新型自動(dòng)控制紫外線燈的研制

王麗芳

（漳州科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院， 福建 漳州 363202）

紫外線消毒是一種高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便、安全的方法，它能殺滅各種微生物包括細(xì)菌、病毒、真菌、立克次體、衣原體等，一般在短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到99%～99.9%的殺菌率，是一種高效的殺菌消毒方式，不會(huì)改變消毒物品的任何結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)消毒技術(shù)使用的消毒劑本身就是劇毒、易燃的物質(zhì)，如氯化物或臭氧，而紫外線消毒則是一種安全的殺菌消毒方式，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用[1]。研究表明，紫外線可以破壞細(xì)菌的DNA 或RNA 分子結(jié)構(gòu)，分解細(xì)菌蛋白，殺滅包括細(xì)菌、真菌和病毒在內(nèi)的多種微生物，紫外輻射對(duì)傷寒菌、赤痢菌、大腸菌、葡萄球狀菌、結(jié)核菌、枯草菌等都有非常好的殺滅效[2]。通過這一優(yōu)勢(shì)，紫外線燈作為殺菌消毒裝置被廣泛應(yīng)用于臨床和生活中。

雖然紫外線燈殺菌消毒的優(yōu)點(diǎn)諸多，但也有一定的弊端。紫外線殺菌消毒燈是通過汞燈發(fā)出的紫外線進(jìn)行殺菌消毒，紫外線在殺滅微生物的同時(shí)，如果照射到人體，會(huì)傷害到人體的皮膚黏膜和眼睛，因此，在紫外線消毒燈工作期間，人體一旦直接暴露在紫外線殺菌消毒燈下，輕者皮膚發(fā)紅、疼痛和脫皮，重者引起皮膚癌變。紫外線燈在殺菌消毒時(shí)無聲無味，很多人對(duì)紫外線燈也比較陌生，容易意外裸露在紫外線燈下，造成皮膚和眼睛的傷害。目前臨床使用的紫外線燈控制系統(tǒng)多為單開關(guān)控制，醫(yī)護(hù)人員必須直接接觸紫外線燈進(jìn)行開啟，紫外線殺菌消毒燈在開啟的時(shí)候會(huì)輻射操作人員的皮膚和眼睛，造成傷害。為了避免紫外線燈在殺菌消毒的同時(shí)對(duì)操作人員造成傷害，研制新型自動(dòng)控制紫外線燈，通過多系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置，實(shí)現(xiàn)聲控、位置動(dòng)態(tài)控制、網(wǎng)絡(luò)智能控制在內(nèi)的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)人來燈滅、人走燈開，在實(shí)現(xiàn)殺菌消毒功能的同時(shí)，規(guī)避紫外線對(duì)人體的輻射傷害。

1 新型自動(dòng)控制紫外線燈的結(jié)構(gòu)

所研制的新型自動(dòng)控制紫外線燈由紫外線燈管、多系統(tǒng)控制裝置、吸盤式位置控制儀、操作面板、方向移動(dòng)輪和支撐架構(gòu)成，多系統(tǒng)控制裝置為其核心結(jié)構(gòu)。紫外線燈管起到殺菌消毒作用，多系統(tǒng)控制裝置設(shè)在紫外線殺菌消毒燈支撐架內(nèi)部，包含聲控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊、位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊、網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊。其中，聲控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊是通過聲音控制紫外線燈的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)有聲紫外線燈滅，無聲紫外線燈開。新型自動(dòng)控制紫外線燈的位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊由病房門上的吸盤式位置控制儀通過移動(dòng)自身位置控制其運(yùn)行，位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的作用實(shí)現(xiàn)了門開紫外線燈關(guān)閉，門關(guān)紫外線燈開啟，實(shí)現(xiàn)即使有人在有紫外線殺菌消毒燈的房間內(nèi)也能避免紫外線殺菌消毒燈對(duì)人體的傷害。新型自動(dòng)控制紫外線燈位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的作用方式簡單點(diǎn)如圖1所示。

圖1 新型自動(dòng)控制紫外線燈位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊的作用方式

新型自動(dòng)控制紫外線燈的網(wǎng)絡(luò)智能控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過可連接手機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能控制，操作人員可以站在門外通過手機(jī)的Wi-Fi 系統(tǒng)開啟紫外線殺菌消毒燈，避免紫外線殺菌消毒燈在開啟之初對(duì)操作人員的輻射傷害。新型自動(dòng)控制紫外線燈的吸盤式位置控制儀可以隨意吸附在房門上，吸附在房門上的位置控制儀也可以方便拿下，它雖與紫外線殺菌消毒燈機(jī)體分開，但可通過驅(qū)動(dòng)位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊控制紫外線殺菌消毒燈。新型自動(dòng)控制紫外線燈的操作面板上有顯示屏、啟動(dòng)開關(guān)、定時(shí)開關(guān)、控制模塊選擇開關(guān)和功能設(shè)置按鈕，顯示屏可顯示紫外線殺菌消毒燈溫度和紫外線燈啟動(dòng)時(shí)長，定時(shí)開關(guān)可設(shè)置紫外線燈的運(yùn)行時(shí)間，時(shí)間一到，紫外線燈自動(dòng)關(guān)閉。新型自動(dòng)控制紫外線燈的多系統(tǒng)控制模塊運(yùn)行需要電源和電路，新型多系統(tǒng)自動(dòng)控制紫外線燈樣品圖如圖2所示，結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖2 新型自動(dòng)控制紫外線燈的樣品圖

圖3 新型自動(dòng)控制紫外線燈的結(jié)構(gòu)圖

2 新型自動(dòng)控制紫外線燈的功能

新型自動(dòng)控制紫外線燈可以通過聲控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊控制紫外線殺菌消毒燈的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)有聲紫外線燈滅，無聲紫外線燈開。在有人靠近紫外線殺菌消毒燈并發(fā)出聲響時(shí)，紫外線殺菌消毒燈能立即自動(dòng)關(guān)閉，并重復(fù)播放提醒語音，避免對(duì)人體的傷害，人離開一段時(shí)間（可設(shè)定）后仍無聲響時(shí)，播放提醒語音3 遍，一段時(shí)間后（可設(shè)置）紫外線燈自行啟動(dòng)，再次開啟殺菌消毒模式。

新型自動(dòng)控制紫外線燈可以通過位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊和吸盤式位置控制儀配合控制紫外線殺菌消毒燈的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)門開紫外線燈關(guān)，門關(guān)紫外線燈開，在有人推動(dòng)房門誤入放有紫外線殺菌消毒燈的房間時(shí)，紫外線殺菌消毒燈隨著位置控制儀的移動(dòng)而自動(dòng)關(guān)閉，并重復(fù)播放提醒語音，避免紫外線殺菌消毒燈對(duì)人體的傷害，隨著位置控制儀返回到原來的位置，播放提醒語音 3 遍，一段時(shí)間后（可設(shè)置），紫外線殺菌消毒燈自行啟動(dòng)，再次開啟殺菌消毒模式。

新型自動(dòng)控制紫外線燈可以通過網(wǎng)絡(luò)智能控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制紫外線殺菌消毒燈的開啟（開啟前播放提醒語音 3 遍）和關(guān)閉，通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)紫外線殺菌消毒燈實(shí)施智能控制，操作人員可以站在病房外通過Wi-Fi開啟紫外線殺菌消毒燈，避免了紫外線殺菌消毒燈在開啟之初對(duì)操作人員的傷害。

3 核心技術(shù)

多系統(tǒng)自動(dòng)控制模式的新型紫外線燈是具有一定識(shí)別能力的殺菌消毒燈，具有高強(qiáng)度和高效率的殺菌消毒功能，且紫外線燈管的使用壽命長。新型自動(dòng)控制紫外線燈還能在一定范圍內(nèi)識(shí)別是否有人員活動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行語音提醒，減少不必要的傷害，從而達(dá)到安全使用的目的。語音提醒內(nèi)容為提示在紫外線殺菌消毒燈的工作區(qū)域內(nèi)可能對(duì)人體造成的傷害，提示所有靠近紫外線殺菌消毒燈的人要立即離開。

一是通過聲控模塊，對(duì)人員活動(dòng)聲音和其他聲音（包括開門聲音） 進(jìn)行監(jiān)聽和識(shí)別。和普通聲控?zé)舻穆暱乜刂葡喾?，聲控?zé)羰怯新暉袅?，無聲燈滅。紫外線燈是有聲燈滅（關(guān)閉），無聲燈亮（開啟），從而對(duì)活動(dòng)人員進(jìn)行保護(hù)。

二是通過位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊和吸盤式位置控制儀配合控制紫外線燈的開啟和關(guān)閉，通過吸附在門上的吸盤式位置控制儀來偵測(cè)門的移動(dòng)（即門的開關(guān)），向位置控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)射有無人員進(jìn)入的信號(hào)（即開啟和關(guān)閉的信號(hào)），門開就發(fā)送關(guān)閉信號(hào)，門關(guān)則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，進(jìn)入開啟倒計(jì)時(shí)，并按程序播放提醒語音，從而實(shí)現(xiàn)門開燈關(guān)，門關(guān)燈開。門開啟后，立即播放提醒語音，提示誤入人員離開。

4 市場分析

4.1 市場環(huán)境分析

紫外線殺菌消毒燈在市場上的應(yīng)用范圍非常大。新型自動(dòng)控制紫外線燈在醫(yī)療中可以更好地幫助患者，因其安全性能較高，可以擴(kuò)大使用范圍，運(yùn)用到市場中的珠寶鑒定、廚房、食物倉儲(chǔ)、幼兒園、學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等殺菌要求比較嚴(yán)格的環(huán)境。

4.2 市場競爭分析

這是一款新型的多功能自動(dòng)控制紫外線燈，不同于其他的單功能產(chǎn)品，新型自動(dòng)控制紫外線燈的市場需求更大，還有安全模塊和預(yù)警模塊，安全性能更高，具有更大的競爭優(yōu)勢(shì)和更廣泛的使用范圍。

4.3 市場效益分析

新型自動(dòng)控制紫外線燈投入使用后將減少操作人員的操作顧慮、管理顧慮和安全顧慮，應(yīng)用前景十分廣闊。

4.4 市場容量分析

新型自動(dòng)控制紫外線燈的成本和普通的紫外線燈生產(chǎn)成本相差不大（預(yù)計(jì)在 10%～ 20%），但控制系統(tǒng)類型多，經(jīng)濟(jì)效益則較高（售價(jià)相對(duì)高一點(diǎn)，可大約提升10%）。銷售一旦上正軌，市場容量增大，可滿足各種消費(fèi)者的需求。

4.5 市場銷量預(yù)測(cè)

新型自動(dòng)控制紫外線燈具有高安全性，增加對(duì)操作人員、使用人員和其他人員的保護(hù)措施，減少紫外線燈對(duì)人體的傷害，這是產(chǎn)品的最大優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于醫(yī)院，也適用于美容院、養(yǎng)老院等醫(yī)護(hù)場所，更能走進(jìn)食堂、廚房、食品倉儲(chǔ)、幼兒園、學(xué)校、辦學(xué)機(jī)構(gòu)等對(duì)環(huán)境殺菌有嚴(yán)格要求和標(biāo)準(zhǔn)的單位。需求對(duì)象不再單一，市場需求量和潛力巨大。

5 新型自動(dòng)控制紫外線燈的優(yōu)勢(shì)及局限性

適量的紫外線對(duì)人體健康有益，但接觸過量的紫外線會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生危害，以多系統(tǒng)控制模式來控制紫外線殺菌消毒燈的開啟和關(guān)閉，將不必要的危害降到最低，可以防止因誤操作、誤進(jìn)入、誤停留等導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員、病人及家屬暴露在紫外燈下而造成的不必要傷害。

新型自動(dòng)控制紫外線燈和單一控制型紫外殺菌消毒線燈相比，雖然具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在控制方式和控制距離上還有很大的拓展空間，需要通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更新等方式繼續(xù)對(duì)多系統(tǒng)控制型紫外線燈進(jìn)行研發(fā)。