可移动式紫外线杀菌灯车自动校准分析

可移动式紫外线杀菌灯车自动校准分析

徐政

深圳天溯计量检测股份有限公司         广东深圳       518100

摘要：随着移动式紫外线杀菌车灯广泛应用于多个行业，对杀菌校准要求越来越高。为解决以往移动数据范围不准确、难以实现高质量杀菌效果的问题，本文围绕可移动式紫外线杀菌灯车对自动校准装置进行研究，分析以往使用不足，比如紫外灯紫外线强度衰减程度检测不足、检测指标偏差等，以此为基础分析自动校准优化装置，借助远程控制实现等车技术参数的自动检测，保证检测结果准确性。

关键词：紫外线杀菌灯车；可移动式；自动校准

引言：紫外线消毒灯亦称紫外线杀菌灯、紫外线荧光灯，是一种利用紫外线杀菌作用进行灭菌消毒的灯具，为满足高效作业需求，移动式紫外线杀菌灯车应运而生。然而随着仪器使用时间的增加（一年左右），紫外线强度将逐渐衰减，为确保灯车的有效使用，需配备专门的灯车功能检测装置，为保证检测准确性，自动校准装置愈发重要。

1.可移动式紫外线杀菌灯车自动校准需求背景

可移动式紫外线杀菌灯车广泛应用于医疗、保健、美容等行业，紫外灯是紫外线灭菌设备的核心元件，其发射的紫外线强度是灭菌效果的关键。紫外线消毒灯向外辐射波长为253.7nm的紫外线，杀菌对象包括空气、水、衣物等，根据使用场景的不同，紫外线消毒灯规格也不尽相同。一般情况下，在对衣物细菌、病毒进行灭杀时，紫外线消毒灯照射5min左右即可；在对手术室、化验室等空间空气中的细菌与病毒进行灭杀时，持续照射30min左右即可。按照使用电压分类，紫外线消毒灯分为三种，分别为低压、中压和高压，消毒应用以低压为主。紫外线杀菌灯在区域内的持续杀菌应用较为普遍，以往传统的可移动式紫外线杀菌灯车在使用过程中，大多以人工的形式移动紫外线杀菌灯，以此实现对杀菌范围的调整[1]。但是这种调整方式并不高效，且紫外线对人体有害，如何合理控制紫外杀菌灯实现特定空间区域的高效杀菌成为该领域发展应用的重要课题。

2.分析可移动式紫外线杀菌灯车自动校准方法

为实现对可移动式紫外线杀菌灯车作用范围的自动化控制，确保灯车具有有效且全面的紫外杀菌效果，常见方法是开发并安装自动校准装置。装置设计及应用如下：

2.1自动校准思路

为解决上述问题，提高移动式紫外线杀菌灯车应用效果，可开发、应用一种移动校准方法，通过杀菌对象与灯车之间的相对位置明确位置关系，以此为基础建立运行坐标系，从而明确初始的移动数据范围，进而在自动校准装置作用下建立统一的位置校准数据基础，实现快速高效的实现位置校准。在位置校准方面，采用两步走方式，分别是进行初始位置的移动以及初始位置的准确范围判断，促进位置校准精度的提升，以此实现对确定的杀菌位置的有效且全面的紫外杀菌效果。其中，重点是自动校准装置，通过有机整合多种识别、定位基础及功能模块，依托于自动化校准，减少人工作业，同时还能够远程控制灯车的技术参数，实现自动检测与调整。

2.2自动校准装置结构及功能设计

为保证自动校准装置顺利发挥功能作用，装置组成模块包括：用于图像识别与定位的功能模块、用于检测紫外线辐射照度的功能模块、测距模块、上位机处理模块、用于光谱检测的功能模块以及通讯模块。其中，用于图像识别与定位的功能模块、测距模块、用于检测紫外线辐射照度的功能模块、用于光谱检测的功能模块以及通讯模块采集到的各种数据将在通讯模块的作用下传输给上位机处理模块，上位机处理模块同步开展显示工作与校准工作，校准完成后，相关参数通过通讯模块再传回初始模块[2]。

图像识别定位模块应用过程中，可为灯车测量时位置和路线的一致性提供保障，测距模块可为灯车与测量对象之间距离的规范性提供保障；用于检测紫外线辐射照度的功能模块可为灯车辐射效率、照度及其均匀性等方面提供保障，确保可移动式紫外线杀菌灯车的有效应用；用于光谱检测的功能模块可为灯车紫外线中心波长符合应用需求提供保障；通讯模块可保障各类检测数据的传输；上位机模块不仅可以将采集到的各种数据显示给相关工作人员，还可以同步进行在线检测，为信息数据的精准、完整传输提供支持。

为实现检测范围的精准定位，以及杀菌对象的远程操控、灵活调整，在配备上述基本功能模块的同时，还需设计应用紫外辐射通量模块，以此实现对灯车紫外线辐射通量的精准测量。而且，为避免投入较多资金成本与资源，可直接选用紫外线辐射计作为紫外辐射照度检测模块，选用紫外线光谱仪作为灯车的光谱检测模块，选用红外测距传感设备作为测距模块。本文提到的可移动式紫外线杀菌灯车常见自动校准装置，在红外测距传感设备、紫外线光谱仪、图像识别定位模块、紫外线辐射计中均包含自动校准电路，自动校准电路包括WI-FI模块（W1）、单片机（U1），通过W1和U1之间的数据交换，上位机处理模块完成技术参数校准处理后，借助通讯模块将其传输到W1，现有功能模复位自动加载U1内的校准后参数，以此完成移动式紫外线杀菌灯车自动校准。不仅如此，无论是用于光谱检测的模块设备，还是测距模块、图像识别定位模块、紫外辐射照度检测模块，在包含自动校准电路的同时，还包含充电管理电路，在该情况下，有助于灯车与自动校准装置的顺利运行。充电管理电路包括无线充电接收芯片（U3）、充电保护模块（U2），前者输出端与后者充电口相连。

2.3自动校准装置具体应用

按照上述功能结构设计，该自动校准装置如图1所示：

图 1 自动校准装置

在该自动校准装置应用古城中，图像识别定位模块（1）装有自动识别、调整的摄像头，在装置启动、运作过程中，可为灯车测量路线与位置的一致性提供保障，避免测量偏差的出现。同时，紫外线辐射通量模块（7）可对空间内的紫外线辐射强度加以检测，配合测距的红外传感器（2）以及（1），检测过程中遇到障碍物将自动避开，测量精度为±1mm。通讯模块（5）满足多点多设备的数据采集分析需求，即便同时存在多台设备检定需求，结合上机位处理弄快（6）即可顺利开展工作。其中，（6）以labview为基础区别各类数据并以图表化的方式呈现数据，同时开展参数的在线校准工作，实现对设备功能的在线、实时调试。在上位机软件的作用下，可指定运算各类数据，自动生成指定格式报表供工作人员使用。由于此类灯车的作业环境较为恶劣，具有高温高湿高紫外线辐照能量的特点，所以，在实际应用过程中，应选用磷酸铁锂电池作为单独供电单元，从而提高自动校准装置运行稳定性[3]。

在上述功能模块与结构的设计应用下，该自动校准装置可自动检测移动式紫外线杀菌灯车的紫外线辐射效率、紫外线中心波长、辐射照度及其均匀性，有助于相关工作人员掌握灯车的各项技术参数，并根据现行标准与使用规范灵活调整。尤其在上位机功能模块的设计应用下，借助相关软件计算可显示具体数值，便于工作人员在线校准检测设备，为灯车检测性能的准确可靠性提供保障，解决以往灯车在检测校准方面的缺失。而且，在该自动校准装置的作用下，相关工作人员借助信息数据的可靠传输，无需人员进入杀菌空间，即可远程控制灯车运作，提高检测安全准确性的同时，提高灯车运行效率。

结论：综上所述，为提高移动式紫外线杀菌灯车运行质量与效率，优化检测质量、实现远程控制，可配套设计应用自动校准装置，通过磷酸铁锂电池、图像识别与定位的功能模块、测距模块、上位机处理模块、通讯模块等合理设计，强化灯车的自动校准与远程控制功能，保证运行质量。

参考文献：

[1]陶德明.紫外线杀菌灯安全使用措施及控制设计探讨[J].建筑电气,2022,41(08):31-33.

[2]申龙.基于LabVIEW控制的频谱分析仪自动校准系统的探究[J].科学技术创新,2021(24):66-67.

[3]马永霞.紫外线消毒技术在基层医疗机构中的应用研究[J].名医,2020(08):391-392.