متطلبات إشعاع الأشعة فوق البنفسجية-C لتطبيقات التطهير وطريقة اختبار مصباح الأشعة فوق البنفسجية-C

متطلبات إشعاع الأشعة فوق البنفسجية (UV-C) لتطبيقات التطهير

مع النمو السريع لتطبيقات الأشعة فوق البنفسجية في التطبيقات الجرثومية والتطهير، هناك حاجة متزايدة لقياس وتحديد ما إذا كان هناك مادة معينةمصباح الأشعة فوق البنفسجيةأو الإعداد الذي سيحقق أهداف التطهير. على عكس منتجات الإضاءة العادية التي يمكننا التأكد بصريًا من أنها "ساطعة بدرجة كافية"، فإن الأشعة فوق البنفسجية-C غير مرئية للعين المجردة، وهذا يمكن أن يجعل الأمر صعبًا بشكل خاص من منظور القياس. في هذه المقالة، سنستعرض طرق القياس الأساسية والمبادئ، ثم نعمل من خلال بعض الأمثلة التي ستساعد في العمل من خلال الخطوات اللازمة لتحديد متطلبات الإشعاع لإعداد معين.

1. ما هي الأشعة فوق البنفسجية UV-C بالضبط؟

إن المكون الأكثر صعوبة وربما الأكثر أهمية في هذه المعادلة هو قيمة الإشعاع. الإشعاع هو مقياس مقدار الطاقة التي تسقط على سطح معين. يمكن أن يتأثر الإشعاع بثلاثة عوامل أساسية: (1) قوة مصباح الأشعة فوق البنفسجية، (2) المسافة من المصباح، و(3) الزاوية بالنسبة للمصباح. قد يكون من المفيد التفكير في سلوك المصابيح الكهربائية العادية - على سبيل المثال، لن يوفر مصباح كهربائي شديد السطوع موضوعًا بعيدًا بزاوية بعيدة عن السطح إضاءة كافية على سطح الطاولة.

2. الجرعة=كمية الأشعة فوق البنفسجية + الوقت

عند التصميم للتطهير باستخدام الأشعة فوق البنفسجية C، نحتاج إلى البدء باستخدام الأشعة فوق البنفسجية Cالجرعةلأن الهدف النهائي هو تحقيق جرعة معينة من الأشعة فوق البنفسجية-C اللازمة لتعطيل العامل الممرض. ولكن أولاً، ما هي الجرعة بالضبط، وكيف يتم قياسها؟

جرعة الأشعة فوق البنفسجية-C، وتسمى أيضًاجرعة التعرضأوطلاقة، هي طريقة لقياس مقدار إجمالي طاقة الأشعة فوق البنفسجية-C التي تشعها سطح معين. وهذا هو العنصر الأكثر أهمية في تصميم نظام الأشعة فوق البنفسجية-C، لأن جرعة الأشعة فوق البنفسجية-C هي العامل الأساسي الذي يحدد ما إذا كنا قد نجحنا في إبطال مفعول مسببات الأمراض أم لا.
لا يتم تحديد الجرعة فقط من خلال قوة الأشعة فوق البنفسجية التي تسقط على السطح، بل وأيضًا المدة التي يتعرض فيها هذا السطح لأشعة الأشعة فوق البنفسجية. بعبارة أخرى، إذا كانت كل العوامل الأخرى متساوية، فإن مصباح الأشعة فوق البنفسجية بقوة نصف هذه يمكن أن يحقق نفس الجرعة من الأشعة فوق البنفسجية إذا تم استخدامه لمدة ضعف المدة.
تُسمى قوة الأشعة فوق البنفسجية التي تسقط على سطح ما بالإشعاع، وتُقاس بوحدة واط/م² (أو بعض المتغيرات من الطاقة لكل مساحة سطح). ويُقاس وقت التعرض بالثواني.

الشكل البسيط للصيغة موضح أدناه:
جرعة التعرض (جول/م²)=الإشعاع فوق البنفسجي (وات/م²) × الوقت (ثوانٍ)
ويمكننا أيضًا التحقق من ذلك من خلال ملاحظة أن الوحدات متفقة هنا (1 جول=1 واط-ثانية).

3. المتطلبات الخاصة بالتطبيق

• تطهير الهواء:يتطلب جرعات أقل منضوء الأشعة فوق البنفسجية، حيث يتحرك الهواء بسرعة وتنتشر مسببات الأمراض.
• تطهير الأسطح:تتطلب عملية تطهير الأسطح إشعاعًا أعلى، بسبب الحاجة إلى الاختراق العميق لتحييد الكائنات الحية الدقيقة على الأسطح المختلفة.
• معالجة المياه:تؤثر وضوح المياه على إشعاع UVC المطلوب، حيث تسمح المياه الأكثر وضوحًا بمستويات إشعاع أقل، بينما تحتاج المياه العكرة أو الملونة إلى كثافة أعلى لضمان الوصول إلى جميع مسببات الأمراض.

طريقة اختبار مصباح الأشعة فوق البنفسجية

قياس الإشعاع فوق البنفسجي-C

شدة إشعاع المصباح: وفقًا لصيغة جرعة الإشعاع فوق البنفسجي التي تساوي شدة الإشعاع مضروبة في زمن الإشعاع، يمكن الحصول على زمن الإشعاع الممتد المطلوب لشدات مختلفة، ويمكن أيضًا ملاحظة أنه يمكن الحصول على نفس تأثير التعقيم لشدة عالية لفترة قصيرة أو شدة منخفضة لفترة طويلة.

عدد المصابيح المثبتة: وفقًا للوائح الوطنية، فإن عدد مصابيح التطهير فوق البنفسجية المعلقة الداخلية المثبتة لا يقل عن 1.5 وات لكل متر مكعب، ويجب توزيعها بالتساوي وارتفاع السقف 1.8-2.2 متر بعيدًا عن الأرض للسماح للناس بالتنفس. الحزام في نطاق الإشعاع الفعال.

درجة حرارة المحيط: بشكل عام، درجة حرارة الغرفة 20-40 درجة هي درجة الحرارة المناسبة للتطهير بالأشعة فوق البنفسجية. ضمن نطاق درجة الحرارة هذا، تكون شدة الأشعة فوق البنفسجية هي الأكبر والأكثر استقرارًا، مما يمكن أن يحقق تأثير التطهير المثالي.

الرطوبة النسبية: عندما تكون الرطوبة النسبية 55% -60%، فإن الأشعة فوق البنفسجية لديها أقوى معدل قتل للكائنات الحية الدقيقة.

تعزيز مراقبة شدة الإشعاعمصباح الأشعة فوق البنفسجية الأنبوب: يجب فحص مصباح الأشعة فوق البنفسجية المستخدم مرة كل 3-6 شهرًا باستخدام مقياس إضاءة الأشعة فوق البنفسجية، ومرة ​​واحدة سنويًا باستخدام مقياس إضاءة الأشعة فوق البنفسجية لمعايرة القياس للحفاظ على الدقة. يمكن أيضًا قياسه بواسطة بطاقة مؤشر كثافة الأشعة فوق البنفسجية الكيميائية. يتم تشعيع بطاقة المؤشر على بعد متر واحد من أنبوب المصباح لمدة دقيقة واحدة. يتغير الطلاء الحساس للضوء من الأبيض إلى الأحمر الأرجواني. بالمقارنة مع كتلة اللون القياسية، يمكن معرفة كثافة إشعاع المصباح

اختبار عمر المصباح

هناك جانب مهم آخر في اختبار مصابيح الأشعة فوق البنفسجية وهو تحديد العمر التشغيلي، والذي يتم قياسه عادة بساعات التشغيل المستمر قبل أن ينخفض ​​إنتاج الأشعة فوق البنفسجية إلى ما دون المستوى الفعال (عادة 80% من الإشعاع الأولي). يضمن هذا الاختبار أن المصابيح ستستمر في توفير التطهير الفعال طوال عمرها التشغيلي المقدر.

• إجراء:يتم تشغيل المصابيح بشكل مستمر أو في دورات تشغيل وإيقاف محاكاة، ويتم قياس إنتاج الأشعة فوق البنفسجية C بشكل دوري لتتبع أي انخفاض في الأداء.
• اختبار السلامة والامتثال:يجب أن تخضع مصابيح الأشعة فوق البنفسجية أيضًا لاختبارات السلامة للتأكد من أنها تلبي اللوائح الخاصة بالتعرض البشري والسلامة التشغيلية. ويشمل ذلك اختبار توليد الأوزون، حيث تنتج بعض مصابيح الأشعة فوق البنفسجية الأوزون الضار كمنتج ثانوي، والذي يجب التحكم فيه أو تقليله.
• إجراء:تتضمن اختبارات السلامة قياس مستويات الأوزون، وضمان الحماية المناسبة لمنع التعرض للأشعة فوق البنفسجية الضارة، واختبار استقرار المصباح في ظروف التشغيل المختلفة (درجة الحرارة، الرطوبة، وما إلى ذلك).
• المعايير:يتم إجراء اختبارات السلامة وفقًا لمعايير مثل IEC 62471 لسلامة الأشعة فوق البنفسجية و UL 1598 للامتثال للسلامة الكهربائية.

باختصار، نجاحالتعقيم بالأشعة فوق البنفسجيةتعتمد هذه العملية على توفير مستويات الإشعاع المناسبة، والتي تختلف وفقًا لمتطلبات التطبيق. وتضمن طرق الاختبار الصارمة أن مصابيح الأشعة فوق البنفسجية تلبي معايير الأداء والفعالية والسلامة، مما يضمن موثوقيتها في مهام التطهير الحرجة.