公共の場で動作する消毒ロボットにおいて、サイクルタイムがボトルネックとなります。UVCランプが1回の走査で必要な量の照射を行えない場合、ロボットの速度が低下したり、同じ場所を何度も走査しなければならなくなります。これらの状況はすべて、処理速度を低下させ、バッテリーの消費を増加させます。私たちは、数秒以内に病原体を不活性化させることを目指して、コンパクトで携帯可能な消毒ヘッド用のUVCスポット照射ランプを開発しました。
重要なのは出力そのものではなく、照射率です。作業距離において250 mW/cm²以上のピーク強度を実現しており、これにより0.2秒未満で対象領域全体に40 mJ/cm²以上の殺菌剤量が供給されます。光源はオゾンを含まない低圧水銀灯を使用し、波長は254 nmです。この波長はDNA/RNAの吸収ピークと一致しているため、1ミリジュールあたりでより多くの光生成物が生じます。二色性コーティングされた反射鏡によってビームが整えられ、不要な散乱が防がれ、重要な部分に十分な強度が届きます。
実際の運用において、この照射強度は直接ロボットの性能に影響します。強度が高ければ、ロボットはプログラムされた速度を維持しつつ、各走査の時間を短縮し、依然として病原体を駆除することができます。UVCの必要な照射量がより早く達成されるため、単一サイクルの時間は通常、低強度の場合と比べて30～50％短縮されます。また、このシステムはインテリジェントな電力調整機能も備えており、ロボットのセンサーが影や表面形状の変化を検出した場合、ランプに命令を送って照射量を調整し、処理を中断することなく一貫した消毒が行われます。
設置は簡単ですが、光学系の管理には注意が必要です。石英窓を清潔に保ち、正しく位置づけてください。指紋やほこりが付着するとUVCが散乱し、実効的な照射量が低下します。また、ロボットのヘッド内にも十分な放熱スペースが必要です。このランプは高温になるため、周囲のエレクトロニクスが損傷しないように適切な空気循環が必要です。一般的に8,000～9,000時間の使用寿命があり、その後は出力が低下し、照射量が不安定になるため、定期的にランプを交換する必要があります。