Die Drohnen, die herumfliegen, waren in den letzten Jahren Hot Spots, von der ersten Luftaufnahme über Drohnenbeleuchtung, Drohnen-Rangeing, Drohnen bis hin zu Neujahrsfeuer, allerlei Schnickschnack.
Vor kurzem haben koreanische Designer ein neues Konzept für die UVC-LED-Drohne zur Desinfektion von U-Bahn-Stationen eingeführt.
Sobald die Nachricht herauskam, sprachen die kleinen Partner der Branche darüber: "Als unsere UVCLED-Anwendung noch in verschiedenen Kisten und Wasserspendern herumwirbelt, haben andere bereits am Himmel gespielt." Ist dieses neue Anwendungsszenario skurril oder praktisch?
In der Tat ist diese Art von Produkt, das wie eine Spielerei aussieht, nicht das erste Mal in der Branche.
Als NIKKISO 2017 das UVC-LED-Wassersterilisationsmodul mit 120 l / min Durchfluss vorstellte, hielten viele Menschen dies nur für eine Vase, die die Stärke von Forschung und Entwicklung zeigt. Der hohe Preis kann die Welt zum Rückzug bewegen.
Die neuesten Informationen zeigen jedoch, dass dieses Produkt nach kontinuierlicher Optimierung und einjährigem Feldversuch einen Durchbruch bei der Wassersterilisation in Aquakulturen erzielt hat und in Fabriken und Schwimmbädern auf dem Gebiet der Wassersterilisation Einzug hält.
Der Grund ist ganz einfach: Dieses Produkt fängt die Rohkost der Daiwa ein, die Wasserprodukte lieben. Der Aquakulturprozess muss sterilisiert werden. Dies ist der Markt, der den Schmerz der traditionellen Quecksilberlampen-Wassersterilisationsprodukte gelindert hat: Der Anstieg der Wassertemperatur beeinflusst den pH-Wert von Wasser und beeinflusst aquatische Produkte. Der Geschmack und die Reaktion mit Meerwassermineralien beeinflussen die Verwendung von Zunder auf der Glasoberfläche.
Die gleichen Leistungs- und Lebenszykluskosten wie bei Quecksilberlampen, ein besserer Verkauf von Aquakulturen und niedrigere Wartungskosten sind ein direkter Ausdruck ihres wirtschaftlichen Nutzens.
Für die Drohne vor mir werde ich auch eine einfache Analyse unter den drei Aspekten Schmerzpunkt, technische Machbarkeit und wirtschaftlicher Nutzen durchführen. Ich hoffe, dass ich einen Ziegelstein werfen kann, um Jade anzuziehen und zusammen zu denken.
01 Ein Produkt löst drei Schwachstellen
Die derzeitige Methode zur Desinfektion von U-Bahn-Stationen ist die folgende:
• Bei Innenluft werden Belüftung und Filtration hauptsächlich zur Verbesserung der Luftqualität eingesetzt. Die Klimaanlage einiger Stationen verwendet Filtergeräte mit mittlerem Wirkungsgrad, die auf statischer Hochspannungselektrizität basieren. Die Klimaanlage muss regelmäßig gereinigt, zerlegt und desinfiziert werden.
• Sprühen oder wischen Sie das Desinfektionsmittel manuell auf wichtige Stellen wie Handläufe, Sitze, Fahrkartenautomaten und Rolltreppen, die der menschliche Körper häufig berührt. Das Desinfektionsmittel hat eine schnelle, langfristige tödliche Wirkung auf verschiedene pathogene Bakterien und greift die Einrichtungen in der Kabine nicht an.
Die oben genannten Desinfektionsmethoden haben folgende Schwachstellen:
• Übermäßige Abhängigkeit von mechanischer Belüftung. Die Sterilisation im Windzyklus beruht auf dem Prinzip der Verdünnung und das Vorhandensein schlecht belüfteter Totwinkel erschwert die vollständige Entfernung schädlicher Mikroorganismen in kurzer Zeit.
• Mikroben vermehren sich in der Regel schneller als töten. Die Ausbreitung von Viren und Bakterien hängt eng mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit zusammen. Die Umgebung in der Station ist für das Wachstum der meisten Krankheitserreger geeignet, und der Luftkanal der Klimaanlage wird zur Brutstätte für die mikrobielle Vermehrung. Das ursprünglich zur Sterilisation eingesetzte Belüftungssystem hat sich zu einem Instrument zur Übertragung von Keimen entwickelt.
• Mangelnde Fähigkeit, schnell und sicher auf Notfälle wie den Ausbruch bösartiger Infektionskrankheiten zu reagieren.
In der U-Bahn-Halle müssen eine oder mehrere Desinfektionsmethoden eingeführt werden, um die oben genannten Risiken zu bewältigen. Die UVC-LED-Desinfektionsdrohne ist eine gute Wahl:
• Führen Sie diese gezieltere Desinfektionsmethode ein, um eine Desinfektion bei schlechter Belüftung oder an toten Stellen zu gewährleisten. Eine Erhöhung der Sterilisationsrate kann die rasche Ausbreitung schädlicher Mikroorganismen wirksam hemmen.
• Für die Flächendesinfektion an Schlüsselstellen geeignet. Ungiftige und geruchsintensive Rückstände können ohne manuelle Eingriffe während des Ausfalls der U-Bahn viele sich wiederholende Arbeiten ausführen. Die Pfadplanung kann den koordinierten Betrieb mehrerer Drohnen realisieren, um den gesamten Raum ohne toten Winkel zu desinfizieren.
• Eine sichere Notfallreaktion. UVC-LED hat eine effektive Abtötungseffekt auf hochriskante infektiöse Viren wie SARS, MERS und Grippe. Im Notfall kann die Drohne als erste den Raum betreten, in dem jederzeit ein Hochrisikovirus zur Beobachtung und Desinfektion vorhanden sein kann. Um die Ausbreitung des Virus zu verhindern, kann die Drohne zur Zerstörung nach Abschluss der Aufgabe an dem festgelegten Ort konzentriert werden.
Die U-Bahn-Abdeckung in Südkorea ist hoch und die Dichte der U-Bahn-Stationen ist hoch. Das zuvor ausgebrochene MERS wurde sogar in der ganzen Stadt desinfiziert. Ich glaube, auf der Suche nach neuen Wegen, öffentliche Orte zu sterilisieren, denken sie immer dringender als die Chinesen. Die UVC-LED-Desinfektionsdrohne löst drei Schmerzpunkte gleichzeitig, was mit anderen Desinfektionsmethoden nicht möglich ist. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Entstehung dieses Konzepts nicht unbegründet.
02 Lichtquelleneffizienz und Langlebigkeit werden zu Engpässen
Als Montageplattform für das Sterilisationsmodul hängt die Leistung der Drohne eng mit dem Sterilisationseffekt zusammen. Das UVC-LED-Lichtquellenmodul muss auf das entsprechende Wärmeableitungs- und Stromversorgungsmodul abgestimmt sein, das bestimmte Anforderungen an die Last- und Stromversorgungsfähigkeit der Drohne stellt. Ich habe eine inländische bekannte Marke, die Vierrotor-Drohne mit einem Startgewicht von 1400 g, als Transformationsobjekt verwendet, um die Sterilisationsfähigkeit zu bewerten.
Unter der Annahme, dass anstelle des ursprünglichen Aufnahme- und Bildübertragungsmoduls das UVC-LED-Sterilisationsmodul verwendet wird, bleibt das Gewicht der gesamten Maschine unverändert. Aufgrund des erhöhten Stromverbrauchs muss die Batterielebensdauer jedoch neu bewertet werden. Die Drohne hat eine Akkukapazität von 90Wh und eine Akkulaufzeit von 30min. Das heißt, der Stromverbrauch der gesamten Maschine beträgt ca. 180W. Nach dem Entfernen des Aufnahme- und Kartierungsmoduls beträgt der Stromverbrauch des Drohnenmotors und des Flugsteuerungssystems ca. 140W. Der Stromverbrauch des neu hinzugefügten UVC-LED Sterilisationsmoduls wird nach 100W berechnet. Der Gesamtstromverbrauch des modifizierten UAV beträgt 240W. Wenn der Akku das gleiche Startgewicht hat, verkürzt sich die Akkulaufzeit auf 20 Minuten.
In Bezug auf die Platzierungsposition des UVC-LED-Lichtquellenmoduls ist es offensichtlich nicht für die Unterbringung des Lichtquellenmoduls geeignet, da die Mitte der Drohne ein Sammelplatz für Batterien, Flugsteuerungsgeräte und verschiedene Arten von Sensoren ist. Es ist eine gute Möglichkeit, das Lichtquellenmodul in der Nähe der vier Rotoren im Konzeptdiagramm zu verteilen. Während die Wärmequelle verteilt wird, kann der Windstrom des Rotors auch dazu beitragen, Wärme abzuleiten. Darüber hinaus ist eine solche Gestaltung auch vorteilhaft, um die Beleuchtungsreichweite und die Lichtgleichmäßigkeit zu erhöhen.
Der Radstand dieser Drohne beträgt 350 mm. Größe und Einbaulage der vier UVC-LED-Lichtquellenmodule sind in der gelben Position angegeben. Gemäß der Berechnung der photoelektrischen Umwandlungseffizienz von 4% beträgt die Lichtleistung jedes Lichtquellenmoduls 1000 mW, der Lichtaustrittswinkel beträgt 30 Grad und die Lichtdurchlässigkeit von Luft wird gemäß 80% / m berechnet. Die optische Simulation zeigt, dass die Beleuchtungsfläche in einem Abstand von 1 m (die unterste Empfangsfläche) 0,65 Quadratmeter und die durchschnittliche Lichtintensität 0,5 mw / cm² beträgt.
Peer-Studien haben gezeigt, dass die gleichen UV-Dosen für häufige Influenza- und MRSA-Viren 7 mJ / cm2 bzw. 18 mJ / cm2 betragen, bei der gleichen Abtötungsrate von 99,99%. Wenn das Grippevirus als Desinfektionsstandard verwendet wird, kann eine Drohne in 15 Sekunden eine Desinfektion von etwa 1 Kubikmeter Raum und eine Drohne während des Lebens 80 Kubikmeter Raum erreichen. Eine gewöhnliche U-Bahn-Halle wird nach einer Fläche von 10.000 Quadratmetern und einer durchschnittlichen Höhe von 5 Metern berechnet. Um eine vollständige Desinfektion der gesamten U-Bahn-Station zu erreichen, müssen 600 Drohnenarten abgefertigt werden.
Angenommen, die WPE der UVC-LED-Quelle wird verdoppelt, die Lebensdauer der Drohne wird verdoppelt und der Sterilisationseffekt wird entsprechend verringert. Es wird erwartet, dass die Anzahl der Drohnen in einer U-Bahn-Halle auf weniger als 100 sinkt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die UVC-LED-Desinfektionsdrohne technisch machbar ist, aber der Sterilisationsraum einer Station ist derzeit für sie anstrengend, und vielleicht ist eine Station besser dafür geeignet.
03 Stromsparende und nicht platzsparende Sterilisationsmethode
Um die Luftqualität in Innenräumen zu gewährleisten, sind die Lüftungsgeräte der U-Bahn-Stationen seit vielen Jahren in Betrieb. In Bezug auf den Lüftungsmodus in der folgenden Tabelle beträgt der Stromverbrauch des Lüftungsgeräts während der Ausfallzeit ebenfalls 6,6 kW, und der Stromverbrauch steigt mit zunehmender Laufzeit von Jahr zu Jahr.
Mit den vorhandenen technischen Möglichkeiten erfordert der Einsatz von UVC-LED-Drohnen zur Erzielung einer U-Bahn-Hallensterilisation insgesamt 600 Einsätze, was einem Gesamtstromverbrauch von 5,4 kWh entspricht. Mit zunehmender Effizienz der Lichtquelle nimmt dieser Wert weiter ab.
Es ist nicht schwer zu erkennen, dass die UVC-LED-Drohne eine effizientere und energiesparendere Methode zur Sterilisierung des U-Bahn-Raums darstellt. Diese Art der Stromeinsparung spart jedoch kein Geld.
Mit der Verbesserung der UVC-LED-Effizienz in der Zukunft kann die Weiterentwicklung des Batteriematerials, auch in Kombination mit der drahtlosen Ladetechnologie, die Anzahl der für die Weltraumdesinfektion erforderlichen Drohnen erheblich reduzieren. Darüber hinaus kann das UAV in Teilzeit Sicherheitsüberwachungen durchführen und bei der manuellen Überprüfung der verborgenen Gefahren der Auto- und Eisenbahnanlagen behilflich sein. Zu diesem Zeitpunkt könnte das Konzept echte wirtschaftliche Vorteile bringen.