Dronovi koji lete okolo bili su žarišta posljednjih godina, od početne zračne fotografije, sve do rasvjete dronova, raspona dronova, dronova do Nove godine, svih vrsta zvona i zvižduka.
Nedavno su korejski dizajneri predstavili novi koncept dronu UVC-LED za dezinfekciju stanica metroa.
Čim su vijesti izašle, mali su partneri iz industrije progovorili o tome: "Kad se naša UVCLED aplikacija još uvijek baca u razne kutije i dozator vode, drugi su se već igrali na nebu." Je li ovaj novi scenarij prijave ćudljiv ili praktičan?
U stvari, ovakav proizvod koji izgleda kao trik nije prvi put u industriji.
2017. godine, kada je NIKKISO najavio modul za sterilizaciju vode UVC-LED s protokom od 120 lpm, mnogi su smatrali da je ovo samo vaza koja pokazuje snagu istraživanja i razvoja. Visoka cijena može uvjeriti svijet da se povuče.
Međutim, najnovije informacije govore da je ovaj proizvod nakon kontinuirane optimizacije i jednogodišnjeg eksperimenta na terenu otvorio proboj iz sterilizacije vode u akvakulturi i kreće se u područje sterilizacije vode u tvornicama i bazenima.
Razlog je vrlo jednostavan: ovaj proizvod bilježi sirovu hranu ljudi Daiwa koji vole vodene proizvode. Postupak akvakulture mora se sterilizirati. Ovo je tržište koje je riješilo bol tradicionalnih proizvoda za sterilizaciju vode u živoj svjetiljci: porast temperature vode utječe na pH vrijednost vode i utječe na vodene proizvode. Okus i reakcija s mineralima morske vode utječu na upotrebu kamenca na staklenoj površini.
Isti troškovi rada i životnog ciklusa kao živare, bolja prodaja akvakulture i niži troškovi održavanja izravna su manifestacija njihovih ekonomskih koristi.
Za drona ispred mene napravit ću i jednostavnu analizu iz tri aspekta točke boli, tehničke izvodljivosti i ekonomske koristi. Nadam se da mogu baciti ciglu kako bih privukao žad i zajedno razmišljali.
01 Jedan proizvod rješava tri točke boli
Trenutačni način dezinfekcije stanica podzemne željeznice je sljedeći:
• Za unutarnji se zrak uglavnom koristi ventilacija i filtracija za poboljšanje kvalitete zraka. Klimatizacijski sustav nekih stanica prihvaća filtrirajuću opremu srednje učinkovitosti koja se temelji na statičkom elektricitetu visokog napona. Redovito je potrebno očistiti, rastaviti i dezinficirati klimatizacijski sustav.
• Ručno prskajte ili obrišite dezinfekcijsko sredstvo za ključne točke kao što su rukohvati, sjedala, strojevi za prodaju karata i pokretne stepenice koje ljudsko tijelo često dodiruje. Dezinficijens ima brzi, dugoročni učinak ubijanja raznih patogenih bakterija i nije korozivan u objektima u kabini.
Gore navedene metode dezinfekcije imaju sljedeće točke boli:
• Prekomjerna ovisnost o mehaničkoj ventilaciji. Sterilizacija vjetrenjača temelji se na načelu razrjeđivanja, a prisutnost slabo prozračenih mrtvih uglova otežava u potpunosti uklanjanje štetnih mikroorganizama u kratkom vremenu.
• Mikrobi se množe brže nego ubijaju. Širenje virusa i bakterija usko je povezano s temperaturom i vlagom. Okoliš u postaji pogodan je za rast većine patogena, a zračni kanal klimatizacijskog sustava postaje glavno uporište za reprodukciju mikroba. Ventilacijski sustav koji se izvorno koristio za sterilizaciju, postao je alat za prijenos mikroba.
• Nedostatak sposobnosti da brzo i sigurno reagiraju na hitne slučajeve kao što su epidemije malignih zaraznih bolesti.
Dvorana podzemne željeznice mora uvesti jednu ili više metoda dezinfekcije kako bi se nosila s gore navedenim rizicima. Drona za UV dezinfekciju UVC-LED je dobar izbor:
• Uvedite ovu ciljaniju metodu dezinfekcije kako biste osigurali dezinfekciju u lošem ventilaciji ili na mrtvim mjestima. Povećavanje brzine sterilizacije može učinkovito spriječiti brzo razmnožavanje štetnih mikroorganizama.
• Prikladno za površinsku dezinfekciju ključnih mjesta, netoksični i mirisni ostaci, bez ručne intervencije, mogu postići puno ponavljajućih radova tijekom prekida podzemne željeznice. Planiranje puta može realizirati koordinirano djelovanje više dronova za dezinfekciju cijelog prostora bez mrtvog kuta.
• Siguran odgovor u hitnim slučajevima. UVC-LED djelotvorno utječe na zarazne viruse visokog rizika poput SARS-a, MERS-a i gripe. U hitnim slučajevima, drono može biti prvi koji ulazi u prostor u kojem može postojati visokorizični virus za promatranje i dezinfekciju u bilo kojem trenutku. Kako bi se spriječilo širenje virusa, bespilotna drona može se koncentrirati na predviđeno mjesto za uništenje nakon što zadatak izvrši.
Pokrivenost podzemne željeznice u Južnoj Koreji je velika, a gustoća stanica podzemne željeznice je velika. MERS koji je izbio prije toga je čak dezinficiran u cijelom gradu. Vjerujem da u potrazi za novim načinima sterilizacije javnih mjesta razmišljaju žurnije od Kineza. Droni za dezinfekciju UVC-LED-om rješavaju tri točke boli istovremeno, što nije moguće s drugim metodama dezinfekcije. S ovog stajališta nastanak ovog koncepta nije neutemeljen.
02 Učinkovitost i izdržljivost izvora svjetlosti postaju uska grla
Kao montažna platforma za modul za sterilizaciju, izvedba drona usko je povezana s učinkom sterilizacije. Modul izvora svjetlosti UVC-LED mora biti usklađen s odgovarajućim modulom raspršivanja i napajanja, koji ima određene zahtjeve u pogledu opterećenja i mogućnosti napajanja drona. Kao predmet transformacije koristio sam domaću dobro poznatu marku, zrakoplovni bespilotni četvorotorni zračni tečaj 1400 g, za procjenu sposobnosti sterilizacije.
Pod pretpostavkom da se UVC-LED modul za sterilizaciju koristi umjesto originalnog modula za snimanje i prijenos slike, težina cijelog stroja ostaje nepromijenjena. Međutim, zbog povećane potrošnje energije, trajanje baterije treba ponovno procijeniti. Drono ima bateriju kapaciteta 90Wh i vijek trajanja baterije od 30min. Odnosno, potrošnja energije cijelog stroja je oko 180W. Nakon uklanjanja modula za snimanje i mapiranje, potrošnja energije bespilotnog motora i sustava za kontrolu leta je oko 140 W. Potrošnja energije novoodređenog UVC-LED modula za sterilizaciju izračunava se prema 100W. Ukupna potrošnja energije modificiranog UAV je 240W. Kada baterija ima istu težinu pri polijetanju, vijek trajanja baterije skraćuje se na 20 minuta.
Što se tiče položaja modula UVC-LED izvora svjetla, budući da je središte drona mjesto okupljanja baterija, uređaja za kontrolu leta i raznih vrsta senzora, očito nije prikladno za smještaj modula izvora svjetlosti. To je dobar način za raspršivanje modula izvora svjetlosti u blizini četiri rotora u konceptu dijagramu. Dok raspršuje izvor topline, protok vjetra rotora također može pomoći raspršivanju topline. Osim toga, takav dizajn je također koristan za povećanje raspona osvjetljenja i ujednačenosti svjetla.
Međuosovinsko rastojanje ovog drona iznosi 350 mm, a veličina i položaj ugradnje četiri UVC-LED modula izvora svjetlosti prikazani su žutim položajem. Prema izračunu 4% efikasnosti fotoelektrične pretvorbe, svjetlosna snaga svakog modula izvora svjetlosti iznosi 1000mw, kut izlaska svjetlosti 30 stupnjeva, a propusnost zraka izračunava se prema 80% / m. Optička simulacija pokazuje da je osvjetljenje na udaljenosti od 1 m (najniža površina prijema) 0,65 četvornih metara, a prosječni intenzitet svjetla 0,5 mw / cm2.
Vršnjačka ispitivanja pokazala su da iste UV doze za virus virusa gripe i MRSA su 7mJ / cm2 i 18mJ / cm2, pri istim stopama ubijanja od 99,99%. Ako se virusom gripe koristi kao standard za dezinfekciju, bespilotna drona može postići oko 1 kubni metar dezinfekcije prostora u 15 sekundi, a drona može postići 80 kubnih metara prostora tijekom života. Obična dvorana podzemne željeznice izračunava se prema površini od 10 000 četvornih metara i prosječnoj visini od 5 metara. Potrebno je otpremiti 600 vrsta dronova kako bi se postigla potpuna dezinfekcija cijele stanice podzemne željeznice.
Pod pretpostavkom da se WPE izvora UVC-LED udvostruči, životni vijek drona udvostručuje se, a učinak sterilizacije prikladno se smanjuje. Očekuje se da će se broj dronova u dvorani podzemne željeznice spustiti na manje od 100.
Ukratko, UVC-LED dezinfekcijski drono tehnički je izvediv, ali prostor za sterilizaciju stanice je trenutno stresan za njega, a možda je komora pogodnija za njega.
03 Metoda sterilizacije prostora i ušteda energije
Kako bi se osigurala kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru, ventilacijska oprema podzemne stanice radi već dugi niz godina. Pozivajući se na način ventilacije u donjoj tablici, potrošnja električne energije ventilacijske opreme također je 6,6kW tijekom razdoblja isključivanja, a potrošnja električne energije povećavat će se iz godine u godinu s porastom radnog vremena.
Uz postojeće tehničke mogućnosti, upotreba UVC-LED dronova za postizanje sterilizacije hodnika u podzemnoj željeznici zahtijeva ukupno 600 vrsta, ukupna potrošnja energije od 5,4kWh. Kako se učinkovitost izvora svjetlosti povećava, ta će se vrijednost i dalje smanjivati.
Nije teško otkriti da je bespilotna letjelica UVC-LED učinkovitiji i štedljiviji način za sterilizaciju prostora podzemne željeznice. Međutim, ovaj način štednje električne energije ne štedi novac.
S poboljšanjem učinkovitosti UVC-LED u budućnosti, napredovanje materijala za baterije, čak i u kombinaciji s bežičnom tehnologijom punjenja, može značajno smanjiti broj dronova potrebnih za dezinfekciju prostora. Uz to, UAV može obavljati i sigurnosni nadzor djelomičnog radnog vremena i pomoći u ručnoj provjeri skrivenih opasnosti automobila i željezničkih objekata. Tada bi koncept mogao donijeti stvarne ekonomske koristi.