UVC-LED消毒无人机究竟可不可行？

-作者：Boat -

2019-08-06

飞来飞去的无人机不断是近几年的热点，从最开端的航拍，到无人机照明，无人机测距，无人机拜年，各种花里胡哨。

最近，韩国的设计师又带来了一个新概念，用于地铁站消毒的UVC-LED无人机。

音讯一出，业内的小同伴纷繁谈论：“我们的UVCLED使用还在各种盒子、饮水机里折腾的时分，他人竟然曾经玩上天了。”这个新的使用场景终究是想入非非还是实在可行？

其实，这样看似噱头的产品亮相外行业中不是第一次。

2017年，当NIKKISO发布120LPM流量的UVC-LED水杀菌模组的时分，很多人都觉得只这是个展现研发实力的花瓶，昂扬的价钱可以劝退世人。

但是最新的信息标明这款产品经过不时的优化和一年的实地实验后，已从水产养殖水杀菌翻开打破口，并且正往工厂、泳池用水杀菌范畴迈进。

缘由很复杂：这款产品抓住了大和民族酷爱水产品生食，水产养殖进程中必需杀菌这个刚需市场，处理了传统汞灯水杀菌产品的痛点：水温降低影响水的PH值从而影响水产口感、与海水矿物质发作反响在玻璃外表结垢影响运用。

与汞灯同等的功能和生命周期本钱，更好的水产销量与更低的维护本钱，是其经济效益的直观表现。

关于眼前这个无人机，自己也将从处理痛点，技术可行性，经济效益这三方面做一个复杂的剖析。望能抛砖引玉，与大家共同考虑。

01 一个产品处理三个痛点

目前地铁车站的消毒方式是这样的：

• 关于室内空气，次要是采取通风和过滤来改善空气质量。局部站厅空调零碎采用了以高压静电为主的中效过滤设备，需求活期对空调零碎停止清洗和拆洗消毒。

• 关于人体常常接触的扶手、座椅、售票机、自动扶梯等重点地位，需求人工喷洒或擦拭消毒液。消毒液对各种致病菌具有疾速、长工夫的杀灭作用，并且对车厢内设备没有腐蚀性。

目前地铁车站的消毒方式

以上的消毒方式存在如下痛点：

• 过火依赖机械通风。风循环杀菌基于浓缩原理，加上有通风不良的死角存在，无害微生物很难在短工夫内被彻底肃清。

• 微生物繁衍的速度往往大于灭杀速度。病毒、细菌传达繁衍与温湿度亲密相关，车站内环境适合少数病原体生长，空调零碎风管成为微生物繁衍的温床。本来用于杀菌的通风零碎，反而成为了传达病菌的工具。

• 缺乏疾速、平安应对恶性传染病迸发等突发事情的才能。

地铁站厅需求引入一种或多种消毒方式去应对上述的风险。而UVC-LED消毒无人机是一个很好的选择：

• 引入这种更具针对性的消毒方式，在通风不畅或存在死角时也能保证消毒效果。杀菌率的提升对迅速繁衍的无害微生物可以无效抑制。

• 合适于对重点地位停止外表消毒，无毒副和气息残留，无需人工参与，可在地铁停运时期完成少量反复性休息。经过途径规划可以完成多台无人机的协同操作对整个空间停止无死角的消毒

• 一个平安的突发事情应对手腕。UVC-LED对SARS、MERS、流感等高危传染性的病毒具有高效的灭杀作用，紧急状况下无人机可以在恣意工夫首当其冲进入能够存在高危病毒的空间停止察看与消毒。为了避免病毒分散无人机在义务完成后可以集中到指定地点等候销毁。

韩国地铁掩盖率高，地铁站密度大。之前迸发的MERS更是搞得全城消毒，风声鹤唳。置信在寻求新型的公共场所杀菌办法上，他们比国人考虑的更多，也愈加的紧迫。UVC-LED消毒无人机一个产品同时处理三个痛点，这是其他的消毒方式无法做到的。从这点来说，这款概念的呈现并非空穴来风。

02 光源效率与续航才能成为瓶颈

作为杀菌模块的搭载平台，无人机的功能与杀菌效果毫不相关。UVC-LED光源模组需求搭配相应的散热和供电模块，对无人机的载重和供电才能有一定的要求。自己以一款国际知名品牌的，降落分量1400g的四旋翼航拍无人机作为改造对象，评价杀菌才能。

假定运用UVC-LED杀菌模块替代原有的拍摄和图传模块后，零件分量坚持不变。但由于功耗添加，续航工夫需求重新评价。该款无人机的电池容量为90Wh，续航工夫为30min。也就是零件功耗约180W，除去拍摄和传图模块后，无人机旋翼电机和飞控零碎的功耗约140W。新增的UVC-LED杀菌模块功耗依照100W计算，改造后的无人机总功耗为240W，在电池不变降落分量不变的状况下，续航工夫延长为20分钟。改造前后的比照如下表：

无人机改造前后参数比照

关于UVC-LED光源模组的安放地位，由于无人机中心是电池、飞控设备和各类传感器的聚集地，显然不合适安放光源模组。概念图中光源模组分散装置在四个旋翼左近是比拟好的方式，在分散热源的同时，旋翼的风流也可协助散热。另外这样的设计还有利于添加光照范围和光平均性。

该款无人机轴距为350mm，4个UVC-LED光源模组的尺寸及装置地位如下图黄色地位。依照4%的光电转化效率计算，每个光源模组光功率为1000mw，出光角30度，空气的透光率依照80%/m计算。光学模仿显示在1米的间隔处（最下方接纳面）的光照面积为0.65平米，均匀光强为0.5mw/cm2。

UVC-LED光源地位及光照模仿效果

同行的研讨标明，同为99.99%灭杀率状况下，普通流感病毒和MRSA病毒需求的UV剂量辨别为7mJ/cm2与18mJ/cm2。若以流感病毒作为消毒规范，一台无人机15秒可以完成约1立方米空间的消毒，一台无人机续航工夫内可以完成80立方米空间的消毒。一个普通地铁站厅依照面积10000平米、均高5米计算，需求出动600架次无人机才可以完成整个地铁站的片面消毒。

假定UVC-LED光源的WPE提升一倍，无人机续航工夫添加一倍、同时适当降低杀菌效果，一个地铁站厅杀菌的无人机出动次数无望降到100架次以内。

综上，UVC-LED消毒无人机具有技术可行性，但是目前一个车站的杀菌空间对它来说压力山大，或许一个病房更合适它。

03 省电不省钱的空间杀菌方式

为了保证室内空气质量，地铁站通风设备是常年运转的。参照下表的通风形式，地铁车站在停运时段，通风设备功耗也有6.6kW，而且随着运转工夫的添加，功耗会逐年上升。