UVセンサとCOVID-19との闘い

UVライトを使った殺菌は1世紀以上前から知られています。1903年、Niels Ryberg Feinsenが、感染症病原体を抑制するために、紫外線の「ケミカルライト」を使用したことでノーベル賞を受賞しました。紫外線照射による滅菌は、過去数十年にわたり広く使用されてきました。紫外線照射は、空気中、水中および様々な表面の危険な微生物を除去するのに非常に効率的です。Covid‐19パンデミックは、UV光を殺菌に使用することへの更なる関心を呼び起こしました。紫外線がウイルス、特にSARS-CoV-2を効率的に死滅させることが、いくつかのグループによって再確認されました。UVB (波長：320-280nm)とUVC (波長：200-280nm)はCovid‐19のRNAを破壊し、260nmより短い波長のUVCはCovid‐19ウイルスの蛋白質被覆に損傷を与えます。報告されている99.9%～99.99%の殺菌に必要なUV放射線量は、UVB/UVCの波長、表面の特性および特定の環境にもよりますが、数～数百mJ/cm2の範囲となっています。Covidウイルスの滅菌のために、殺菌用水銀ランプ、UVC LEDおよび各種UV照射システムの需要が高まりました。

滅菌分野における最近の革新の多くは、UVC/UVB放射線のパラメータを測定するためのデバイスおよび照射装置に統合された他のタイプのセンサに焦点を当てています。殺菌するときには、処理された表面が滅菌に十分な線量を受けていることを保証する必要があります。コート、保護マスク、スマートフォン、紙幣などの身の回りのものは、一般的に人々に危険のない密閉された殺菌装置に入れることができます。また、空調や水照射システムに紫外線源を装備している場合も同様です。ただし、人がいるオープンスペースで消毒を行う場合は十分に注意する必要があります。UVセンサによって、照射が行われる部屋、車、飛行機の客室などにいる人々の安全のために、UV線量を監視する必要があります。UVC/UVB消毒システムには様々なタイプのセンサが必要です。ハンドヘルド型UVCソースを使用する場合、安全性を実現することは困難です。携帯用UVC殺菌装置は、航空機の客室や車の消毒用に普及し、すでに数社の航空会社や自動車レンタカー会社で使用されています。殺菌が本当に成功したことをどのように制御し、保証できるかということが課題です。殺菌の効率を保証するためには、特定の場所で紫外線の線量を測定する必要があります。スマートUVモニタリングは、このようなセンサを多数使用することを可能にします。多くの場合、それらをワイヤレスセンサネットワークの要素として使用することが望まれます。

設置例を図1に示します。RFIDタグと一体化したUVセンサは、飛行機のキャビン内でCOVID滅菌の状況を管理するために使用されます。高濃度のウイルス付着が予想される位置に設置された個々のセンサは、UVC照射の線量を測定します。 RFIDリーダーは、RFID対応センサから送信された情報を収集し、殺菌手順が完了したことを確認します。 適切なセンサは、UVC / UVBに対する感度と、UVに対する可視光線の除去率が高い（殺菌される環境下での可視光に対する感度が低い）必要があります。 ほとんどのRFIDシステムと同様に、消費電力とセンサコストも重要な制約条件です。