자외선 살균기, 2부 UV-C LED 제품 테스트

2020/05/18 - [메이커 이야기] - 자외선 살균기, UV-C LED 에 대하여

자외선 살균기, UV-C LED 에 대하여

 

 

지난 번 자외선 살균기를 만들기로 결정을 했습니다.

최근 살균 제품들이 많이 만들어 지고 있지만, 나만의 살균기를 만드는 것이 조금 특별하고 더 믿음이 간다고 해야할까요?

자신감이 넘쳐납니다.

 

어쨋든, UV-C LED를 사용하여 제품을 만들게 된다면,

UV-C LED에 대한 이해가 필요할 것 같았습니다.

 

우선 UV-C LED 를 설계하기 위해서는 

 

살균력을 계산을 해야 하는데?

살균력 설계는 어떻게 하는지 알아보도록 하겠습니다.

 

1) 살균기 시험 성적서

 - 코로나 바이러스로 인하여 살균 제품에 대한 기준이 더욱 엄격해 질 것 같지만, 살균 제품을 만들게 되면 우선 시험 성적서를 통해 제품 사양을 확인해야합니다.

 

그 외 제품을 만들때 필요한 성적서는 설계나 기획한 것들에 따라 다르다고 보면 될 것 같습니다.

왠만하면 잡다한 기능들은 모두 제거하는게 좋을 것 같아요!

 

 

살균기의 살균력 설계 방법

(네이버 블로그 참조)

 

살균기 시험의 경우 작동 시간에 따라서 얼마 만큼의 세균이 제거되는지 확인을 하면 됩니다.

아래 DOSE TABLE 을 보면, 내가 지정한 세균을 감소 시키는데 필요한 에너지를 나타낸 표입니다.

1회 조사향을 Log값으로 나타낸 것이라고 보면 되는데요. (아랫쪽에 내용 확인)

 

1) Salmonella typhimurium 

2) staphylococcus aureus (황색포도상규군)

3) Pseudomonas aeruginosa (녹농균)

 

출처 : https://blog.naver.com/ericsong09/220973602092

위 표에서 보시는 것과 같이 제가 제거하고자 하는 세균들을 감소하기 위해서 필요한 에너지량이 나타나 있습니다.

 

 

설계 방식 참조! (네이버 위 테이블 페이지 링크 참조)

* UVC 광원은 거리의 제곱비의 1로 감쇄된다고 합니다.

, 그럼 80mW 광원을 내는 LED를 10cm 조사거리를 가지고 30초 동안 연속적으로 조사할 경우 UVC광원 계산식을

80/10^2 x Time(s) = 24mJ/cm2으로 UV값이 계산되는걸 알수 있습니다.

그럼 99.99%이상 감소 되는걸 알 수 있죠?

 

 

 

 

그럼 아래 LED를 선정해서 진행을 해보도록 하겠습니다.

 

UVC led 275nm 3535 LED 자외선살균 소독기를 가지고 설계를 해보겠습니다.

 

우선 제품의 가격은 1개당 4천원... 무지 비싸네요

 

 

보면 칩 한개당 0.2W 출력을 하는걸 알수 있습니다.

 

 

 

자 그럼 LED칩 하나만 가지고 칫솔 살균기를 만들때 필요한 영역을 설계해보도록 하겠습니다.

 

1) 칫솔모의 면적은 평균 1cm x 2.5cm 정도 될경우 긴부분에 대한 영역만 계산

2) 99.9% 세균 Dose Table의 제일 높은 에너지 15mJ/cm2으로 선정

3) 광원은 30도에서 에너지 효율을 낼 수 있음

3) 계산을 해보면 아래와 같은 결과를 알 수 있습니다.

 

 

아래와 같은 계산이 나타나고 

여기서 S값은 3.6cm인걸 계산할 수 있겠습니다. 여기서 효율이 50%정도로 적용하면

2초간 조사를 하면 99.9% 절감되는걸 알수 있겠죠??

위의 내용에 오류가 있어서 정정이 필요해보입니다.
가제주인님께서 정확히 지적을 해주셔서 ~!

0.2W가 아니라 2mW약 100배차이가 나네요!! 

그럼 다시 계산해보면 50%효율로 생각해보면 200초간 조사를 해야 99.9%가 절감 되는걸 확인 할 수 있습니다.

좋은 코멘트 감사드립니다!!

* Log값 

 Log Reduction Value라고 1,000,000의 세균을 기준으로 했을 때, 90%가 절감되는 걸 Log1

99,9%는 Log2, 99.99%는 Log3이라고 나타내는 것입니다. 그럼 살균 테스트를 받을 때 내가 얼마만큼의 조사량을 통해서 박테리아를 몇%절감 할 수 있다는 기준이 나타나겠죠?