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紫外光杀菌箱
電子技術期末小專題
「紫」「威」格格 千殺千殺千千殺~
紫外光殺菌箱
[組別]
第一組
[組員]
S9953011林紜豌
S9953038王韻琪
S9953040方聖心
目錄
產品功能 2
關於紫外光 3
紫外光的介紹 3
紫外光的殺菌原理 4
紫外光燈管製造原理 4
裝置的電路設計與測試 5
裝置設計圖 5
裝置操作原理 5
裝置電路測試(1) 6
裝置電路測試(2) 7
測試生物的選擇與培養 8
測試生物選擇 8
關於草履蟲 8
培養草履蟲的方法 8
不同的培養情況結果比較 10
顯微鏡下檢視培養結果 11
成品效能測試結果 12
測試方法 12
效能測試結果 13
檢討與改進 13
心得感想 14
參考資料 15
產品功能
日常生活中存在著許多細菌,像在廚房用品中的砧板和抹布上,這些細菌很容易不小心被吃進我們的肚子裡而導致生病,特別對於抵抗力較弱的老人和幼童來說更為嚴重,所以我們便利用一個簡易的裝置來方便又有效地殺菌。
殺菌的方法五花八門,我們選擇了最有效的紫外線-C( UV-C )消毒法,這個方法比氯消毒法、臭氧消毒法都快速,高強度、高能量的紫外線-C( UV-C )只要幾秒鐘即可徹底滅菌而且不會造成二次污染,不殘留任何有毒物質,對被消毒的物體無腐蝕性、無污染、無殘留,電源關閉後,紫外線-C便消失。
我們的設計簡單好上手,只需關上裝置的門再調動計時器之後,就可以去看電視或打掃客廳,等時間到了以後,就可以拿到乾淨的砧板或抹布囉!而且當計時器仍在運轉時,若門不小心被打開,整個裝置就會自動斷電,所以小朋友也不會有意外的危險,對於家庭主婦而言,必定是個良好方便實用又有效率的設計!
關於紫外光
紫外光的介紹
圖 1
光線的波長範圍很廣,人類眼睛可見的光線波長範圍大約從400nm至730nm,比紫色光波更短的光波就是紫外線了,它的波長大約從400nm至230nm。紫外線分為類,簡稱為UVA(400-320nm) 、UVB(320-280nm)及 UVC(280-230nm),這類是依波長不同及被臭氧吸收的程度而區分。
紫外線-A (UV-A) 紫外線-B (UV-B) 紫外線-C (UV-C)
佔UV的98.9% 物理特性
波長:400~315nm,所以稱為長波紫外線,穿透力最強,可以穿過雲層、玻璃幾乎無所不在,它是隱性殺手,比較不會造成急性的曬傷,但是卻是造成肌膚老化的最重要因素。 波長:315~280nm,介於中間是造成皮膚曬傷發紅的主要原因,又稱為中波紫外線。 波長:280~200nm
波長最短,傷害性最大,但是滲透力最差,不易通過臭氧層。 到達地表的輻射量 佔UV的98.9% 佔UV的1.1% 幾乎零 與臭氧層的關係 可穿透臭氧層 多數為平流層臭氧所吸收,但因臭氧層破壞而增加 為高空臭氧所吸收 備註 穿透玻璃進入室內、車內 對人體健康影響較為顯著 能殺菌的UV-C波段是非常微量的 表格 1
紫外光的殺菌原理
紫外線利用游離性的電磁輻射,主要作用於微生物的核酸、脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)等,導致其被破壞,對蛋白質等其他生化反應產生影響。若對DNA造成嚴重的損害,會細胞死亡,進而導致組織的損傷或死亡;對DNA較輕微的損害可以使細胞造成永久的改變,可能導致癌症,如果這一類的傷害發生在生殖細胞,會造成遺傳的改變即突變。
除了環境中的不同微生物對紫外線的抵抗力有差異外,另外也有因素會影響紫外線的殺菌作用,如微生物的數量、生長的階段、微生物本身的修復機制、懸浮於空氣中的型態、有機物質的存在與否、環境溫度、紫外線的波長等。
人工製造的紫外線原理則是將電流通過特有的氣體,透過撞擊變成激發狀態,當特有的氣體從激發狀態回到原來的狀態時,會把多餘的能量釋出,因此產生電磁輻射線,製造出紫外線光。
裝置設計圖
圖 2
圖 2是我們的裝置設計圖,左邊部分的微動開關和計時器,是用來控制紫外燈管明滅的兩個條件,而中間的9V繼電器是為了避免直接接觸110V電源所設計的。
裝置操作原理
圖 3
裝置操作的原理如上面的圖 3所示。唯有當微動開關ON(也就是門關起來)以及計時器ON(計時器有轉時間)這兩個條件都成立,左邊部分的9V電池才會導通。此時繼電器的線圈有了9V的電壓,使繼電器的開關端由open變成short,右邊部分的電路導通,紫外光燈管發亮。
這個設計也算是一個安全設計,就算計時器ON時,只要門沒有關起來,紫外光燈管就不會發亮,這樣的設計能避免我們不小心直接接觸紫外光。
裝置電路測試(1)
首先,我們測試設計圖左邊的電路(9V電池、微動開關、計時器、9V繼電器線圈端)是否正確。測試結果如下表。
情況 計時器 微動開關 繼電器開關端結果 結果圖示 一 OFF OFF (閃爍的00.00)
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