De drönare som flyger runt har varit heta ställen under de senaste åren, från den första flygfotografin, till drone-belysning, drone-rangering, drönare till nyår, alla slags klockor och visselpipor.
Nyligen har koreanska designers tagit fram ett nytt koncept till UVC-LED-drönaren för desinfektion av tunnelbanestationer.
Så snart nyheten kom ut talade branschens små partners om det: "När vår UVCLED-applikation fortfarande kastar i olika lådor och vattenförsäljare har andra redan spelat på himlen." Är detta nya applikationsscenario nyckfullt eller praktiskt?
I själva verket är den här typen av produkter som ser ut som en gimmick inte första gången i branschen.
2017, när NIKKISO tillkännagav UVC-LED-vattensteriliseringsmodul med 120LPM-flöde, ansåg många att detta bara är en vas som visar styrkan i forskning och utveckling. Det höga priset kan övertyga världen att dra sig tillbaka.
Den senaste informationen indikerar emellertid att efter kontinuerlig optimering och ett års fältexperiment har denna produkt öppnat ett genombrott från sterilisering av vattenbruk och flyttar in i området sterilisering av vatten i fabriker och simbassänger.
Anledningen är mycket enkel: den här produkten fångar rå mat från Daiwa-människorna som älskar vattenprodukter. Vattenbruksprocessen måste steriliseras. Detta är marknaden som har löst smärtan hos traditionella kvicksilverlampvattenssteriliseringsprodukter: ökningen av vattentemperaturen påverkar pH-värdet på vatten och påverkar vattenprodukter. Smaken och reaktionen med havsvattensmineraler påverkar användningen av skala på glasytan.
Samma prestanda och livscykelkostnader som kvicksilverlampor, bättre försäljning av vattenbruk och lägre underhållskostnader är en direkt manifestation av deras ekonomiska fördelar.
För drönan framför mig kommer jag också att göra en enkel analys från de tre aspekterna av smärtpunkt, teknisk genomförbarhet och ekonomisk nytta. Jag hoppas att jag kan kasta en tegel för att locka jade och tänka tillsammans.
01 En produkt löser tre smärtpunkter
Det nuvarande sättet att desinficera tunnelbanestationer är detta:
• För inomhusluft används ventilation och filtrering främst för att förbättra luftkvaliteten. Luftkonditioneringssystemet för vissa stationer använder medeleffektiv filtreringsutrustning baserat på statisk högspänning. Det är nödvändigt att rengöra, demontera och desinficera luftkonditioneringssystemet regelbundet.
• Spraya eller torka av desinfektionsmedlet manuellt för viktiga punkter som ledstänger, säten, biljettmaskiner och rulltrappor som människokroppen ofta berör. Desinfektionsmedlet har en snabb, långvarig dödande effekt på olika patogena bakterier och är inte frätande för anläggningarna i kabinen.
Ovanstående desinfektionsmetoder har följande smärtpunkter:
• För mycket beroende av mekanisk ventilation. Vindcykelsterilisering baseras på utspädningsprincipen, och närvaron av dåligt ventilerade döda vinklar gör det svårt för skadliga mikroorganismer att avlägsnas fullständigt på kort tid.
• Mikrober tenderar att multiplicera snabbare än döda. Spridningen av virus och bakterier är nära besläktad med temperatur och luftfuktighet. Miljön i stationen är lämplig för tillväxt av de flesta patogener, och luftkanalen i luftkonditioneringssystemet blir ett arv för mikrobiell reproduktion. Ventilationssystemet som ursprungligen användes för sterilisering har blivit ett verktyg för överföring av bakterier.
• Bristande förmåga att reagera snabbt och säkert på nödsituationer som utbrott av malig infektionssjukdomar.
Tunnelbanestationen måste införa en eller flera desinfektionsmetoder för att hantera ovanstående risker. UVC-LED-desinficeringsdronen är ett bra val:
• Introducera denna mer riktade desinficeringsmetod för att säkerställa desinfektion i dålig ventilation eller på döda platser. Att öka steriliseringsgraden kan effektivt hämma den snabba utbredningen av skadliga mikroorganismer.
• Lämplig för ytdesinfektion av viktiga platser, giftfri och luktrester, utan manuell ingripande, kan åstadkomma mycket repetitivt arbete under tunnelbanestoppet. Banplanering kan realisera den samordnade driften av flera drönare för att desinficera hela utrymmet utan dödvinkel.
• Ett säkert nödläge. UVC-LED har en effektiv dödande effekt på infektiösa virus med hög risk som SARS, MERS och influensa. I en nödsituation kan drönaren vara den första att komma in i utrymmet där virus med hög risk kan existera för observation och desinfektion när som helst. För att förhindra att viruset sprider sig kan dronen koncentreras till den angivna platsen för förstörelse efter att uppgiften är klar.
Tunnelbanatäckningen i Sydkorea är hög och tätheten för tunnelbanestationer är hög. MERS som bröt ut tidigare desinficerades till och med i hela staden. Jag tror att de söker mer och mer brådskande än kineserna i sökandet efter nya sätt att sterilisera offentliga platser. UVC-LED-desinficeringsdronen löser tre smärtpunkter samtidigt, vilket inte är möjligt med andra desinfektionsmetoder. Ur denna synvinkel är uppkomsten av detta koncept inte grundlöst.
02 Ljuskällans effektivitet och uthållighet blir flaskhalsar
Som en monteringsplattform för steriliseringsmodulen är dronens prestanda nära besläktad med steriliseringseffekten. UVC-LED-ljuskällmodulen måste matchas med motsvarande värmeavlednings- och strömförsörjningsmodul, som har vissa krav på dronens belastning och kraftförsörjningsförmåga. Jag använde ett inhemskt välkänt varumärke, den fyra-rotors antennen med en startvikt på 1400 g som föremålet för transformation, för att utvärdera steriliseringsförmågan.
Förutsatt att UVC-LED-steriliseringsmodulen används istället för den ursprungliga fotograferings- och bildöverföringsmodulen, förblir hela maskinens vikt oförändrad. På grund av ökad strömförbrukning måste dock batteriets livslängd utvärderas. Dronen har en batterikapacitet på 90Wh och en batteritid på 30 min. Det vill säga strömförbrukningen för hela maskinen är cirka 180W. Efter att fotograferings- och kartläggningsmodulen har tagits bort är strömförbrukningen för drönmotorn och flygkontrollsystemet cirka 140W. Strömförbrukningen för den nyligen tillagda UVC-LED-steriliseringsmodulen beräknas enligt 100W. Den totala energiförbrukningen för den modifierade UAV är 240W. När batteriet har samma startvikt förkortas batteriets livslängd till 20 minuter.
Beträffande placeringsläget för UVC-LED-ljuskällmodulen, eftersom dronets centrum är en samlingsplats för batterier, flygkontrollanordningar och olika typer av sensorer, är det uppenbarligen inte lämpligt att hålla ljuskällmodulen. Det är ett bra sätt att sprida ljuskällmodulen i närheten av de fyra rotorerna i konceptdiagrammet. Vid spridning av värmekällan kan rotorns vindflöde också bidra till att sprida värmen. Dessutom är en sådan design också fördelaktig för att öka belysningsområdet och ljusens enhetlighet.
Axelbasen för denna drone är 350 mm, och storleken och installationsläget för de fyra UVC-LED-ljuskällmodulerna är som visas i det gula läget. Enligt beräkningen av 4% fotoelektrisk omvandlingseffektivitet är ljuseffekten för varje ljuskällmodul 1000 mw, ljusutgångsvinkeln är 30 grader och luftöverföringens ljus beräknas enligt 80% / m. Den optiska simuleringen visar att belysningsområdet på ett avstånd av 1 m (den nedersta mottagningsytan) är 0,65 kvadratmeter och den genomsnittliga ljusintensiteten är 0,5 mw / cm2.
Jämställdhetsstudier har visat att samma UV-doser för vanliga influensa- och MRSA-virus är 7mJ / cm2 respektive 18mJ / cm2, med samma 99,99% dödningshastighet. Om influensaviruset används som desinfektionsstandard kan en drönare uppnå cirka 1 kubikmeter rymddesinfektion på 15 sekunder och en drönare kan uppnå 80 kubikmeter utrymme under livet. En vanlig tunnelbanestationshall beräknas enligt en yta på 10 000 kvadratmeter och en medelhöjd på 5 meter. Det är nödvändigt att skicka 600 sorters drönare för att uppnå fullständig desinfektion av hela tunnelbanestationen.
Förutsatt att WPE för UVC-LED-källan fördubblas, fördubblas dronens livstid och steriliseringseffekten reduceras på lämpligt sätt. Antalet drönare i en tunnelbanestationshall förväntas sjunka till mindre än 100.
Sammanfattningsvis är UVC-LED-desinfektionsdronen tekniskt genomförbar, men steriliseringsutrymmet för en station är för närvarande stressande för det, och kanske är en avdelning mer lämpad för den.
03 Energisparande och icke-sparande rymdsteriliseringsmetod
För att säkerställa inomhusluftkvaliteten kör ventilationsutrustningen för tunnelbanestationen under många år. Med hänvisning till ventilationsläget i tabellen nedan är ventilationsutrustningens energiförbrukning också 6,6 kW under strömavbrottet, och strömförbrukningen kommer att öka år för år när körtiden ökar.
Med de befintliga tekniska kapaciteterna kräver användning av UVC-LED-drönare för att uppnå en sterilisering av tunnelbanestationerna totalt 600 sorteringar, en total effektförbrukning på 5,4 kWh. När ljuskällans effektivitet ökar kommer detta värde att fortsätta att minska.
Det är inte svårt att upptäcka att UVC-LED-drönaren är ett mer effektivt och energibesparande sätt att sterilisera tunnelbanorummet. Men detta sätt att spara el sparar inte pengar.
Med förbättringen av UVC-LED-effektiviteten i framtiden kan framstegen av batterimaterial, även i kombination med trådlös laddningsteknik, minska antalet drönare som krävs för rymddesinfektion. Dessutom kan UAV också utföra säkerhetsövervakning på deltid och hjälpa till att manuellt kontrollera de dolda farorna med bil- och järnvägsanläggningarna. Vid den tiden kunde konceptet ge verkliga ekonomiska fördelar.