Drony létající kolem byly v posledních letech horkými místy, od počátečního leteckého fotografování, přes osvětlení dronů, dosahování dronů, drony až po Nový rok, všechny druhy zvonků a píšťalky.
Nedávno korejští návrháři přinesli nový koncept dronu UVC-LED pro dezinfekci metra.
Jakmile zprávy vyšly, malé průmyslové partnery o tom hovořily: „Když naše aplikace UVCLED stále hází v různých krabicích a zásobnících vody, ostatní už hráli na obloze.“ Je tento nový scénář aplikace náladový nebo praktický?
Ve skutečnosti tento druh produktu, který vypadá jako trik, není vůbec poprvé v oboru.
V roce 2017, kdy společnost NIKKISO oznámila modul sterilizace vody UVC-LED s průtokem 120LPM, mnoho lidí mělo pocit, že se jedná pouze o vázu, která ukazuje sílu výzkumu a vývoje. Vysoká cena může přesvědčit svět, aby ustoupil.
Nejnovější informace však ukazují, že po neustálé optimalizaci a ročním experimentu v terénu tento produkt otevřel průlom v sterilizaci akvakulturní vody a přesouvá se do oblasti sterilizace vody v továrnách a bazénech.
Důvod je velmi jednoduchý: tento produkt zachycuje syrové jídlo lidí z Daiwy, kteří milují vodní produkty. Proces akvakultury musí být sterilizován. To je trh, který vyřešil bolest tradičních produktů pro sterilizaci vody s rtuťovou lampou: zvýšení teploty vody ovlivňuje hodnotu pH vody a ovlivňuje vodní produkty. Chuť a reakce s minerály mořské vody ovlivňují použití vodního kamene na povrchu skla.
Stejný výkon a náklady životního cyklu jako rtuťové lampy, lepší prodej akvakultury a nižší náklady na údržbu jsou přímým projevem jejich ekonomických výhod.
Pro drona přede mnou také provedu jednoduchou analýzu ze tří aspektů bolesti, technické proveditelnosti a ekonomického přínosu. Doufám, že můžu hodit cihlu, abych přitáhl nefrita a přemýšlel spolu.
01 Jeden produkt řeší tři body bolesti
Současný způsob dezinfekce stanic metra je následující:
• U vnitřního vzduchu se větrání a filtrace používají hlavně ke zlepšení kvality vzduchu. Klimatizační systém některých stanic využívá filtrační zařízení se střední účinností založené na vysokonapěťové statické elektřině. Je nutné pravidelně čistit, rozebírat a dezinfikovat klimatizační systém.
• Ručně dezinfikujte nebo otřete dezinfekční prostředek pro klíčové body, jako jsou zábradlí, sedadla, automaty na lístky a eskalátory, kterých se lidské tělo často dotýká. Dezinfekční prostředek má rychlý, dlouhodobý usmrcovací účinek na různé patogenní bakterie a není korozivní pro zařízení v kabině.
Výše uvedené způsoby dezinfekce mají následující body bolesti:
• Nadměrné spoléhání se na mechanické větrání. Sterilizace větrným cyklem je založena na principu ředění a přítomnost špatně větraných mrtvých úhlů ztěžuje úplné odstranění škodlivých mikroorganismů v krátkém časovém období.
• Mikroby se množí rychleji než zabíjet. Šíření virů a bakterií úzce souvisí s teplotou a vlhkostí. Prostředí ve stanici je vhodné pro růst většiny patogenů a vzduchový kanál klimatizačního systému se stává ohniskem pro mikrobiální reprodukci. Ventilační systém původně používaný pro sterilizaci se stal nástrojem pro přenos choroboplodných zárodků.
• Nedostatečná schopnost rychle a bezpečně reagovat na mimořádné události, jako jsou ohniska zhoubných infekčních chorob.
Hala metra musí zavést jednu nebo více dezinfekčních metod k řešení výše uvedených rizik. Dezinfekční dron UVC-LED je dobrá volba:
• Zavést tuto cílenější metodu dezinfekce, aby byla zajištěna dezinfekce při špatné ventilaci nebo v mrtvých místech. Zvýšení rychlosti sterilizace může účinně bránit rychlé šíření škodlivých mikroorganismů.
• Vhodný pro povrchovou dezinfekci klíčových míst, netoxické a zbytky zápachu, bez ručního zásahu, mohou během výpadku metra dosáhnout mnoha opakujících se prací. Plánování trasy může realizovat koordinovaný provoz více dronů k dezinfekci celého prostoru bez mrtvého úhlu.
• Bezpečná nouzová reakce. UVC-LED má účinný ničivý účinek na vysoce rizikové infekční viry, jako jsou SARS, MERS a chřipka. V případě nouze může být dron první, kdo vstoupil do prostoru, kde může kdykoli existovat vysoce rizikový virus pro pozorování a dezinfekci. Aby se zabránilo šíření viru, může být dron po dokončení úlohy soustředěn na určené místo k zničení.
Pokrytí metra v Jižní Koreji je vysoké a hustota stanic metra je vysoká. MERS, kteří vypukli dříve, byli dokonce dezinfikováni po celém městě. Věřím, že při hledání nových způsobů sterilizace veřejných míst přemýšlejí stále naléhavěji než Číňané. Dezinfekční robot UVC-LED řeší současně tři body bolesti, což u jiných dezinfekčních metod není možné. Z tohoto hlediska není vznik tohoto konceptu neopodstatněný.
02 Účinnost světelného zdroje a vytrvalost se stávají úzkými místy
Jako montážní platforma pro sterilizační modul je výkon dronu úzce spjat se sterilizačním účinkem. Modul zdroje světla UVC-LED musí být sladěn s odpovídajícím modulem pro odvod tepla a napájení, který má určité požadavky na zatížení a schopnost napájení dronu. Jako předmět transformace jsem použil domácí známou značku, čtyřmotorový letecký robot s vzletovou hmotností 1400 g, abych vyhodnotil sterilizační schopnost.
Za předpokladu, že se místo původního modulu pro fotografování a přenos obrazu použije sterilizační modul UVC-LED, zůstává hmotnost celého stroje nezměněna. Z důvodu zvýšené spotřeby energie je však třeba přehodnotit životnost baterie. Dron má kapacitu baterie 90Wh a životnost baterie 30min. To znamená, že spotřeba energie celého stroje je asi 180 W. Po odstranění modulu pro střelbu a mapování je spotřeba energie motoru robota a systému řízení letu přibližně 140 W. Spotřeba energie nově přidaného UVC-LED sterilizačního modulu se počítá podle 100 W. Celková spotřeba energie modifikovaného UAV je 240 W. Pokud má baterie stejnou vzletovou hmotnost, zkracuje se její životnost na 20 minut.
Pokud jde o polohu umístění modulu světelného zdroje UVC-LED, protože střed dronu je místo shromažďování baterií, zařízení pro řízení letu a různé typy senzorů, zjevně není vhodné pro umístění modulu světelného zdroje. Je to dobrý způsob, jak rozptýlit modul zdroje světla v blízkosti čtyř rotorů v diagramu koncepce. Zatímco rozptyluje zdroj tepla, může proud větru rotoru také přispívat k rozptylu tepla. Kromě toho je taková konstrukce také výhodná pro zvýšení rozsahu osvětlení a uniformity světla.
Rázvor tohoto dronu je 350 mm a velikost a montážní poloha čtyř modulů zdroje světla UVC-LED jsou znázorněny ve žluté poloze. Podle výpočtu 4% účinnosti fotoelektrické přeměny je světelný výkon každého modulu zdroje světla 1000 mw, úhel výstupu světla je 30 stupňů a propustnost světla ve vzduchu se počítá podle 80% / m. Optická simulace ukazuje, že plocha osvětlení ve vzdálenosti 1 m (nejnižší přijímací plocha) je 0,65 m2 a průměrná intenzita světla je 0,5 mw / cm2.
Peerové studie ukázaly, že stejné UV dávky pro běžné viry chřipky a MRSA jsou 7 mJ / cm2 a 18 mJ / cm2, při stejné míře usmrcení 99,99%. Pokud je virus chřipky používán jako dezinfekční standard, může dron dosáhnout dezinfekce prostoru přibližně 1 krychlový metr prostoru za 15 sekund a dron může během života dosáhnout 80 metrů krychlového prostoru. Obvyklá hala stanice metra se počítá podle rozlohy 10 000 metrů čtverečních a průměrné výšky 5 metrů. Pro úplnou dezinfekci celé stanice metra je nutné odeslat 600 druhů dronů.
Za předpokladu, že se WPE zdroje UVC-LED zdvojnásobí, životnost dronů se zdvojnásobí a sterilizační účinek se vhodně sníží. Očekává se, že počet robotů v hale stanice metra klesne na méně než 100.
Stručně řečeno, dezinfekční robot UVC-LED je technicky proveditelný, ale sterilizační prostor stanice je v současné době pro něj stresující a možná je pro něj vhodnější oddělení.
03 Metoda úspory energie a nespoření prostoru sterilizace
Aby byla zajištěna kvalita vzduchu v interiéru, ventilační zařízení stanice metra funguje již mnoho let. S odkazem na režim ventilace v níže uvedené tabulce je spotřeba energie ventilačního zařízení také 6,6 kW během výpadku a spotřeba energie se bude každým rokem zvyšovat se zvyšováním doby provozu.
Vzhledem k existujícím technickým možnostem vyžaduje použití dronů UVC-LED k dosažení sterilizace haly v podzemní stanici celkem 600 bojových letů, celková spotřeba energie 5,4 kWh. Se zvyšováním účinnosti světelného zdroje se tato hodnota bude i nadále snižovat.
Není obtížné zjistit, že UVC-LED robot je účinnějším a energeticky úspornějším způsobem sterilizace podzemního prostoru. Tento způsob úspory elektřiny však nešetří peníze.
Se zlepšením účinnosti UVC-LED v budoucnosti může pokrok bateriových materiálů, a to i v kombinaci s bezdrátovou technologií nabíjení, výrazně snížit počet robotů potřebných pro dezinfekci prostoru. Kromě toho může UAV také provádět sledování bezpečnosti na částečný úvazek a pomáhat při ruční kontrole skrytých nebezpečí automobilů a železničních zařízení. V té době by tento koncept mohl přinést skutečné ekonomické výhody.