紫外線測(cè)量與消毒系統(tǒng)的關(guān)鍵問題及設(shè)計(jì)研究

劉守山 陳 燕

(山東科技大學(xué)電子通信與物理學(xué)院1，山東 青島 266590；山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院2，山東 青島 266590)

紫外線測(cè)量與消毒系統(tǒng)的關(guān)鍵問題及設(shè)計(jì)研究

劉守山1陳 燕2

(山東科技大學(xué)電子通信與物理學(xué)院1，山東 青島 266590；山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院2，山東 青島 266590)

針對(duì)大多數(shù)醫(yī)院中存在的紫外線消毒不良的狀況,首先對(duì)影響消毒效果的消毒劑量所涉及的關(guān)鍵問題(輻照度測(cè)量和測(cè)量時(shí)間的確定)進(jìn)行了分析，并根據(jù)生物試驗(yàn), 提出并建立了用于確定消毒劑量的輻照度與消毒時(shí)間的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，針對(duì)紫外燈的電源電壓以及周圍環(huán)境的干擾會(huì)引起輻照度變化等問題，采用對(duì)輻射劑量遞減的算法，并在解決關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，對(duì)紫外線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)紫外線的消毒實(shí)時(shí)、有效監(jiān)控，消毒效果達(dá)到了國(guó)家消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。

測(cè)量 紫外線 消毒 輻照度 監(jiān)控系統(tǒng)

0 引言

紫外線消毒是醫(yī)院臨床、試驗(yàn)室、治療室等常用的物理消毒方法。通常用于殺菌的C波段紫外線具有快速殺菌的效果，但對(duì)人體的皮膚、眼睛傷害較大[1-2]。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[3]，在醫(yī)用環(huán)境下利用紫外燈進(jìn)行紫外線消毒時(shí)，輻照度要大于70 μW·cm-2,且消毒時(shí)間不少于30 min。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，醫(yī)院在采用紫外燈進(jìn)行定時(shí)消毒時(shí)，由于使用不同的燈管以及燈管的新舊程度不同，因而紫外線的輻照度也會(huì)隨之變化，如果采用定時(shí)消毒，則會(huì)產(chǎn)生消毒過量或消毒不足乃至無效的情況。

針對(duì)以上常用消毒方法的不足，本文首先分析了現(xiàn)有效消毒劑量的輻照度的測(cè)量方法和消毒時(shí)間的確定方法，實(shí)現(xiàn)了基于探測(cè)器法的輻照度測(cè)量方法，并建立了輻照度和消毒時(shí)間的關(guān)系模型，最終設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了一種紫外線的自動(dòng)測(cè)量和消毒系統(tǒng)。

1 關(guān)鍵問題分析

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)在醫(yī)用環(huán)境下對(duì)紫外線消毒過程的自動(dòng)監(jiān)控。在醫(yī)用環(huán)境下，當(dāng)用紫外燈進(jìn)行消毒時(shí)，通常用紫外線燈的輻照度與消毒時(shí)間的乘積作為消毒劑量。在殺滅不同種類的病毒或細(xì)菌時(shí)，相應(yīng)的消毒劑量也隨之變化。在相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)療機(jī)構(gòu)消毒技術(shù)規(guī)范》[3]中，對(duì)不同消毒環(huán)境下所應(yīng)采用的消毒劑量都有明確的建議和規(guī)定。因此，在不同消毒環(huán)境下，消毒劑量的標(biāo)定是影響消毒效果的首要問題。

根據(jù)對(duì)消毒劑量的定義可知，影響消毒劑量的基本因素有兩個(gè)：一個(gè)是紫外線燈的輻照度；另一個(gè)是消毒時(shí)間。因此，對(duì)紫外線輻照度的測(cè)量和對(duì)不同輻照度下消毒時(shí)間的精確判定，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中所需要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題。

對(duì)紫外線輻照度的測(cè)量方法(通常稱之為量值溯源方法)主要有兩種：光源法和探測(cè)器法[4-5]。其中，光源法是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室采用的方法，不適用于醫(yī)用消毒現(xiàn)場(chǎng)采用。在消毒現(xiàn)場(chǎng)，多采用探測(cè)器法。探測(cè)器法的基本原理是采用具有光電轉(zhuǎn)換功能的一體化傳感器完成對(duì)紫外線光照度對(duì)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)一步調(diào)理電信號(hào)，從而獲得紫外線對(duì)應(yīng)的照度量值。本文系統(tǒng)中，采用探測(cè)器法實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外線輻照度的測(cè)量。

在明確了紫外線輻照度的定量測(cè)量后，還必需確定在一定輻照度下達(dá)到有效消毒劑量的有效消毒時(shí)間。在實(shí)際醫(yī)用消毒環(huán)境中(比如在手術(shù)室消毒中)，經(jīng)常會(huì)使用多個(gè)紫外線燈進(jìn)行消毒，即使是使用同一型號(hào)或批次的紫外燈，不同的紫外燈的輻照度也會(huì)有所變化。此外，隨著使用時(shí)間的增加，單個(gè)紫外線燈的輻照度也會(huì)發(fā)生變化。若對(duì)不同的輻照度的紫外線燈采用相同的消毒時(shí)間，顯然會(huì)產(chǎn)生消毒過量或消毒不足等問題。為了能夠?qū)崿F(xiàn)消毒劑量的有效性，必需確定在不同輻照度下所應(yīng)滿足的消毒時(shí)間。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)紫外線消毒劑量的自動(dòng)設(shè)置和監(jiān)控，有必要對(duì)達(dá)到有效消毒劑量的紫外線輻照度和消毒時(shí)間的關(guān)系建立定量的數(shù)學(xué)模型。實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下，燈管的工作電壓隨時(shí)都可能變化，燈管的輻照度也會(huì)隨著電源電壓的變化而變化，而且環(huán)境的溫濕度等因素對(duì)輻照度也有影響[6-8]。因此，必需采取必要措施以消除這種不利影響。

2 關(guān)鍵問題的研究

2.1 紫外線輻照度的測(cè)量

本文采用探測(cè)器法測(cè)量紫外線輻照度。為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，首先必須明確在醫(yī)用消毒領(lǐng)域消毒所用的不同波長(zhǎng)紫外線的殺菌效果。然后，根據(jù)最佳殺菌效果確定所需的紫外線波段,進(jìn)而確定探測(cè)所需紫外線波段的紫外線探測(cè)器。其中，在醫(yī)用消毒應(yīng)用中，經(jīng)過試驗(yàn)證明,在波長(zhǎng)240～280 nm之間的紫外線具有較高的殺菌效果。此波段恰好位于紫外線C波段。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，當(dāng)波長(zhǎng)為253.7 nm時(shí)，殺菌效果最強(qiáng)。

標(biāo)準(zhǔn)紫外線照度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)函數(shù)與紫外輻射的殺菌效應(yīng)函數(shù)基本一致。標(biāo)準(zhǔn)紫外照度計(jì)的示值定義為：

(1)

式中：Δλ=λ2-λ1為通帶寬度;S(λ)為接收器的光譜靈敏度；τ(λ)為濾光片的光譜透過率；Ee(λ)為紫外光源在測(cè)試面處的絕對(duì)光譜輻照度。

S(λ)的光譜響應(yīng)曲線應(yīng)與紫外輻射的殺菌效應(yīng)函數(shù)基本一致。式(1)是針對(duì)紫外線入射法線垂直接收面S的情況。在實(shí)際情況下，紫外線輻射源與探測(cè)器軸線往往會(huì)存在一定的夾角，且光源往往是較大尺寸的擴(kuò)展光源而非點(diǎn)光源，因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差[9-11]。修正這種誤差的方法是采用均勻漫射材料制成的余弦校正器。其中，本文系統(tǒng)所采用的探測(cè)器基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。在圖1中，濾光片的光譜透過率應(yīng)與紫外照度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)函數(shù)基本一致。為此，系統(tǒng)采用了鍍膜石英濾光片，透過中心波長(zhǎng)為253.7 nm,帶寬為20 nm，C波段以外響應(yīng)2%。光電轉(zhuǎn)換器件選用了紫敏硅光電池。該電池在紫外波段有足夠的靈敏度，響應(yīng)峰值在330 nm，在C波段200～290 nm范圍內(nèi)，均有較高的靈敏度。余弦校正器則采用了平面型的磨砂石英玻璃。

圖1 紫外線探測(cè)器

由于紫外線探測(cè)器的輸出信號(hào)為電流且較小(微安數(shù)量級(jí))，為了便于數(shù)字處理，需將探測(cè)器輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并進(jìn)行放大，然后由A/D轉(zhuǎn)換器件完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。其中，電流/電壓轉(zhuǎn)換電路及信號(hào)放大電路采用了基于集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)。考慮到系統(tǒng)為單電源供電，且為了減小電流/電壓的轉(zhuǎn)換誤差，電流/電壓轉(zhuǎn)換電路及后級(jí)運(yùn)算放大器采用軌至軌、低偏置電流放大器(偏置電流為皮安級(jí))。電流/電壓轉(zhuǎn)換電路和放大電路的原理圖如圖2所示。其中，運(yùn)算放大器(U1和U2)采用了AD8504。電容C1和C2能夠提高放大電路的穩(wěn)定性、避免產(chǎn)生自激振蕩所加的頻率補(bǔ)償(去耦)電容。

圖2 電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大電路

2.2 輻照度與消毒時(shí)間關(guān)系

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[13]，在消毒的目標(biāo)微生物種類不詳或需殺滅多種病毒或細(xì)菌時(shí)，輻射劑量即輻照度與消毒時(shí)間的乘積不應(yīng)低于100 000 μW.s/cm2。但是，在實(shí)際醫(yī)用消毒環(huán)境中，在高于有效輻照度(40 μW/cm2)的前提下，一方面要避免消毒劑量不足，另一方面還要避免不必要的消毒過量。因此，應(yīng)該明確不同輻照度下達(dá)到有效消毒劑量所對(duì)應(yīng)的有效消毒時(shí)間?；诒O(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化要求，應(yīng)該建立起不同輻照度情況下達(dá)到有效消毒劑量時(shí)表示輻照度和消毒時(shí)間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。這樣，在消毒過程中，當(dāng)監(jiān)測(cè)的紫外線燈輻照度發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)調(diào)整相應(yīng)的消毒時(shí)間，以保證消毒劑量的有效性。本文通過醫(yī)院大量的生物檢測(cè)試驗(yàn)，提出并建立了輻照度與消毒時(shí)間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。

2.2.1 試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在醫(yī)院實(shí)際消毒工作環(huán)境中進(jìn)行。其中，醫(yī)院的消毒房間內(nèi)紫外燈的數(shù)量按消毒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置[4]，即每立方米空間紫外燈功率不小于1.5 W的原則，消毒的總效果是所有紫外燈共同作用的綜合。為了確保測(cè)試的準(zhǔn)確性，將環(huán)境溫度設(shè)定為20～25℃，相對(duì)濕度為60%，紫外燈電源電壓通過穩(wěn)壓器保持穩(wěn)定。針對(duì)不同的污染環(huán)境，將消毒分為常規(guī)消毒、加強(qiáng)消毒1、加強(qiáng)消毒2、加強(qiáng)消毒3四類，消毒時(shí)間依次增加。在一般污染環(huán)境中，通過對(duì)生物樣本進(jìn)行不同輻射劑量的消毒試驗(yàn)，在選用最低消毒時(shí)間的基礎(chǔ)上，增加40%作為常規(guī)消毒的時(shí)間參數(shù)。在污染較重的環(huán)境中，對(duì)地面、墻角等距離紫外燈較遠(yuǎn)的地方，進(jìn)行了專門的輻照度測(cè)量，通過延長(zhǎng)消毒時(shí)間來增加輻射劑量，并將有效的消毒時(shí)間作為加強(qiáng)消毒的時(shí)間參數(shù)。針對(duì)8種不同的輻照度進(jìn)行了生物試驗(yàn)，每項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行了15組，并取其平均值作為測(cè)量數(shù)據(jù)。

2.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)模型

測(cè)量的輻照度與消毒時(shí)間關(guān)系曲線如圖3所示。

圖3 輻照度與消毒時(shí)間關(guān)系曲線

根據(jù)圖中曲線形狀，設(shè)其數(shù)學(xué)模型為：

y=axbb<0

(2)

將其化成線性模型:lny=lna-blnx。

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，加強(qiáng)消毒相關(guān)系數(shù)和常規(guī)消毒相關(guān)系數(shù)均大于N=8時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值R=0.704,故可以擬合成線性關(guān)系曲線。利用最小二乘法算得常規(guī)消毒以及加強(qiáng)消毒的參數(shù)a、b。由此可得輻照度與消毒時(shí)間的數(shù)學(xué)模型：

T=aEb

(3)

式中：E為紫外燈輻照度；T為消毒時(shí)間。

分別代入常規(guī)消毒和加強(qiáng)消毒的參數(shù)，可以得出相應(yīng)的消毒時(shí)間。其中常規(guī)消毒與加強(qiáng)消毒1的消毒時(shí)間如下。

常規(guī)消毒：

T1=3 789.540 3E-1.194

(4)

加強(qiáng)消毒1：

T2=19 015.315 2E-1.286

(5)

其中，一個(gè)消毒空間內(nèi)常常需要多個(gè)紫外線燈和探測(cè)器，以便于對(duì)整個(gè)消毒空間進(jìn)行有效消毒和實(shí)時(shí)監(jiān)控。式(3)中E的求解如式(6)和式(7)所示：

(6)

E=1/2(Emin+Eevn)

(7)

式中：Eevn為全部燈管輻照度的平均數(shù)；ei為第i個(gè)燈的輻照度；n為燈數(shù)；Emin為所有輻照度中的最小值。

將式(7)中的E代入式(3)，即可求出該強(qiáng)度下所需的消毒時(shí)間。由此求出在不同消毒模式下所需的輻射劑量:

M=T×E

(8)

式中：T為由式(3)得出的常規(guī)消毒或加強(qiáng)消毒1、2、3的時(shí)間；M為相應(yīng)模式下的輻射劑量。

2.3 電壓波動(dòng)等干擾的消除

由試驗(yàn)得知，施加在燈管上的電壓隨時(shí)都可能發(fā)生變化，變化范圍一般在220 V±10%之間，燈管的輻照度隨著電源電壓的變化而變化，而且環(huán)境的溫濕度等因素對(duì)輻照度也有影響。如果按最初測(cè)定的輻照度平均數(shù)E計(jì)算總輻射劑量值，經(jīng)過時(shí)間T后，由于輻照度的變化，實(shí)際輻射劑量大于或小于理論值是可能的。為消除電壓波動(dòng)等因素影響，在軟件設(shè)計(jì)上，采取對(duì)輻射劑量遞減的算法，每1min測(cè)一次E值，并從總劑量M中減去一個(gè)E,同時(shí)消毒時(shí)間增加1min，直到M減完為止，消毒過程結(jié)束。這樣設(shè)計(jì)將盡可能減少電壓波動(dòng)等環(huán)境因素造成的輻照度的變化對(duì)消毒效果的影響。

2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒過程的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。其中，針對(duì)實(shí)際消毒環(huán)境的要求，設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)8路紫外線燈的輻射量進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控的、基于嵌入式微控制器的系統(tǒng)。其系統(tǒng)框架如圖4所示。

圖4 總體系統(tǒng)框架

圖4所示的系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控兩部分：現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)部分包括紫外線傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、多路開關(guān)、采樣保持與模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、微控制器等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外燈輻照度的探測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)輻照度不足的紫外燈進(jìn)行報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能；遠(yuǎn)程監(jiān)控則是由上位機(jī)通過現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信來實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)所實(shí)現(xiàn)的功能包括各路紫外燈輻照度的顯示，以及消毒時(shí)間顯示、消毒方式的設(shè)定、報(bào)警、自動(dòng)開關(guān)紫外燈等。系統(tǒng)最多可對(duì)8路紫外燈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)際需要控制的紫外燈數(shù)量可通過功能鍵進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)某個(gè)消毒環(huán)境中所需的監(jiān)控點(diǎn)大于8路時(shí)，則可通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

在所建立的系統(tǒng)基礎(chǔ)上，在實(shí)際的工作環(huán)境下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行試驗(yàn)。其中，影響系統(tǒng)運(yùn)行效果和性能幾個(gè)關(guān)鍵因素的試驗(yàn)如下。

3.1 傳感器精度測(cè)量試驗(yàn)

系統(tǒng)傳感器精度測(cè)量采用了對(duì)比測(cè)量法。即將所設(shè)計(jì)的傳感器的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)定的紫外線輻照計(jì)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以確定傳感器的測(cè)量精度。

紫外線輻照計(jì)采用標(biāo)定有限期內(nèi)的UV-B型紫外線輻照計(jì)。將輻照計(jì)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的紫外線傳感器同置于紫外燈管中心垂直距離1 m處，比較其顯示的輻照度值。每組測(cè)量進(jìn)行50次，取其平均值。表1為試驗(yàn)測(cè)試的一組數(shù)據(jù)。

表1 傳感器精度試驗(yàn)結(jié)果

3.2 消除電壓波動(dòng)因素影響試驗(yàn)

為了驗(yàn)證消除電壓波動(dòng)等因素影響的軟件設(shè)計(jì)的有效性，改變紫外燈電源電壓，觀察其輻照度的變化，并在生物樣本試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)際消毒時(shí)間與理論消毒時(shí)間進(jìn)行比較。根據(jù)紫外線輻照度測(cè)試要求[3]，將傳感器固定在燈上方1 m處。由于傳統(tǒng)懸掛式紫外燈的燈架對(duì)燈的上方有遮擋，所以對(duì)其進(jìn)行了改造，將燈架設(shè)計(jì)成無擋光式，這樣可以避免燈架上方紫外線輻射死區(qū)。在普通手術(shù)室外使用調(diào)壓器，將紫外燈電源電壓每隔6 min調(diào)整一次，分別進(jìn)行常規(guī)消毒和加強(qiáng)消毒的生物樣本試驗(yàn)。

表2為輻照度隨電壓變化試驗(yàn)結(jié)果。表2中,電壓值是紫外燈的電源電壓，輻照度1至輻照度3分別是3組紫外燈的平均輻照度。

表2 輻照度隨電壓變化試驗(yàn)結(jié)果

表3為在加強(qiáng)消毒1模式下各個(gè)輻照度對(duì)生物樣本的實(shí)際消毒時(shí)間和理論消毒時(shí)間。

表3 加強(qiáng)消毒1模式下理論與實(shí)際消毒時(shí)間對(duì)比結(jié)果

表3中，理論消毒時(shí)間是按照開始測(cè)得的輻照度進(jìn)行計(jì)算的，由于電源電壓的變化，紫外燈輻照度隨之變化。從表3看出，系統(tǒng)實(shí)際消毒時(shí)間與理論消毒時(shí)間是有一定差別的。經(jīng)過實(shí)際消毒時(shí)間，生物樣本試驗(yàn)表明消毒效果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求中規(guī)定II類環(huán)境衛(wèi)生要求[12]，系統(tǒng)模型的建立是適合的，系統(tǒng)消除電壓波動(dòng)因素影響的軟件設(shè)計(jì)是有效的。

3.3 消毒效果試驗(yàn)

將安裝本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的儀器使用在泰安市第一人民醫(yī)院和其他幾家醫(yī)院普通手術(shù)室，進(jìn)行了半年多現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。每天常規(guī)消毒3～5次，每周加強(qiáng)消毒2次，每月隨機(jī)做2次空氣培養(yǎng)，試驗(yàn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定II類環(huán)境衛(wèi)生要求。用戶一致認(rèn)為儀器操作簡(jiǎn)單，使用安全方便，準(zhǔn)確地反映了實(shí)際消毒情況，消毒效果可靠。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)醫(yī)用環(huán)境下的紫外線消毒不足或消毒過量的問題，提出并建立了輻照度和消毒時(shí)間關(guān)系數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)紫外線輻照度自動(dòng)測(cè)量和消毒監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。相比傳統(tǒng)的紫外線消毒方法，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)紫外燈的輻照度，對(duì)不符合要求的紫外燈及時(shí)報(bào)警，嚴(yán)格控制輻射劑量，并根據(jù)電源電壓的波動(dòng)及環(huán)境因素等對(duì)紫外燈輻照度的影響，自動(dòng)調(diào)整消毒時(shí)間，有效保證了消毒效果，提高了醫(yī)療質(zhì)量。該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有較大的優(yōu)越性，在醫(yī)院、衛(wèi)生防疫部門等消毒場(chǎng)所具有重要的推廣價(jià)值。

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Key Issue and Design Study of Ultraviolet Measurement and Disinfection System and Its Design and Implementation

Bad situations of ultrasonic (UV) disinfection exist in most of the hospitals, the critical issues (measurement of irradiance and measurement time) involved disinfection dose that affecting disinfection effects are analyzed; and in accordance with biological test, the mathematical model for determining irradiance of disinfection dose and disinfection time is proposed and established. In addition, in accordance with the variation of irradiance caused by interference from the voltage of power supply for UV lamp and surroundings, the decreasing algorithm for irradiation dose is adopted in software, and on the basis of solving critical issues, the UV automatic detection system is designed and implemented. The tests indicate that the system can implement real time and effective monitoring the UV disinfection, the effects of disinfection reaches the requirements of national standards for disinfection.

Measurement Ultraviolet Disinfection Irradiance Monitoring and control system

山東省高等學(xué)校科技計(jì)劃基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：J11LG23)。

劉守山(1970-)，男，2007年畢業(yè)于浙江大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，獲博士學(xué)位，副教授；主要從事光電技術(shù)、嵌入式可重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用方面的研究。

TN23

A

10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201509011

修改稿收到日期：2015-03-10。