روبوتات التعقيم العامة تعتمد في أدائها على معدل التعقيم. إذا استغرقت عملية التعقيم وقتًا طويلاً، فإن ذلك يعني استخدام المعدات بشكل غير كفء، مما يزيد من وقت التوقف، وبالتالي يرتفع تكلفة التعقيم لكل متر مربع. المشكلة الشائعة هي جرعة الأشعة فوق البنفسجية – حيث أن الجرعة المُستخدمة في كل مرة قد تكون غير كافية.
لذلك، قمنا بتطوير مصباح لتعقيم المياه باستخدام أشعة فوق بنفسجية عالية الطاقة. الفكرة بسيطة: تقليل وقت التعقيم دون التأثير سلبًا على قدرة المصباح على التخلص من الجراثيم.
العوامل المهمة في العملية نستخدم بخار الزئبق ذو الضغط المنخفض، مع تعديله لإنتاج أشعة بطول 254 نانومتر لقتل الجراثيم. كما أن الغلاف الكوارتزي مُعد خصيصًا للقضاء على الأشعة بطول 185 نانومتر، مما يؤدي إلى الحصول على طيف أشعة بطول 254 نانومتر خالٍ من الأوزون. تصل شدة الإشعاع في النقطة المستهدفة إلى 120 ميجاواط/سم²، ويظل المصباح قادرًا على إنتاج 40 ميجاجول/سم² على بُعد 5 سم من الهدف.
المرآة المستخدمة مصنوعة من الألومنيوم عالي النقاء، ولها شكل بارابولي، مما يساعد على توجيه الأشعة بدقة ضمن نطاق ±15 درجة. هذا الشكل يضمن وصول الأشعة إلى المكان المطلوب، ولا تنتشر في أرجاء الغرفة.
الطاقة المستخدمة هي 240 واط، مع تحكم بجهد 24 فولت، وهو ما يتناسب مع تصميم الروبوتات الصغيرة. عمر المصباح يصل إلى 9,000 ساعة، ويتم اكتشاف نهاية عمره عبر استخدام حساسات الأشعة فوق البنفسجية.
لماذا يعتبر هذا المصباح مناسبًا للروبوتات؟ في روبوتات التعقيم، يعتمد الأداء على معدل الجرعة المستخدمة، وليس فقط على وقت التشغيل. إذا زادت شدة الإشعاع، يمكن تقليل سرعة التعقيم، مع الحفاظ على جرعة كافية لقتل الجراثيم.
في الواقع، يعني ذلك وقت تعقيم أقصر في كل مرة، وبالتالي تحسين كفاءة التعقيم في الغرفة، مع إمكانية إجراء المزيد من عمليات التعقيم في اليوم الواحد. كما أن الطيف الخالي من الأوزون يمنع وجود مواد ضارة في الهواء، وجهد 24 فولت يتناسب مع أنظمة الطاقة والتحكم الموجودة في الروبوتات.
التفاصيل المهمة التي لا يمكن تجاهلها تصميم التركيب مهم جدًا. يجب الالتزام بالمسافة المحددة بين المصباح والهدف، وإلا فإن الجرعة المستخدمة ستنخفض بسرعة، ولن يكون التعقيم فعالًا.
كما أن تلوث المرآة مشكلة حقيقية في البيئات المليئة بالغبار أو الرطوبة. يجب إجراء فحص وتنظيف دوري، وإلا فإن جودة الإشعاع ستنخفض.
لضمان التوافق مع الروبوتات، يجب التأكد من المواصفات الميكانيكية، وقطبية الموصلات، وظروف الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي. كما يجب الحفاظ على درجة حرارة مصباح التعقيم بين 10 و40 درجة مئوية؛ فالتغيرات في درجة الحرارة قد تؤدي إلى عدم استقرار الإشعاع.