Đối với các robot diệt khuẩn, thời gian hoạt động và thời gian di chuyển được đo bằng phút – mỗi giây đều rất quan trọng. Nếu bóng đèn UVC không thể duy trì mức bức xạ ổn định tại vị trí cần chiếu sáng, thì robot buộc phải giảm tốc độ, dừng lại hoặc quét lại khu vực đó. Điều này khiến mỗi lần hoạt động của robot kéo dài hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.
Chúng tôi đã chế tạo bóng đèn UVC dành cho robot di động, sử dụng nguồn ánh sáng từ khí thủy ngân ở áp suất cao. Bóng đèn này có khả năng kiểm soát chặt chẽ mức bức xạ phát ra, đồng thời có bộ phản xạ giúp chuyển hướng ánh sáng đến đúng vị trí cần thiết.
Điều quan trọng nhất là mức bức xạ được tạo ra. Bóng đèn này có khả năng phát ra ánh sáng UVC ở bước sóng 254 nm, với mức bức xạ cực đại lên đến 150 mW/cm² ở khoảng cách 100 mm. Mức bức xạ tổng thể có thể vượt qua 400 mJ/cm² trong thời gian ngắn. Lớp phủ dichroic trên vỏ bóng đèn giúp kiểm soát các bước sóng không mong muốn, đồng thời giúp duy trì độ ổn định về mặt nhiệt độ. Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ giúp ngăn không cho vỏ bóng đèn nóng lên quá mức mà robot có thể chịu đựng được.
Bóng đèn có thể hoạt động ngay lập tức, đạt mức bức xạ tối đa trong vài giây, và mức bức xạ vẫn ổn định trong phạm vi ±3% suốt quá trình hoạt động.
Lý do tại sao bóng đèn này hiệu quả trong thực tế là vì mức bức xạ cao ở vị trí cần chiếu sáng giúp giảm thời gian cần thiết để tiêu diệt vi khuẩn, từ đó rút ngắn thời gian xử lý mỗi khu vực. Thiết kế của bóng đèn rất gọn nhẹ, và giao diện lắp đặt được chuẩn hóa, vì vậy có thể lắp đặt nó vào cánh tay robot hoặc mô-đun trên robot mà không cần phải sửa đổi khung robot.
Hệ thống điều chỉnh năng lượng thông minh cũng giúp điều chỉnh mức bức xạ một cách linh hoạt. Khi các cảm biến phát hiện ra có vật cản hoặc bóng tối trong quỹ đạo chiếu sáng, hệ thống có thể điều chỉnh mức bức xạ lại, sau đó quay trở lại mức bức xạ tối đa khi quỹ đạo chiếu sáng trở nên thông thoáng.
Một điều cần lưu ý là bóng đèn UVC có cường độ cao đòi hỏi phải có sự căn chỉnh quang học chính xác và khoảng cách cố định giữa bóng đèn và vật cần chiếu sáng. Mức bức xạ giảm theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, vì vậy việc xác định vị trí chính xác là điều cần thiết để đảm bảo mức bức xạ ổn định. Trước khi sử dụng, hãy kiểm tra xem robot có thể chịu đựng được mức bức xạ này hay không, kiểm tra xem có bề mặt phản xạ nào trong quỹ đạo chiếu sáng hay không, và kiểm tra hệ thống làm mát bóng đèn.