В последние годы летающие беспилотники были горячими точками, начиная с первоначальной аэрофотосъемки и заканчивая освещением беспилотников, дальностью полета беспилотников, беспилотниками до Нового года, всевозможными прибамбасами.
Недавно корейские дизайнеры представили новую концепцию беспилотника UVC-LED для дезинфекции станций метро.
Как только появилась новость, маленькие партнеры отрасли говорили об этом: «Когда наше приложение UVCLED все еще подбрасывает в различные коробки и диспенсеры для воды, другие уже играли в небе». Является ли этот новый сценарий применения причудливым или практичным?
На самом деле, этот продукт, который выглядит как трюк, не впервые в отрасли.
В 2017 году, когда NIKKISO анонсировал модуль стерилизации воды UVC-LED с расходом 120 л / мин, многие почувствовали, что это всего лишь ваза, демонстрирующая силу исследований и разработок. Высокая цена может убедить мир отступить.
Однако последняя информация свидетельствует о том, что после непрерывной оптимизации и одногодичного полевого эксперимента этот продукт открыл прорыв в области стерилизации воды в аквакультуре и переходит в область стерилизации воды на фабриках и в плавательных бассейнах.
Причина очень проста: этот продукт захватывает сырую пищу людей Daiwa, которые любят водные продукты. Процесс аквакультуры должен быть стерилизован. Этот рынок решил проблему традиционных продуктов для стерилизации воды ртутными лампами: повышение температуры воды влияет на значение pH воды и влияет на водные продукты. Вкус и реакция с минералами морской воды влияют на использование окалины на поверхности стекла.
Те же эксплуатационные характеристики и стоимость жизненного цикла, что и у ртутных ламп, более высокие продажи в аквакультуре и более низкие затраты на техническое обслуживание, являются прямым проявлением их экономических выгод.
Для беспилотника передо мной я также сделаю простой анализ с трех точек зрения: технической точки зрения и экономической выгоды. Я надеюсь, что я могу бросить кирпич, чтобы привлечь Джейд и думать вместе.
01 Один продукт решает три болевые точки
Текущий способ дезинфекции станций метро заключается в следующем:
• Для внутреннего воздуха вентиляция и фильтрация в основном используются для улучшения качества воздуха. Система кондиционирования воздуха на некоторых станциях оснащена фильтрующим оборудованием средней эффективности на основе высоковольтного статического электричества. Необходимо регулярно чистить, разбирать и дезинфицировать систему кондиционирования воздуха.
• Вручную распылите или протрите дезинфицирующее средство для ключевых точек, таких как поручни, сиденья, билетные автоматы и эскалаторы, к которым часто прикасается человеческое тело. Дезинфицирующее средство оказывает быстрое, долговременное уничтожающее действие на различные патогенные бактерии и не вызывает коррозии в помещениях салона.
Вышеуказанные методы дезинфекции имеют следующие болевые точки:
• Чрезмерная опора на механическую вентиляцию. Стерилизация ветрового цикла основана на принципе разбавления, а наличие плохо вентилируемых мертвых углов затрудняет полное удаление вредных микроорганизмов за короткий промежуток времени.
• Микробы имеют тенденцию размножаться быстрее, чем убивать. Распространение вирусов и бактерий тесно связано с температурой и влажностью. Окружающая среда на станции подходит для роста большинства патогенных микроорганизмов, и воздуховод системы кондиционирования воздуха становится очагом для размножения микробов. Система вентиляции, первоначально используемая для стерилизации, стала инструментом для передачи микробов.
• Отсутствие способности быстро и безопасно реагировать на чрезвычайные ситуации, такие как вспышки злокачественных инфекционных заболеваний.
В зале станции метро необходимо внедрить один или несколько методов дезинфекции для устранения вышеуказанных рисков. Дезинфекционный дрон UVC-LED - хороший выбор:
• Внедрить этот более целенаправленный метод дезинфекции, чтобы обеспечить дезинфекцию при плохой вентиляции или в мертвых местах. Увеличение скорости стерилизации может эффективно препятствовать быстрому распространению вредных микроорганизмов.
• Подходит для дезинфекции поверхностей в ключевых местах, нетоксичных остатков и запаха, без ручного вмешательства, может обеспечить много повторяющихся работ во время остановки метро. Планирование пути может реализовать скоординированную работу нескольких беспилотников для дезинфекции всего пространства без мертвого угла.
• Безопасное аварийное реагирование. UVC-LED эффективно убивает инфекционные вирусы высокого риска, такие как SARS, MERS и грипп. В чрезвычайной ситуации беспилотник может первым войти в пространство, где может существовать вирус высокого риска для наблюдения и дезинфекции в любое время. Чтобы предотвратить распространение вируса, дрон может быть сконцентрирован в указанном месте для уничтожения после завершения задачи.
Охват метро в Южной Корее высок, а плотность станций метро высокая. MERS, который вспыхнул прежде, был даже продезинфицирован по всему городу. Я считаю, что в поисках новых способов стерилизации общественных мест они думают все более срочно, чем китайцы. Дезинфекционный дрон UVC-LED решает три болевые точки одновременно, что невозможно при других методах дезинфекции. С этой точки зрения появление этой концепции не является беспочвенным.
02 Эффективность и выносливость источника света становятся узкими местами
В качестве монтажной платформы для модуля стерилизации производительность дрона тесно связана с эффектом стерилизации. Модуль источника света UVC-LED должен быть согласован с соответствующим модулем рассеивания тепла и источника питания, который имеет определенные требования к нагрузке и мощности источника питания беспилотника. Для оценки способности к стерилизации я использовал отечественную известную марку - четырехроторный воздушный дрон с взлетным весом 1400 г в качестве объекта трансформации.
Предполагая, что вместо оригинального модуля съемки и передачи изображения используется модуль стерилизации UVC-LED, вес всей машины остается неизменным. Однако из-за повышенного энергопотребления срок службы батареи необходимо пересмотреть. Дрон имеет батарею емкостью 90 Втч и срок службы батареи 30 минут. То есть энергопотребление всей машины составляет около 180 Вт. После снятия модуля съемки и картирования потребляемая мощность двигателя дрона и системы управления полетом составляет около 140 Вт. Потребляемая мощность недавно добавленного модуля стерилизации UVC-LED рассчитывается по 100 Вт. Общая потребляемая мощность модифицированного БПЛА составляет 240 Вт. Когда аккумулятор имеет одинаковый взлетный вес, срок службы аккумулятора сокращается до 20 минут.
Что касается положения размещения модуля источника света UVC-LED, так как центр дрона является местом сбора батарей, устройств управления полетом и различных типов датчиков, он явно не подходит для размещения модуля источника света. Это хороший способ рассредоточить модуль источника света вблизи четырех роторов на концептуальной диаграмме. При рассеивании источника тепла поток ветра ротора также помогает рассеивать тепло. Кроме того, такая конструкция также выгодна для увеличения дальности освещения и равномерности освещения.
Колесная база этого дрона составляет 350 мм, а размер и положение установки четырех модулей источника света с UVC-светодиодами указаны в желтом положении. В соответствии с вычислением 4% эффективности фотоэлектрического преобразования мощность света каждого модуля источника света составляет 1000 мВт, угол выхода света составляет 30 градусов, и коэффициент пропускания света воздуха рассчитывается в соответствии с 80% / м. Оптическое моделирование показывает, что площадь освещения на расстоянии 1 м (самая нижняя принимающая поверхность) составляет 0,65 квадратных метра, а средняя интенсивность света составляет 0,5 мВт / см2.
Аналитические исследования показали, что одинаковые дозы ультрафиолетового излучения для распространенных вирусов гриппа и MRSA составляют 7 мДж / см2 и 18 мДж / см2, соответственно, при том же коэффициенте уничтожения 99,99%. Если вирус гриппа используется в качестве стандарта для дезинфекции, дрон может достичь примерно 1 кубического метра дезинфекции за 15 секунд, а дрон может достичь 80 кубометров в течение жизни. Обычный зал станции метро рассчитывается по площади в 10 000 квадратных метров и средней высоте 5 метров. Для полной дезинфекции всей станции метро необходимо отправить 600 видов беспилотников.
Предполагая, что WPE источника UVC-LED удваивается, время жизни дрона удваивается, и эффект стерилизации соответствующим образом уменьшается. Ожидается, что количество дронов в зале станции метро упадет до менее 100.
Таким образом, дезинфекционный дрон UVC-LED технически возможен, но стерилизационное пространство станции в настоящее время испытывает стресс для него, и, возможно, палата больше подходит для него.
03 Энергосберегающий и не экономящий место метод стерилизации
Для обеспечения качества воздуха в помещениях вентиляционное оборудование станции метро работает уже много лет. Ссылаясь на режим вентиляции в приведенной ниже таблице, потребляемая мощность вентиляционного оборудования также составляет 6,6 кВт в период простоя, и потребляемая мощность будет увеличиваться с каждым годом по мере увеличения времени работы.
С существующими техническими возможностями использование беспилотных летательных аппаратов со светодиодом UVC для стерилизации в зале станции метро требует в общей сложности 600 самолето-вылетов, а общая потребляемая мощность составляет 5,4 кВт / ч. Когда эффективность источника света увеличивается, это значение будет продолжать уменьшаться.
Нетрудно обнаружить, что беспилотный летательный аппарат UVC-LED является более эффективным и энергосберегающим способом стерилизации пространства в метро. Однако такой способ экономии электроэнергии не экономит деньги.
С улучшением эффективности UVC-светодиодов в будущем, продвижение материалов батареи, даже в сочетании с технологией беспроводной зарядки, может значительно сократить количество беспилотников, необходимых для дезинфекции пространства. Кроме того, беспилотник также может проводить частичный мониторинг безопасности и помогать в ручной проверке скрытых опасностей автомобилей и железнодорожных объектов. В то время концепция могла дать реальные экономические выгоды.