke ingenieur, maker, STEM-student en capabele klusjesman kan ze maken. Dit zal helpen om de stress van ziekenhuismedewerkers weg te nemen, aangezien hun wegwerpapparatuur nu veilig kan worden hergebruikt.

Hoe maak je dit:

Benodigdheden

Dit is wat ik gebruikte om deze eenheden te maken:

UVC-lamp (kiemdodend) 2G11 (1)

2g11-basis (1)

2g11 lamphouder (1)

voorschakelapparaat (1)

ballast opties… zie het einde van het artikel voor updates over ballasten en levensduur van de lamp.

eindschakelaar (ac/dc) (3)

12-18 gauge draad ~ 5 ft verkrijgbaar bij de ft in het thuisdepot, of gebruik de extra draad van de ballast

aluminiumplaat die ik heb gekocht van de schroothoop 3/32 inch of gebruik aluminiumtape om licht te reflecteren

aluminium tape (alternatief voor aluminium plaat)

plastic doos (1)

mechanische timer(1)

stopcontact of kabelwartel

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

stroomonderbreker 2A (redundante veiligheidsback-up … als u bovenstaand stopcontact gebruikt, heeft deze een zekering van 5 A)

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

Stap 1: UVC-sterilisator

Vind een manier om uw wisselstroom in de doos te krijgen. Gebruik een kabelwartel of een stopcontact.

Stap 2: Verzamel uw componenten

Hiervoor heeft u uw stroomonderbreker, mechanische timer, eindschakelaars, ballast, 2g11 fitting en 2g11 UVC kiemdodende lamp nodig.

(Kijk naar foto's voor de werkelijke lay-out en elektrisch schema)

Zodra de stroom de box binnenkomt, sluit u de hete draad aan op de 2A-stroomonderbreker.

Verbind de nuldraad met de nulleider op de ballast en verbind de aarde met de metalen behuizing van de ballast.

Sluit de uitgang van de stroomonderbreker aan op de ingang van de mechanische tijdschakelaar.

Sluit de uitgang van de mechanische tijdschakelaar aan op de normaal open klem (N. O.) van de eerste eindschakelaar.

Sluit een draad aan vanaf de andere kant van de eindschakelaar en sluit deze aan op de normaal open (N. O.) aansluiting van de tweede eindschakelaar.

Neem de uitgang van de tweede eindschakelaar en sluit deze aan op de belasting (zwarte draad) op de ballast.

Sluit vanaf de ballast de blauwe draad aan op een kant van de 2G11-basis. Als er 2 blauwe draden zijn, sluit dan een van hen af met een draadmoer. Knip de rode draad van de ballastuitgang doormidden.

Sluit het ene uiteinde van de rode draad aan op de normaal open (N. O.) aansluiting van de 3e eindschakelaar, sluit het andere uiteinde aan op de uitgang van die schakelaar. Bevestig het andere rode uiteinde aan de 2G11-basis tegenover de blauwe draad.

Sluit alle andere draden af die uit de ballast komen.

Nu begint het plezier.

Stap 3: Schik de doos en voeg reflecterend aluminium toe

Vind nu een manier om dit allemaal in de doos te monteren!

Monteer de lamp in de bovenkant van de doos (zie foto).

Let op: afbeeldingen zijn van een complexere computergestuurde doos met extra componenten (dc-stroombron, din-terminals en een solid-state relais), maar je snapt het idee.

Zie opmerkingen van jfox240 hieronder voor extra foto's!

Groepeer alle elektrische componenten aan één kant van de doos om een maximaal sterilisatiegebied mogelijk te maken. Ik raad aan om acryl te gebruiken om de elektrische componenten van de gebruiker te isoleren.

Monteer de eindschakelaars zo dat ze pas sluiten als het deksel van de bak goed vast zit. Ik gebruikte een multimeter met het "toon" geleidbaarheidsalarm. Bevestig uw meter aan de schakelaars en plaats de schakelaars aan de binnenkant van de doos zodat deze volledig gesloten moet zijn om de schakelaar in te schakelen. Monteer de schakelaars stevig met schroeven zodat ze bij intensief gebruik niet verschuiven.

Bedek nu het interieur met reflecterend aluminium. Ik gebruikte 3/32 vel en schroefde het aan de binnenkant van het plastic. zorg er gewoon voor dat uw elektriciteit volledig is geïsoleerd, omdat aluminium elektriciteit geleidt. Een goedkoop alternatief is om de binnenkant van de doos te bekleden met aluminiumtape. Ik heb ook het overdrukventiel verwijderd en het gat gevuld met hete lijm zodat de gebruiker kan zien dat de lamp oplicht.

Maak nu wat steunen voor maskers, brillen, stethoscopen enz. Ik heb helder acryl en 50 lb vislijn gebruikt om een raster 1 boven de vloer van de doos te maken. Hierdoor kunnen items de bodem niet raken, waardoor gereflecteerd UV-licht kan steriliseren Ik heb het acryl ook gecoat met aluminiumtape om de reflectie van UVC te vergroten.

Controleer uw UVC-output van de lampen, de werkelijke UVC kan variëren. Met dank aan Dr. Bohl voor deze informatie. Het lijkt erop dat de UVC-output ~ 1/3 van het nominale wattage van de meeste lampen is.

Dus voor een 36W-lamp zouden we ~12W UVC hebben (12.000, 000μW) over een oppervlakte van ~1440cm2 geeft 8.300 μW/cm2. Gedurende 1 minuut doseert dit de items met ~ 500, 000μW/cm2 of 0.5J/cm2. Deze waarden nemen ook exponentieel af met de afstand. Dit zijn slechts berekeningen en uw intensiteit zal onder andere variëren op basis van temperatuur, lampcycli en reflectiviteit van UVC. Idealiter kunnen deze worden gemeten met een UVC-meter, indien beschikbaar.

NET UIT!!!! Ze hebben een kamergrote versie gemaakt! !

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

Opmerkingen over variaties:

Bij deze methode heb ik voorschakelapparaten met onmiddellijke start gebruikt, omdat hun stakingsspanning hoog genoeg is dat ik nooit een probleem heb gehad met het starten van de UVC-lamp. Deze ballasten veroorzaken wel voortijdig falen van de lampen door het sputteren van het filamentmateriaal tijdens de hoogfrequente start. Ik heb bewust voor dit type ballast gekozen omdat ze werkten met alle lampen die ik kon vinden. Ik had problemen met verschillende programmeerbare start- en snelstart-ballasten omdat ze onvoldoende spanning hadden om de lampen te starten. Aanvankelijk dacht ik dat deze afweging van betrouwbaarheid de vermindering van de levensduur van de lamp waard was, aangezien lampen goedkoop en gemakkelijk te vervangen waren. We hadden gisteren onze eerste lampstoring (merkloze lamp van amazon), deze duurde ~ 1500 cycli en had aanzienlijke verkleuring in de buurt van de filamenten als gevolg van sputteren van de elektroden. 1500 cycli is oké, maar ik denk dat we een betere levensduur kunnen krijgen door speciale UVC-ballasten of snelstart-ballasten te gebruiken. Ik heb dit snelstartmodel werkend gekregen met twee lampen in plaats van één:

Dit type ballast zou een verbetering zijn ten opzichte van de onmiddellijke start, omdat het de filamenten voorverwarmt voordat het wordt gestart. We zouden in theorie een langere levensduur van de lamp moeten hebben; we zullen het snel weten. Ik zal morgen een nieuw diagram van dit ontwerp met 2 lampen toevoegen. Het toevoegen van een lamp aan de onderkant van dit apparaat zal de UVC-output drastisch verhogen en een betere dekking van de onderkant van items mogelijk maken zonder afhankelijk te zijn van reflectie van UVC. Als er ballastexperts zijn, stuur me dan een bericht zodat ik dit ontwerp kan verbeteren. Ik wil graag een zo lang mogelijk leven uit deze lampen halen, omdat ze moeilijker te verkrijgen en aanzienlijk duurder worden.

******

Als u een microgestuurde versie wilt maken, sluit u eenvoudig de eerste 2 eindschakelaars aan als ingangen naar de controller. stuur 1 signaal hoog en 1 laag en controleer dan de schakelaars in de logica. Gebruik vervolgens output om een SSR aan te drijven om de ballast te regelen. Ik gebruik een MOSFET op logisch niveau om de SSR met 12V aan te sturen, omdat dit minder snel problemen geeft met EMI die door het systeem wordt gegenereerd. Gebruik ook alleen afgeschermde draad voor logische schakelaars, aangezien de EMI waarschijnlijk defecte logische signalen aan de controller zal geven wanneer dit systeem in werking is. Gebruik altijd een back-up-eindschakelaar die de AC rechtstreeks naar het licht stuurt als u een microcontrollersysteem gebruikt, omdat u bescherming nodig hebt als het bord niet goed werkt.

******

Geweldige artikelen over deze methode:

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

Bijbehorende geur na reiniging met UVC (ruikt naar verbrand haar):

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

Zie onderstaande opmerkingen voor tientallen toepasselijke tijdschriftartikelen over n95's.

*******

-Brian Crabtree

MS, BS Bio-engineering van de Universiteit van Idaho

Om contact met mij op te nemen zie mijn website. Even geduld, want ik word momenteel overspoeld met vragen. Je kunt altijd contact opnemen met de afdeling engineering en microbiologie van je plaatselijke universiteit als je vragen hebt over deze technologie. Ik heb deze technologie niet uitgevonden, ik heb gewoon een goedkope, betaalbare en gemakkelijk te maken versie ontworpen.

www.crabsci.com

of

www.dripcoffeebrewing.com

Spokane WA

Veel plezier met het maken hiervan!