Esterilizador UVC para emergencias COVID-19: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Cómo hacer una caja esterilizadora UVC. Lo primero es lo primero. ¡La electricidad es peligrosa! Si no está seguro y no es competente, no intente nada de lo que se menciona a continuación. La luz UVC (253,7 nm) es potente, puede cegarle y posiblemente provocarle cáncer de piel si se expone a los ojos o la piel sin protección. Utilice una máscara de soldadura y un equipo de protección si desea comprobar el funcionamiento de la bombilla fuera de la caja (no se recomienda encarecidamente). Si construye una de estas unidades, consulte con su hospital o centro de salud local antes de presentarse con una.

Los hospitales aquí y en todo el país se están quedando sin suministros. Los trabajadores de nuestro hospital local tienen que reutilizar sus mascarillas SIN NINGUNA forma de desinfectarlas eficazmente. A medida que se propaga esta enfermedad COVID-19, debemos comenzar a trabajar en equipo para controlarla.

Durante las últimas semanas, he desarrollado una máquina que puede ayudar a nuestro sistema de salud a hacer frente a esto. He diseñado un sistema UVC que es capaz de desinfectar equipos hospitalarios reutilizables en minutos (n95, mascarillas quirúrgicas, gafas protectoras, estetoscopios, etc.). Este equipo es muy económico y fácil de construir. Actualmente, nuestras salas de emergencias locales están usando mis sistemas para desinfectar su PPE. Estos sistemas pueden eliminar eficazmente nuestra escasez de mascarillas n95. Cualquier ingeniero, creador, estudiante de STEM y personal de mantenimiento capacitado puede hacerlos. Esto ayudará a aliviar el estrés de los trabajadores del hospital, ya que su equipo desechable ahora se puede reutilizar de forma segura.

Cómo hacer esto:

Suministros

Esto es lo que usé para hacer estas unidades:

Bombilla UVC (germicida) 2G11 (1)

Base 2g11 (1)

Portalámparas 2g11 (1)

lastre (1)

opciones de balasto… consulte el final del artículo para obtener actualizaciones sobre balastos y vida útil de la bombilla.

final de carrera (ac / dc) (3)

Cable de calibre 12-18 ~ 5 pies disponible por pies en Home Depot, o use el cable adicional del balasto

hoja de aluminio que compré en un depósito de chatarra de 3/32 de pulgada o use cinta de aluminio para reflejar la luz

cinta de aluminio (alternativa a la hoja de aluminio)

caja de plástico (1)

temporizador mecánico (1)

toma de corriente o prensaestopas

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

disyuntor 2A (respaldo de seguridad redundante … si está utilizando la toma de corriente anterior, tiene un fusible de 5A)

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

Paso 1: esterilizador UVC

Encuentre una manera de colocar su energía CA en la caja. Utilice un prensaestopas o una toma de corriente.

Paso 2: Reúna sus componentes

Para ello necesitará su disyuntor, temporizador mecánico, finales de carrera, balasto, casquillo 2g11 y bombilla germicida UVC 2g11.

(Mire las imágenes para ver el diseño real y el esquema eléctrico)

Tan pronto como la energía entre en la caja, conecte el cable caliente al disyuntor de 2A.

Conecte el cable neutro al neutro del balasto y conecte la tierra a la carcasa metálica del balasto.

Conecte la salida del disyuntor a la entrada del temporizador mecánico.

Conecte la salida del interruptor del temporizador mecánico al terminal de apertura normal (N. O.) del primer interruptor de límite.

Conecte un cable del otro lado del interruptor de límite y conéctelo al terminal normalmente abierto (N. A.) del segundo interruptor de límite.

Tome la salida del segundo interruptor de límite y conéctelo a la carga (cable negro) en el balasto.

Desde el balasto, conecte el cable azul a un lado de la base 2G11. Si hay 2 cables azules, tape uno de ellos con una tuerca para cables. Corte el cable rojo de la salida del balasto por la mitad.

Conecte un extremo del cable rojo al terminal normalmente abierto (N. A.) del tercer interruptor de límite, conecte el otro extremo a la salida de ese interruptor. Conecte el otro extremo rojo a la base 2G11 frente al cable azul.

Tape cualquier otro cable que salga del balasto.

Ahora comienza la diversión.

Paso 3: arregle la caja y agregue aluminio reflectante

¡Ahora encuentre una manera de montar todo esto dentro de la caja!

Monte la bombilla en la parte superior de la caja (vea la foto).

Tenga en cuenta que las imágenes son de una caja controlada por computadora más compleja con componentes adicionales (fuente de alimentación de CC, terminales din y un relé de estado sólido), pero entiende la idea.

¡Consulte los comentarios de jfox240 a continuación para ver imágenes adicionales!

Agrupe todos los componentes eléctricos en un lado de la caja para permitir un área de esterilización máxima. Sugiero usar acrílico para aislar los componentes eléctricos del usuario.

Monte los interruptores de límite de modo que solo se cierren cuando la tapa de la caja esté apretada. Usé un multímetro con la alarma de conductividad de "tono". Conecte su medidor a los interruptores y coloque los interruptores en el interior de la caja de modo que tenga que estar completamente cerrado para activar el interruptor. Monte los interruptores firmemente con tornillos para que no se muevan durante el uso intensivo.

Ahora cubra el interior con aluminio reflectante. Usé una hoja de 3/32 y la atornillé al interior del plástico. solo asegúrese de que su sistema eléctrico esté completamente aislado ya que el aluminio conducirá la electricidad. Una alternativa económica es cubrir el interior de la caja con cinta de aluminio. También quité la válvula de alivio de presión y llené el orificio con pegamento caliente para permitir que el usuario vea que la bombilla se está iluminando.

Ahora haga algunos soportes para máscaras, gafas protectoras, estetoscopios, etc. Usé acrílico transparente y hilo de pescar de 50 lb para crear una cuadrícula a 1 por encima del piso de la caja. Esto permite que los artículos no toquen el fondo, lo que permite que la luz ultravioleta reflejada se esterilice Ambos lados También cubrí el acrílico con cinta de aluminio para aumentar la reflexión de los rayos UVC.

Compruebe la salida de UVC de las bombillas. El UVC real variará. Gracias al Dr. Bohl por esta información. Parece que la salida de UVC es ~ 1/3 de la potencia nominal de la mayoría de las bombillas.

Entonces, para una bombilla de 36W, tendríamos ~ 12W UVC (12, 000, 000μW) en un área de ~ 1440cm2 da 8, 300 μW / cm2. Durante 1 minuto, esto dosifica los artículos con ~ 500, 000μW / cm2 o 0.5J / cm2. Estos valores también disminuyen exponencialmente con la distancia. Estos son solo cálculos y su intensidad variará según la temperatura, los ciclos de la bombilla y la reflectividad de UVC, entre otras cosas. Idealmente, estos se pueden medir con un medidor de UVC si está disponible.

¡¡¡¡SOLO FUERA!!!! ¡Hicieron una versión del tamaño de una habitación

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

Notas sobre variaciones:

Usé balastos de arranque instantáneo en este método ya que su voltaje de impacto es lo suficientemente alto como para que nunca haya tenido problemas para encender la bombilla UVC. Estos balastos causan fallas prematuras de las bombillas debido al chisporroteo del material del filamento durante el arranque de alta frecuencia. Elegí intencionalmente este tipo de balasto ya que funcionaban con todas las bombillas que pude encontrar. Tuve problemas con varios balastos de arranque programable y de arranque rápido, ya que tenían voltaje insuficiente para encender las bombillas. Inicialmente pensé que esta compensación de confiabilidad valía la pena la disminución de la vida útil de las bombillas, ya que las bombillas eran baratas y fácilmente reemplazables. Ayer tuvimos nuestra primera falla de bombilla (bombilla sin marca de Amazon), duró ~ 1500 ciclos y tuvo una decoloración significativa cerca de los filamentos debido a la pulverización catódica de los electrodos. 1500 ciclos está bien, pero creo que podemos mejorar la vida útil utilizando balastos UVC dedicados de balastos de arranque rápido. Conseguí que este modelo de inicio rápido funcionara usando dos bombillas en lugar de una:

Este tipo de balasto sería una mejora para el arranque instantáneo ya que precalienta los filamentos antes de arrancar. Teóricamente deberíamos tener una mayor vida útil de la bombilla; Nos encontraremos pronto. Mañana agregaré un nuevo diagrama de este diseño de 2 bombillas. Agregar una bombilla a la parte inferior de esta unidad aumentará drásticamente la salida de UVC y permitirá una mejor cobertura de la parte inferior de los artículos sin depender del reflejo de UVC. Si hay algún experto en balasto, por favor envíeme un mensaje para que pueda mejorar este diseño. Me gustaría prolongar la vida útil de estas bombillas, ya que son cada vez más difíciles de conseguir y considerablemente más caras.

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Si desea hacer una versión microcontrolada, simplemente conecte los primeros 2 interruptores de límite como entradas al controlador. envíe 1 señal alta y 1 baja y luego verifique los interruptores en la lógica. Luego use la salida para impulsar un SSR para controlar el balasto. Utilizo un MOSFET de nivel lógico para impulsar el SSR con 12V, ya que es menos propenso a tener problemas con la EMI generada por el sistema. Además, utilice únicamente cables blindados para interruptores lógicos, ya que el EMI probablemente dará señales lógicas defectuosas al controlador cuando este sistema esté en funcionamiento. Siempre use un interruptor de límite de respaldo que controle directamente la CA a la luz si usa un sistema de microcontrolador, ya que necesita protección si la placa no funciona correctamente.

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Grandes artículos sobre este método:

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

Olor asociado después de limpiar con UVC (huele a cabello quemado):

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

Consulte los comentarios a continuación para conocer decenas de artículos de revistas aplicables sobre n95.

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-Brian Crabtree

MS, BS Bio-Ingeniería de la Universidad de Idaho

Para contactarme, visite mi sitio web. Por favor, tenga paciencia ya que estoy abrumado con las preguntas en este momento. Siempre puede comunicarse con el departamento de ingeniería y microbiología de su universidad local si tiene preguntas sobre esta tecnología. No inventé esta tecnología, solo diseñé una versión barata, asequible y fácil de hacer.

www.crabsci.com

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www.dripcoffeebrewing.com

Spokane WA

¡Diviértete haciendo esto!