Valsts pētījumu programmas “Covid-19 seku mazināšanai” projekta VPP-COVID-2020/1-0004 “Drošu tehnoloģiju integrācija aizsardzībai pret Covid-19 veselības aprūpes un augsta riska zonās” sasniegtie rezultāti:

Projekta rezultāti un atskaites

Projekts ir noslēdzies un ar rezultātiem, atskaitēm var iepazīties šeit.

WP4 “Automatizēts un robotizēts aprīkojums gaisa un virsmu dezinfekcijai”

WP4 uzdevumi

  • Dezinfektanta smidzinātāja izstrāde mobilajam robotam (RTA);
  • Mašīnredzes sistēmas izstrāde dezinficējamo objektu noteikšanai (EDI);
  • Vadības sistēmas izstrāde mobilajam dezinfekcijas robotam (RTU);
  • Mobilā dezinfekcijas robota testēšana reālos apstākļos (RTU, RTA, EDI);
  • Dezinfekcijas vārtu izstrāde un to darbības novērtējums reālos apstākļos (RTA);
  • Inovatīvu augstas frekvences bezelektrodu UV starojuma lampu izstrāde (LU ASI);
  • Aprīkojuma virsmu un gaisa dezinfekcijai ar UV starojumu un ozonu izstrāde un tā darbības efektivitātes testēšana laboratorijas apstākļos (RTA, LU ASI).

1.uzdevuma ietvaros izveidoti 3D modeļi un iegādātas nepieciešamās komponentes:

  • Smidzinātāju veido 10 sprauslas ar elektromagnētiskiem vārstiem, kas izvietotas uz 2 vertikālām caurulēm, pa kurām tiek pievadīts dezinfekcijas līdzeklis.
  • Šķidruma tvertnē ievietots membrānas sūknis padod dezinfektantu uz abām vertikālajām caurulēm.
  • Elektromagnētiskie vārsti, kurus darbina releji, atver vajadzīgās sprauslas.
  • Relejus ieslēdz robota vadības sistēma.
  • Iespēja viegli pielāgot smidzinātāju konkrētās telpas dezinfekcijai:
    • caurules ar smidzināšanas sprauslām var pārbīdīt vertikālā virzienā vai nomainīt atbilstoši tam, kādā augstumā virs grīdas jāveic dezinfekcija;
    • izmainīt attālumu starp vertikālajām caurulēm, piemēram, pielāgot koridora vai durvju platumam.

2.uzdevuma ietvaros izveidota mašīnredzes sistēma mobilajam robotam dezinficējamo objektu- durvju rokturu noteikšanai darbībā (EDI): šeit

5.uzdevuma ietvaros uzzīmēta dezinfekcijas vārtu skice un izveidots 3D modelis:

Ultraskaņas iztvaicētājs darbībā: šeit

  • Plastmasas spainītī 14cm diametrā ieliets ūdens un ievietots ultraskaņas iztvaicētājs
  • Ultraskaņa izsauc gan tvaika rašanos, gan šķidruma pielienu nelietderīgu izšļakstīšanos
  • Saražotā tvaika un izšļakstīto pielienu daudzums ir atkarīgs no attāluma starp šķidruma virsmu un ultraskaņas iztvaicētāju

Iekārtas skice un darbības princips

  • 10- 20 litru kannā atrodas dezinfekcijas līdzeklis
  • Sūknis dezinfekcijas līdzeklī pārsūknē uz tērauda tvertni, kurā atrodas 6 ultraskaņas iztvaicētāji
  • Šķidruma līmenis tiek regulēts 30- 50mm virs ultraskaņas iztvaicētājiem (eksperimentāli būs jāatrod optimālais augstums), kuri rada dezinfekcijas līdzekļa tvaiku, bet izšļakstītie šķidruma pilieni paliek tvertnē
  • Kad iekārta nestrādā, atveras vārsts un dezinfektants no tvertnes satek atpakaļ kannā; tādā veidā tiek novērsti tā zudumi iztvaikošanas rezultātā
  • 2 ventilatori nodrošina tvaika padevi ārā no tvertnes
  • Dezinfekcijas līdzekļa tvaiks pa 110mm T- veida kanalizācijas caurulēm izplūst ārā no iekārtas
  • Korpuss tiks veidots no alumīnija profiliem, kas apšūts ar krāsotu 1mm biezu skārdu; korpusa lejasdaļā būs ritentiņi iekārtas pārvietošanai
  • Plūsmas kanālu izejās būs izvietoti aizvari, lai panāktu vienmērīgu izplūstošās miglas daudzumu katrā stāvā.
  • Iekārtas ārējais izskats būs askētisks- taisnstūra kaste ar atverēm miglas izplūšanai.
  • Cilvēka klātbūtnes noteikšanai pagaidām ir divi risinājumi- PIR vai ultraskaņas tāluma mērīšanas sensori.
  • Vadība tiks īstenota ar Arduino kontrolleri, kurā saprogrammēts iekārtas darbības algoritms. Dezinfekcijas vārtus veido 2 šādas viena otrai pretī novietotas iekārtas, kas ļaus pielāgot tos jebkura platuma durvīm.

6.uzdevuma ietvaros izveidotas inovatīvas UV starojuma augstfrekvences bezelektrodu lampas (LU ASI)

Jūlijā tika izgatavotas 5 arsēna ABL, kurās kā bufergāze izmantots  argons.  Augustā izgatavotas  5 selēna ABL.

Lampas korpuss izgatavots  no SiO2 stikla ar diametru 10 mm, atsūknēts vakuumsistēmā, veikta lampas sieniņu tīrīšana, izmantojot  to karsēšanu un apstrādi ar plazmu,  lampas uzpildīšana ar  attīrītu darba elementu un argonu, veikta  lampu  atkausēšana no sagataves.

Diezgan daudz spektrālo līniju atrodas spektra ultravioletajā daļā (190-280 nm; UV-C).  Zinātniskajās publikācijās ir dati, ka tieši šāds starojums  vislabāk  attīra gaisu un virsmas no baktērijām un vīrusiem.

Efektīvāku dezinfekciju  var panākt , izmantojot  lielāku spektrāllīniju  starojuma   intensitāti;   kontūra formai un reabsorbcijai nav  nozīmes.

Sadarbojoties ar Rīgas Tehniskās Universitātes Ūdens pētniecības un vides biotehnoloģiju laboratoriju (5.3. aktivitātes ietvaros) veikta lampu antibakteriālā efekta noteikšana. Testēšanā izmantota Escherichia coli ATCC 10536. Kultivēšana veikta Triptona sojas agara barotnē 24 h 37°C uzreiz pēc apstarošanas.

Apstrādes režīms Fizikālie parametri Kultivējamo E.coli skaita samazinājums, kārtās (LOG vienībās)
Kontrole – 0.47
11.5 cm attālums, 3 min 21.6 U; 0.73I 0.80
11.5 cm attālums, 6 min 21.6 U; 0.73I 1.25
16.5 cm attālums, 3 min 21.6 U; 0.73I 0.89
16.5 cm attālums, 6 min 21.6 U; 0.73I 2.51
21 cm attālums, 3 min 21.6 U; 0.73I 0.25
11.5 cm attālums, 6 min 22.4 U; 0.73I 0.61

Aprīkojums virsmu un gaisa dezinfekcijai ar UV starojumu un ozonu (RTU, LU ASI):

  • Iekārtas korpusu veido alumīnija profili, kas no ārpuses apšūti ar 1mm biezu krāsotu skārdu; ritentiņi iekārtas apakšā nodrošina tās vieglu pārvietošanu
  • Vertikālā šahta iekšpusē tiek veidota no 3mm biezas akrila plāksnes ar sudraba pārklājumu (spogulis), lai maksimāli koncentrētu UV starojumu
  • Šahtā horizontāli tiek ievietotas UV starojuma lampas (»30 gab.); daļa lampu, kas novietotas lejas daļā, paredzētas arī grīdas dezinfekcijai
  • Jaudīgam ventilatoram, ko veido drona motors (līdz 1,1kW, 20’000- 30’000 apgr./min) ar propelleru, jānodrošina intensīva gaisa plūsma šahtā un dezinfekcija visā telpā
  • Visi pieslēgumi UV lampām (patronas, vadi, ierosinātāji) un ventilatora vadība atrodas telpā starp šahtu un korpusa ārējo virsmu
  • Papildus pasākumi (aizsargvāks šahtas augšējā daļā u.c.), lai cilvēki ar UV starojumu netiktu apstarot

Testi ar augstsprieguma ierosinātājiem. Izmantošana – bezelektrodu UV starojuma lampu ierosināšanai.

Tests ar augstfrekvences izstarotāju (150- 180MHz, 12V), kurš ierosina gāzes spīdēšanu lampās.  Izmantošana – bezelektrodu UV starojuma lampu ierosināšanai.

Jauno UV starojuma bezelektrodu lampu (ABL) dezinfekcijas efektivitātes testēšanas iekārtas 3D modelis.

Testējamā ABL.

Eksperimentālā stenda bezelektrodu UV starojuma lampu (ABL) dezinfekcijas efektivitātes testu veikšanai 3D modelis:

  • Kvarca caurulē ar ventilatoru nodrošina stacionāru gaisa plūsmu (plūsmas ātrumu var mainīt);
  • Bezelektrodu UV starojuma lampas (ABL) novietotas caurules garumā.
  • Lampu ierosināšanai to apakšā atrodas augstsprieguma vai augstfrekvences ierosinātājs
  • Caurules ieejā iesmidzina baktērijas vai vīrusus un testē to klātbūtni izejā no caurules.
  • Iekārtas korpuss tiek veidots no alumīnija profiliem; tā izmēri ir pielāgoti ievietošanai laminārā mikrobioloģisko testu veikšanai.