牟強(qiáng)善 朱繼軍 孫 濤 李銀葉 曹 磊

紫外線是電磁波譜中波長(zhǎng)從10～400 nm輻射的總稱(chēng)[1]。1801年德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在[2]。紫外線是位于日光高能區(qū)的不可見(jiàn)光線，依據(jù)紫外線自身波長(zhǎng)的不同，可將紫外線分為3個(gè)區(qū)域，即短波紫外線(UVC波段)、中波紫外線(UVB波段)和長(zhǎng)波紫外線(UVA波段)[3]。移動(dòng)紫外線消毒車(chē)所用紫外線殺菌燈發(fā)出的是UVC短波紫外線。短波紫外線波長(zhǎng)200～275 nm，又稱(chēng)為短波滅菌紫外線，其穿透能力最弱，無(wú)法穿透大部分的透明玻璃及塑料[4]。實(shí)際消毒用的紫外線車(chē)上的紫外線殺菌燈管，其系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)的原理，即在燈管兩端的一對(duì)電極在接通電源后，在高頻高壓的情況下于放電區(qū)產(chǎn)生交流磁場(chǎng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，變化的磁場(chǎng)會(huì)在燈管內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在含汞的情況下使低壓汞和惰性氣體的混合蒸汽產(chǎn)生放電，輻射出波長(zhǎng)為253.7 nm的紫外線，再通過(guò)石英玻璃管轉(zhuǎn)化為所需的紫外線波長(zhǎng)[5]。

1 移動(dòng)式紫外線車(chē)的設(shè)計(jì)初衷

短波紫外線對(duì)操作人員的傷害很大。紫外線強(qiáng)烈作用于皮膚時(shí)可發(fā)生光照性皮炎，皮膚癢并出現(xiàn)紅斑、水皰、水腫等，嚴(yán)重者還可引起皮膚癌[6]。紫外線作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可出現(xiàn)頭痛、頭暈、體溫升高等癥狀[7]。作用于眼部，可引起結(jié)膜炎、角膜炎，稱(chēng)為光照性眼炎，還有可能誘發(fā)白內(nèi)障[8]。據(jù)報(bào)道，過(guò)量紫外線照射對(duì)操作使用人員身體健康的危害有免疫功能下降、遺傳因子的深度傷害、皮膚癌、白內(nèi)障發(fā)病概率增加、背后和手腳的色斑癌的發(fā)病率增加、皮膚暗沉、老化、斑點(diǎn)、皺紋、癌前病變狀態(tài)的日光角化癥的增加等等[9]。

移動(dòng)式紫外線車(chē)是醫(yī)療及食品等多種行業(yè)空氣消毒中常用的關(guān)鍵設(shè)備，但傳統(tǒng)的紫外線車(chē)對(duì)操作者存在極大傷害，具體有下述表現(xiàn)。

(1)傳統(tǒng)的移動(dòng)式紫外線消毒車(chē)不能隔室操作，在感染性病房的日?？諝庀緯r(shí)需要醫(yī)護(hù)人員多次進(jìn)出并近臺(tái)操作，增加了醫(yī)護(hù)人員無(wú)謂感染的概率。

(2)操作中，打開(kāi)紫外線車(chē)電源后紫外線燈管很快點(diǎn)亮，此時(shí)操作人員不可避免地會(huì)受到紫外線的照射；紫外線對(duì)操作者的眼睛和皮膚構(gòu)成直接傷害，易引發(fā)晶狀體變性，嚴(yán)重者導(dǎo)致白內(nèi)障；紫外線燈管點(diǎn)亮?xí)r衍生出的臭氧氣體會(huì)對(duì)操作者的呼吸道造成傷害，易誘發(fā)多種呼吸道疾?。蝗辗e月累造成的身體傷害不容輕視。

(3)傳統(tǒng)的紫外線燈管照射時(shí)間的計(jì)時(shí)方式為手工記錄，漏記、錯(cuò)記、多記不可避免，手工累計(jì)的紫外線燈管的照射時(shí)間與實(shí)際照射時(shí)間誤差很大，使很多本不到使用壽命的紫外線燈管被更換，造成紫外線燈管的材料浪費(fèi)[10]。

圖1 新型遙控延時(shí)啟動(dòng)精密計(jì)時(shí)紫外線車(chē)控制原理圖

2 移動(dòng)式紫外線車(chē)的設(shè)計(jì)理念

新型遙控延時(shí)啟動(dòng)精確計(jì)時(shí)紫外線車(chē)的研制，其目的為解決傳統(tǒng)紫外線車(chē)的弊端，消除對(duì)操作者的人身職業(yè)傷害，精確計(jì)時(shí)做到紫外線燈管物盡其用(如圖1所示)。

新型遙控延時(shí)啟動(dòng)精確計(jì)時(shí)紫外線車(chē)涉及到下述主要3大技術(shù)改進(jìn)。

(1)無(wú)線射頻遙控紫外線開(kāi)關(guān)具有自動(dòng)控制、不需要對(duì)應(yīng)方向、不受障礙物影響以及隨意操作的特點(diǎn)[11]。全負(fù)載電器完全關(guān)閉電源，遙控器與接收器間數(shù)字編碼，低功率設(shè)計(jì)，多臺(tái)紫外線車(chē)的控制器互不干擾，準(zhǔn)確無(wú)誤，傻瓜式操作易學(xué)易用[12]。操作人員手持的發(fā)射器有效距離空曠場(chǎng)地達(dá)到25 m，試驗(yàn)樣品紫外線車(chē)經(jīng)實(shí)測(cè)普通病房隔門(mén)遙控開(kāi)關(guān)功能正常，符合非近臺(tái)操作的使用要求。操作人員手持的遙控器有2個(gè)按鍵，按下“ON”主控插座打開(kāi)，指示燈亮，按下“OFF”主控插座關(guān)閉工作，指示燈滅；如遙控器丟失或損壞，在主控插座上有一按鍵，按下主控插座打開(kāi)，再按關(guān)閉，重復(fù)循環(huán)[13]。采用無(wú)線射頻遙控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)操作人員對(duì)紫外線車(chē)的免近臺(tái)操作，可用于感染科病房、門(mén)診等特殊場(chǎng)所的空氣消毒，有效避免交叉感染。

(2)采用延時(shí)點(diǎn)亮紫外線燈管的方法，避免紫外線對(duì)操作人員的眼睛、皮膚以及紫外線燈管點(diǎn)亮?xí)r衍生的臭氧對(duì)呼吸道的傷害。新型紫外線車(chē)的定時(shí)控制電路專(zhuān)門(mén)設(shè)有延時(shí)啟動(dòng)功能，遙控開(kāi)關(guān)按下或直接近臺(tái)控制接通電源5～30 s延時(shí)(可調(diào))后紫外線燈管點(diǎn)亮，有足夠時(shí)間讓操作者離開(kāi)消毒房間或區(qū)域。

(3)采用微電腦高雙通道精度累積計(jì)時(shí)器，分別對(duì)紫外線車(chē)上的燈管精確累積計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)精度為1% s，有效節(jié)約能源和紫外線燈管，減少臨床科室或生產(chǎn)單位日常消毒材料費(fèi)支出[14]。

新型遙控延時(shí)啟動(dòng)精確計(jì)時(shí)紫外線車(chē)的研究改進(jìn)方案已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利。該項(xiàng)新型專(zhuān)利產(chǎn)品力爭(zhēng)盡早投入批量生產(chǎn)，以方便醫(yī)護(hù)人員使用，避免紫外線對(duì)身體的傷害。

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