공공장소에서 작동하는 소독 로봇의 경우, 처리 시간이 가장 큰 병목 요인입니다. UVC 램프가 한 번의 주기 내에 필요한 양의 자외선을 방출할 수 없다면, 로봇의 작동 속도가 느려지고, 처리 시간도 길어집니다. 이러한 상황은 전체 처리 효율을 저하시키고 배터리 수명도 단축시킵니다. 우리는 몇 분이 아닌 몇 초 안에 세균을 사멸시키는 것을 목표로 하여, 컴팩트하고 이동식인 소독 장치용 UVC 램프를 개발했습니다.
중요한 것은 단순히 출력량만이 아니라, 자외선의 조사 속도입니다. 우리는 작동 거리에서 250 mW/cm² 이상의 최대 조사 강도를 구현했으며, 그 결과 0.2초 이내에 목표 영역에 40 mJ/cm² 이상의 살균 효과를 줄 수 있습니다. 이 자외선의 파장은 오존이 없는 저압 수은 광원에서 나오며, 254nm에 해당합니다. 이 파장은 DNA/RNA의 흡수 피크와 일치하기 때문에, 1밀리제울당 더 많은 광산물이 생성됩니다. 이중색 반사판을 사용하여 광선을 집중시켜, 불필요한 광선이 퍼지는 것을 방지하고 중요한 부분에만 충분한 세기의 자외선이 도달하도록 합니다.
실제 현장에서는 이러한 조사 강도가 로봇의 성능으로 직접적으로 이어집니다. 더 높은 세기의 자외선을 사용하면 로봇은 프로그램된 속도를 유지하면서도 각 주기의 시간을 단축시킬 수 있으며, 여전히 세균을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 단일 주기의 시간은 낮은 조사 강도를 사용할 때보다 30~50% 정도 단축됩니다. 또한 이 시스템은 지능형 전력 조절 기능도 제공합니다. 로봇의 센서가 그림자나 표면 형태의 변화를 감지하면, 램프가 조사 강도를 조절하여 소독 작업을 계속할 수 있습니다.
설치는 비교적 간단하지만, 광학 부품의 관리는 세심해야 합니다. 석영 창을 깨끗하게 유지하고 정확한 위치에 고정해야 합니다. 지문이나 먼지가 있으면 UVC가 흩어져 실제 조사량이 줄어듭니다. 또한 로봇의 머리 부분에는 충분한 열 배출 공간이 있어야 합니다. 이 램프는 매우 뜨거워지므로, 주변의 전자 장비가 손상되지 않도록 적절한 공기 흐름이 필요합니다. 램프의 수명은 보통 8,000~9,000시간이며, 그 이후에는 출력량이 저하되어 조사량이 정확하지 않아질 수 있으므로 교체해 주어야 합니다.