WO2022136578A1 - Anordnung und verfahren für den betrieb von uv-strahlung emittierenden leuchten mit erhöhter sicherheit - Google Patents

Anordnung und verfahren für den betrieb von uv-strahlung emittierenden leuchten mit erhöhter sicherheit Download PDF

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WO2022136578A1
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Andreas Wieser
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    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method that make it possible to operate lamps emitting UV radiation with increased safety, with people being able to be present in the rooms decontaminated by the UV radiation at the same time.
  • Useful germicidal radiation is UV radiation.
  • a suitable source of radiation is therefore a large lamp that emits UV radiation in the wavelength range from 100 to 400 m. Within UV radiation, the germicidal effect increases from UV-A to UV-B to UV-C with shorter wavelengths.
  • a lamp which emits UV-C radiation and specifically emits UV-C radiation which is approximately in the wavelength range from 100 to 280 nm is therefore particularly suitable.
  • the wavelength range is preferably from approximately 200 to 28 nm, since air in this range is essentially transparent to the radiation.
  • Known radiation sources of this type are mercury vapor lamps or light-emitting diodes or laser diodes for emitting corresponding UV light.
  • UV-C radiation can be harmful to human eyes and skin if doses are too high.
  • the light can be switched off if a person is detected in an area that poses a risk of a person being directly hit by the UV radiation.
  • a switch is coupled to a corresponding sensor and the radiation source and turns them off when the sensor detects the person.
  • Suitable sensors for detecting the presence of people are motion detectors such as ultrasonic or radar sensors that use the Doppler effect when the ultrasonic or radar radiation emitted by them is reflected on a moving person, or so-called IR PIR sensors that are detect changes in heat radiation in the area surrounding the furniture caused by the person moving.
  • Proximity sensors such as capacitive, optical, ultrasonic or radar sensors are also suitable. that can detect a nearby person regardless of their movement. All of these approaches follow the same basic idea: if a person is detected in the vicinity of the UV radiation source, the source is switched off. The reaction ultimately depends on the respective position of the person.
  • the sensors are arranged in such a way that an approach to the radiation source can be detected. This allows the safe switching off and avoiding direct irradiation of people by the large lamp.
  • the arrangement according to the invention comprises a lamp that emits UV radiation and emits the UV light in a main direction of propagation, with at least one surface that is permanently illuminated by the UV light of the lamp when the lamp is switched on having a region coated with a material that absorbs UV radiation.
  • a shape and dimensions of the coated area or a bar provided with the appropriate material is selected such that all UV radiation impinging on the irradiated surface with an irradiance above a limit value impinges on the coated area.
  • the radiation emitted by the UV lamp is generated with a strong directivity, ie in a narrow area around the main radiation direction, unless operation is to take place in a room devoid of people or living beings in general. It radiation is therefore only emitted by the UV lamp in a defined area, so that people can be in other areas of the room anyway, since they cannot be hit by the directly emitted radiation of the UV lamp.
  • the inventive coating of surfaces that are illuminated by this bundled or delimited UV light with an intensity above a limit value with a material that absorbs UV radiation reliably prevents living beings from being endangered by scattered or reflected light radiation occurs. It must be ensured that the radiation-absorbing material is applied to the entire area of the irradiated surface that is impacted by UV radiation where the irradiance is above a defined limit value.
  • limit values for a non-critical irradiance for example 0.7 microwatts/square centimetre. This limit value can be selected depending on different specifications or legal requirements. Based on a known intensity distribution of the light emitted by the UV lamp, it can then be determined in which area the surface is to be coated. By adapting the shape and surface of the coated area and applying the appropriate coating in the area determined in this way, it is also possible to protect three-dimensionally shaped surfaces lying in the beam path of the emitted UV light. By determining the surface that is actually illuminated with a critical irradiance, the area that could lead to a dangerous reflection or scattering of UV radiation is determined. The UV radiation absorbing material is then applied at least in this area. On the other hand, areas in which the incident radiation is already below the critical limit value do not have to be coated.
  • the invention can be implemented in a particularly simple manner if the coated area is formed by an adhesive tape provided with the UV light-absorbing material.
  • the adhesive tape in particular can be easily attached to the areas to be secured. This makes a flexible solution possible and the protection can be attached in particular when the UV lamp is being installed. But also a strip on which the absorbent material is applied also significantly improves the variability when building a system for protection against airborne viruses or other pathogens without having to take constructively complicated measures that depend on the respective room .
  • fluorescent components whose fluorescence is excited by impingement of the UV light are further added to the UV light absorbing material.
  • Such fluorescent components have the advantage that people can directly visually check the emission of UV light, since the operation of the UV Luminaire can be recognized directly from the fluorescent light. This means that people can already see for themselves and without having to provide special sensors whether living beings can move safely anywhere in the room.
  • the fluorescent light can also be used for a power measurement, since the intensity of the incident UV radiation can be determined from a measured intensity of the fluorescent light. In this way, the failure of the system or part of the system can be determined with the help of fluorescent components in the coated area.
  • a visual check can be carried out particularly easily if the fluorescent components are only arranged in spatially limited partial areas of the coated area.
  • the transitions between the limited partial areas in which fluorescent light occurs and the remaining areas without fluorescent components are preferably sharp. Such edges of objects in an image are easier to recognize when using sensors such as cameras.
  • the additional arrangement of at least one sensor for detecting the fluorescent light is also preferred, since in such an arrangement an automated detection of changes compared to an initial state is possible.
  • a sensor can use the fluorescent light to detect an "on" or "off” state of the system.
  • the arrangement preferably has an information processing device which is connected to the at least one sensor.
  • the signal output by the sensor for example a camera and dependent on the detected fluorescent light, can be compared by the information processing device with a comparison signal, so that the lamp can be switched to a safe operating state if there is a difference that exceeds a limit value.
  • the safe operating state is switching off all UV sources.
  • image processing can be carried out as an output signal from the sensor, which allows spatial resolution of areas in which fluorescent light is emitted. The switching off of the emission of UV light can then be limited to those areas in which an impermissible deviation from the comparison signal is detected.
  • a deviation from the comparison signal always occurs when (at least locally) the situation has changed compared to an initial state that has been identified as safe, for example during commissioning. If, for example, despite the UV lamp being switched on, it is recognized in certain areas based on an image taken during operation that the fluorescent light decreases in comparison to the comparison signal, it can be concluded that there is a light in the beam path of the UV light object is located. In this case the system can be switched off, at least locally, so that this area is no longer exposed to UV light.
  • the comparison signal can be obtained by taking a picture after installing the system and storing the signal recorded by the sensor or the camera in a memory. This stored signal is used as a comparison signal if further recordings are made by the camera (sensor) later on during ongoing operation.
  • the information processing device can also analyze the difference between the comparison signal and the signal output by the sensor locally and/or with regard to the course over time and classify a current operating state of the arrangement on the basis of the analysis result. For example, as already indicated above, the sudden, local decrease in the intensity of the fluorescent light can be recognized as an object in the area of the emitted radiation. On the other hand, a gradual decrease in intensity can also be observed. For this purpose, the measurement results would have to be stored in a time-resolved manner. Such a gradual decrease may indicate, for example, that a coating applied over a period of time is gradually thinning through wear and tear, thereby losing its protective properties. This is because the decrease in the intensity of the fluorescent light also indicates a decrease in the thickness of the layer with the absorbing material. Typical application examples would be floors, tables or other objects whose surfaces are mechanically stressed. Just cleaning surfaces can wear away the coated area.
  • a safe operating state corresponding to the classified current operating state is preferably selected from a plurality of safe operating states.
  • the sudden reduction in the measured intensity of the fluorescent light can be recognized as the existence of an object in the beam path, whereas a slow reduction over an area that is also spatially less clearly defined, for example, tends to indicate wear.
  • only the relevant part of the lamps can be switched off if individual segments (e.g. groups of lamps) of the UV lamp or if there are several lamps arranged in the room. If, on the other hand, wear and tear of the absorbent coating is detected, the system can be switched off completely and, if necessary, a maintenance measure can be initiated automatically.
  • the failure of individual light sources can also be recognized as a current operating status by such a classification.
  • the individual classes are, for example, assigned in tabular form to the signals supplied by the sensor or their time profiles in a memory that is connected to the information processing device.
  • Figure i shows a greatly simplified perspective representation of the arrangement according to the invention, in which a flat surface is illuminated by UV light from a lamp,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an arrangement in which the coated area contains fluorescent components whose fluorescent light is recorded by a camera for situation recognition
  • FIG. 3 shows a plan view of a coated area with absorbent material and fluorescent components
  • FIG. 4 shows a simplified flow chart for explaining the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an arrangement according to the present invention, as it can be used, for example, in a room frequented by people.
  • the arrangement 1 comprises a lamp 2, through which UV light, preferably UV-C light, is emitted.
  • the emission of the UV light is shown schematically in FIG. 1 by the arrows.
  • the emitted UV light is emitted by the lamp 2 in such a way that it propagates only in the plane characterized by the arrows, the extension perpendicular to the defined plane being narrow compared to the area of the plane.
  • the invention can generally be used whenever UV radiation is emitted in a spatially limited area and this emitted UV radiation strikes a surface.
  • a surface 3 is shown in FIG. 1, which is a flat surface and can be, for example, a floor or a table if the luminaire 2 is mounted on a ceiling in a room.
  • the surface 3 generally designates a surface opposite the lamp in the main emission direction, onto which the UV light emitted by the lamp 2 strikes.
  • this surface 3 is now provided with a coated area 4, this coated area 4 having UV-radiation-absorbing material in the layer.
  • the position and extent of the coated area 4 is selected in such a way that all UV radiation emitted by the lamp 2 and impinging on the surface 3 with an irradiance above a specified limit impinges within the coated area 4 .
  • the arrangement of a coated area 4 with material absorbing UV radiation ensures that people are not endangered by reflected or scattered radiation components of the UV radiation, even if people are present in a room containing the lamp 2 .
  • the coated area 4 ensures that even if the nature of the surfaces 3 on which the UV light emitted by the lamp 2 hits is not known, but safe operation is still possible.
  • the formation of the coated region 4 spatially limited, yet sufficiently extensive, allows the use of a lamp 2 emitting UV light in practically all conceivable spatial situations.
  • the coated area 4 is adapted depending on the geometry of the illuminated surface 3 and the irradiance of the incident radiation on the surface 3.
  • FIG. 2 shows a further schematic illustration.
  • the lamp 2 has a reflector 6 which bundles the radiation emitted by one or preferably a plurality of lamps in such a way that the UV radiation generated emerges from the lamp 2 in the direction of the arrow.
  • the bundling with the aid of optical elements, the reflector 6 in the exemplary embodiment shown, is carried out in such a way that the beam exits only within the area defined by the two dashed lines on either side of the arrow which indicates the main direction of radiation.
  • FIG. 1 it can be seen that such a narrow “wall” of UV radiation is built up as a barrier for pathogens. A passage of viruses or other pathogens from one side of this UV wall to the other side kills the pathogens. This creates an effective barrier for viruses or other pathogens.
  • various safety measures are provided, which are not shown in FIG. 2 for the sake of clarity and can also be used independently of the use of a coated area 4 proposed here.
  • protective mechanisms which are formed on both sides of the radiation field, ie, for example, parallel to its boundary planes indicated by the dashed lines. These prevent an object or part of a person's body from getting into the UV wall from the side. For this purpose, when an intrusion into a security zone is detected, the lamp 2 or part of it is switched off, so that UV radiation is no longer emitted by the lamp 2 in the area in which an intrusion of an object into the security zone was detected.
  • the UV light emitted by the lamp 2 impinges on a surface 3 which is oriented perpendicular to the main direction of emission.
  • the invention is particularly advantageous when this surface 3, or at least parts of it, does not run exactly perpendicular to the main emission direction.
  • a perfectly reflecting surface 3 which reflects the UV light in the opposite direction to the main emission direction, would be comparatively uncritical.
  • situations are more dangerous in which the light striking the surface 3 is reflected at an angle to the main emission direction. In this case, the additional safety precautions described above cannot prevent parts of the body from being hit by the reflected UV light.
  • the coated area 4 contains both UV radiation absorbing material and fluorescent material.
  • the fluorescent material reacts to the incident UV radiation and emits light through spontaneous emission, which is in a different wavelength range that is not critical for living beings.
  • a camera 8 is arranged as a sensor on the lamp 2 and generates an image of at least the coated area 4 . In particular, the image depicts those areas that emit fluorescent light. As will be explained below with reference to FIG. 3, the entire surface of the coated area 4 does not have to be provided with the fluorescent material. It is also sufficient if individual partial areas of the coated area 4 have such a fluorescent component.
  • the image recorded by the camera 8 is fed to a controller 9 .
  • the controller 9 also includes a memory 11. Comparative information obtained from an image is stored in the memory 11, the image being recorded for this purpose in a safe operating state, which is present, for example, when the system is started up will.
  • the information processing device ie by the processor 10, during normal operation of the UV lamp 2, a comparison between the comparative information and the corresponding information obtained from the currently recorded image of the camera 8 can be carried out.
  • a conclusion about the current operating situation in which the UV lamp 2 is being operated can be drawn from a comparison of the information from these two recordings, possibly also taking into account other images recorded over the course of time.
  • a decrease in the fluorescent light is determined by comparing the information from the current image with the comparative information, and the UV lamp 2 is switched off as a reaction to this.
  • Examples of other operating states or deviations from a target irradiance can also be determined on the basis of the images recorded by the camera 8 .
  • a merely local reduction in the intensity of the fluorescent light can also be interpreted in such a way that an object is only present in a certain area between the actual radiation source, i.e. the lamp 2, and the surface 3, which the irradiation of the surface 3, and thus ultimately the emergence of the fluorescent light, prevented locally.
  • a gradual decrease in the illuminance can also be recognized if, for example, the intensity of the fluorescent light decreases uniformly.
  • a maintenance measure could also be triggered if the controller 9 outputs a corresponding information signal.
  • the use of fluorescent components in the coated area 4 also has the advantage that situations in which other safety mechanisms fail still lead to safe operation of the arrangement 1.
  • the lamp 2 is brought into a safe operating state.
  • the safe operating state can be that the lamp 2 is switched off as a whole, only parts of it are switched off or, if several lamps 2 are operated together, part of the lamps 2.
  • a corresponding signal containing the information as to which parts of a lamp 2 or which lamps 2 are to be switched off is transmitted to the operating device 12 in the controller 9 .
  • multiple operating devices 12 can also be present.
  • a multi-channel operating device 12 can also be used.
  • the lamp 2 or the plurality of lamps 2 is then actuated accordingly by the operating device 12 or the entirety of operating devices 12, so that the area for which a reduction in the fluorescent light was recognizable is switched off.
  • the procedure described above is a significant gain in security. It is possible, with the help of other safety devices, to detect the intrusion of objects into the area between the dashed lines and accordingly switch off the UV light at least locally.
  • a reflecting object can serve as an example, for example a mirror ball, which is brought into the irradiated area by a person. If this mirror ball is too small to permanently trigger the safety devices on both sides of the irradiated area, the UV light would be switched on again after the hand was withdrawn from the safety zone. With the aid of the invention, it is now nevertheless recognized that the fluorescent light is no longer emitted in the area of the mirror ball in the image recorded by the camera 8 . In response to this, the arrangement 1 is brought into a safe operating state, ie the UV light is switched off at least locally for this area.
  • an adhesive tape can be used for particularly simple formation of the coated area 4 when assembling the arrangement 1, to which absorbent material is applied, for example in a printing process, preferably additionally fluorescent material.
  • An example of a pattern that could be used is shown in FIG. FIG. 3 shows only one coated area 4, the coated area 4 having the absorbent material over its entire surface.
  • parts of the area that are shown in FIG. 3 as triangles with different orientations have fluorescent material. It can be seen that absorbing material is also present in the area where fluorescent material is applied. This is important, otherwise reflection could occur in these areas.
  • the areas in which the fluorescent material is present are shown in FIG. 3 as triangles, merely by way of example.
  • Other geometries are conceivable, as is a uniform introduction of fluorescent material.
  • the use of sharply defined geometries makes processing in the information processing device easier since high contrast between fluorescent areas and non-fluorescent areas is easier to see.
  • FIG. 4 shows a simplified flow chart for carrying out the method according to the invention.
  • Si it is determined what the shape and size of the area 4 to be coated should look like. This can be done either mathematically, if the geometries of the room in which the lamp 2 is to be installed are known, or experimentally, ie by measuring the irradiance actually incident on the surface 3 .
  • S2 the surface 3 is then coated to produce the coated region 4, wherein at least UV radiation-absorbing material, preferably with portions of fluorescent material, is applied for the coating.
  • step S4 These additional images are recorded in step S4 during regular operation of the lamp 2 and are transmitted from the camera 8 to the processor 10 .
  • the processor 10 as an information processing device carries out an analysis either only of the last recorded image or an analysis of the course over time. It should be noted that, in order to avoid errors in the decision, a plurality of images are also averaged instead of just one last image taken and the information for further analysis can be obtained from this, which is then evaluated.
  • step S5 it is determined in step S5 whether the deviation from the comparison information exceeds an adjustable limit value.
  • the limit value can be set depending on legal requirements or individual safety requirements. A deviation does not have to be present over the entire surface of the coated area 4; it is sufficient if such a deviation is only detected in a partial area. In particular, a spatially resolved detection of deviations is to be preferred when it is possible to selectively switch off parts of the lighting means of a lamp 2 .
  • the deviations from the limit value are used to classify the current operating situation in step S6.
  • the safe operating state to be used is selected in step S7, with which the lamp 2 is then to be operated.
  • a corresponding safe operating state is stored in a table in memory 11, for example.
  • the information processing device selects the appropriate, safe operating state from this table and transfers it to the control gear or the plurality of control gears 12.
  • the control gear 12 then in turn control the illuminants of one lamp 2 or of the plurality of lamps 2.
  • additional safety devices are present. Irrespective of the existence of such additional safety devices, however, it must be ensured that the absorbing material has sufficient ability to absorb UV radiation from the UV light emitted by the lamp 2, so that the irradiance of the highest radiation intensity emitted by the lamp 2 may still be reflected Residual light remains below safety-relevant limit values.

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Abstract

Ein Verfahren und eine Anordnung mit einer UV-Licht abstrahlenden Leuchte (2), die das UV-Licht in einer Hauptausbreitungsrichtung abstrahlt, wobei zumindest eine bei eingeschalteter Leuchte (2) permanent von dem UV-Licht der Leuchte (2) angestrahlte Oberfläche (3) einen mit einem UV-Strahlung absorbierenden Material beschichteten Bereich (4) aufweist, wobei eine Form und Abmessung des beschichteten Bereichs (4) so gewählt sind, dass sämtliche mit einer Bestrahlungsstärke oberhalb eines Grenzwerts auf der angestrahlten Oberfläche (3) auftreffende UV-Strahlung auf den beschichteten Bereich (4) trifft.

Description

Anordnung und Verfahren für den Betrieb von UV-Strahlung emittierenden Leuchten mit erhöhter Sicherheit
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren, die es ermöglichen, UV-Strahlung emittierende Leuchten mit erhöhter Sicherheit zu betreiben, wobei in den durch die UV- Strahlung dekontaminierten Räumen gleichzeitig Personen anwesend sein können.
Nicht erst seit der weltweiten Corona-Pandemie ist die gesundheitliche Bedeutung von Hygienemaßnahmen in Räumen bekannt, insbesondere dort, wo eine Vielzahl von Personen zusammenarbeitet und/oder ein- und ausgeht. Dabei wurden bereits verschiedene Systeme zur Desinfektion von Raumluftmit UV-Strahlung vorgeschlagen.
Zweckmäßige keimtötende Strahlung ist UV-Strahlung. Eine geeignete Strahlungsquelle ist daher eine große Leuchte, die UV-Strahlung abgibt, die etwa im Wellenlängenbereich von too bis 4oonm liegt. Innerhalb der UV-Strahlung nimmt die keimtötende Wirkung von UV-A über UV-B bis UV-C mit kürzerer Wellenlänge zu. Besonders geeignet ist daher eine UV-C- Strahlung emittierenden Leuchte, die speziell UV-C-Strahlung abgibt, die etwa im Wellenlängenbereich von too bis 280 nm liegt. Bevorzugt ist der Wellenlängenbereich etwa von 200 bis 28onm, da Luft in diesem Bereich im Wesentlichen transparent für die Strahlung ist. Bekannte Strahlungsquellen dieser Art sind Quecksilberdampf- Lampen oder Leuchtdioden oder Laserdioden zur Abstrahlung entsprechenden UV-Lichts.
Keimtötende UV-C Strahlung ist allerdings bei zu großen Dosen schädlich für die menschlichen Augen und Haut sein. Grundsätzlich kann die Leuchte abgeschaltet werden, wenn in einem Bereich, der ein Risiko birgt, dass eine Person direkt durch die UV-Strahlung getroffen wird, eine Person erkannt wird. Ein Schalter ist mit einem entsprechenden Sensor und der Strahlungsquelle gekoppelt und schaltet diese ab, wenn der Sensor die Person erfasst.
Geeignete Sensoren zum Erfassen der Anwesenheit von Personen sind Bewegungsmelder wie beispielsweise Ultraschall- oder Radarsensoren, die den Dopplereffekt bei Reflektion der von ihnen abgegebenen Ultraschall- oder Radarstrahlung an einer sich bewegenden Person nutzen, oder sogenannte IR- PIR-Sensoren, die die von einer sich bewegenden Person verursachten Änderungen der Wärmestrahlung in der Umgebung des Möbels erfassen. Geeignet sind auch Näherungssensoren wie beispielsweise kapazitive, optische, Ultraschall- oder Radarsensoren, die eine Person in der Nähe unabhängig von ihrer Bewegung erfassen können. All diese Ansätze verfolgen denselben Grundgedanken: wird eine Person in der Nähe der UV-Strahlenquelle erkannt, so wird die Quelle abgeschaltet. Die Reaktion erfolgt damit letztlich abhängig von der jeweiligen Position der Person. Die Sensoren sind dabei so angeordnet, dass ein Annähern an die Strahlenquelle erkannt werden kann. Dies erlaubt das sichere Abschalten und Vermeiden einen direkten Bestrahlung von Personen durch die große Leuchte.
Problematisch bleibt allerdings, dass, um eine vielseitige Anwendung einer solchen Leuchte zum Abtöten von Keimen zu ermöglichen, ein sicherer Betrieb in verschiedenen Szenarien ermöglicht werden muss. Dabei gestalten sich die räumlichen Umgebungen einer zum Abtöten von Keimen vorgesehenen UV-Leuchte sehr unterschiedlich. Für jeden dieser Anwendungsfälle muss allerdings sichergestellt sein, dass eine Schädigung von Personen durch den Betrieb der UV-Leuchte sicher vermieden wird. Insbesondere kann eine Reflexion und Streuung von UV- Strahlung an einer Fläche, auf die die von der UV-Leuchte emittierten Strahlung auftrifft, ebenfalls zu einem Schaden bei Personen oder Tieren führen, obwohl die zur Herstellung der Betriebssicherheit vorgesehene Sensorik eine Annäherung der Person oder des Tiers zu der UV- Leuchte hin sicher erkennen würde.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung sowie ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine Schädigung von Lebewesen durch von der UV-Leuchte emittierten Strahlung sicher verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Anordnung nach Anspruch i sowie das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine UV-Strahlung abstrahlende Leuchte, die das UV-Licht in einer Hauptausbreitungsrichtung abstrahlt, wobei zumindest eine bei eingeschalteter Leuchte permanent von dem UV-Licht der Leuchte angestrahlte Oberfläche einen mit einem UV-Strahlung absorbierenden Material beschichteten Bereich aufweist. Dabei ist eine Form und Abmessung des beschichteten Bereichs so oder eine mit dem entsprechenden Material versehene Leiste gewählt, dass sämtliche mit einer Bestrahlungsstärke oberhalb eines Grenzwerts auf der angestrahlten Oberfläche auftreffende UV-Strahlung auf den beschichteten Bereich trifft.
Die von der UV-Leuchte abgegebene Strahlung wird, wenn nicht ohnehin ein Betrieb in einem von Menschen bzw. allgemein Lebewesen leeren Raum erfolgen soll, mit einer starken Richtwirkung zu erzeugt, d. h. in einem engen Bereich um die Hauptabstrahlrichtung herum. Es wird also lediglich in einem abgegrenzten Bereich Strahlung von der UV-Leuchte ausgesandt, sodass in anderen Bereichen des Raums sich Personen ohnehin aufhalten können, da sie von der direkt ausgesandten Strahlung der UV-Leuchte nicht getroffen werden können. Durch die erfindungsgemäße Beschichtung von Oberflächen, die durch dieses gebündelte bzw. abgegrenzte UV-Licht mit einer Intensität über einem Grenzwert angestrahlt werden, mit einem Material, welches UV-Strahlung absorbiert, wird zuverlässig verhindert, dass eine Gefährdung von Lebewesen durch gestreute bzw. reflektierte Strahlung auftritt. Dabei ist sicherzustellen, dass das die Strahlung absorbierende Material im gesamten Bereich der angestrahlten Oberfläche aufgebracht ist, auf die UV-Strahlung auftrifft, in dem die Bestrahlungsstärke oberhalb eines definierten Grenzwerts liegt.
Für eine unkritische Bestrahlungsstärke existieren Grenzwerte, beispielsweise 0,7 Mikro watt/Quadratzentimeter. Dieser Grenzwert kann abhängig von unterschiedlichen Vorgaben oder auch gesetzlichen Anforderungen gewählt werden. Ausgehend von einer bekannten Intensitätsverteilung des von der UV-Leuchte emittierten Lichts kann dann festgelegt werden, in welchem Bereich die Oberfläche zu beschichteten ist. Durch das Anpassen der Form und der Fläche des beschichteten Bereichs und das Aufbringen der entsprechenden Beschichtung in dem so ermittelten Bereich ist es möglich, auch dreidimensional geformte, im Strahlengang des emittierten UV-Lichts liegende Flächen abzusichern. Es wird also durch das Ermitteln der tatsächlich mit einer kritischen Bestrahlungsstärke beleuchteten Oberfläche derjenige Bereich festgelegt, der zu einer gefährdenden Reflexion bzw. Streuung von UV- Strahlung führen könnte. Zumindest in diesem Bereich wird dann das UV-Strahlung absorbierende Material aufgebracht. Bereiche, in denen bereits die einfallende Strahlung unterhalb des für kritisch erachteten Grenzwerts liegt, müssen dagegen nicht beschichtet werden.
Besonders einfach kann die Erfindung realisiert werden, indem der beschichtete Bereich durch ein mit dem UV-Licht absorbierenden Material versehenes Klebeband gebildet wird. Insbesondere das Klebeband kann einfach an den zu sichernden Flächen angebracht werden. Damit ist eine flexible Lösung möglich und der Schutz kann insbesondere bei der Montage der UV-Leuchte angebracht werden. Aber auch eine Leist, auf der das absorbierende Material aufgebracht ist auch verbessert deutlich die Variabilität beim Aufbau eines Systems zum Schutz vor sich über die Luft verbreitenden Viren oder anderen Erregern, ohne dass konstruktiv komplizierte Maßnahmen, die von dem jeweiligen Raum abhängen, getroffen werden müssen.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass dem UV-Licht absorbierendem Material ferner fluoreszierende Anteile hinzugefügt werden, deren Fluoreszenz durch Auftreffen des UV-Lichts angeregt wird. Solche fluoreszierende Anteile bringen den Vorteil, dass eine direkte optische Kontrolle der Emission von UV-Licht durch Personen erfolgen kann, da der Betrieb der UV- Leuchte unmittelbar anhand des Fluoreszenzlichts erkannt werden kann. Damit können Personen auch selbst und ohne dass besondere Sensorik vorgehalten werden muss, bereits erkennen, ob sich Lebewesen in dem Raum überall gefahrlos bewegen können. Andererseits kann das Fluoreszenzlicht auch für eine Leistungsmessung eingesetzt werden, da sich aus einer gemessenen Intensität des Fluoreszenzlichts die Intensität der einfallenden UV-Strahlung ermitteln lässt. So lässt sich der Ausfall des Systems bzw. eines Teils des Systems unter Zuhilfenahme von fluoreszierenden Anteilen in den beschichteten Bereich ermitteln.
Besonders einfach kann eine optische Überprüfung erfolgen, wenn die fluoreszierenden Anteile lediglich in räumlich begrenzten Teilbereichen des beschichteten Bereichs angeordnet sind. Die Übergänge zwischen den begrenzten Teilbereichen, in denen Fluoreszenzlicht auftritt und den übrigen Bereichen ohne fluoreszierende Anteile sind dabei vorzugsweise scharf. Solche Kanten von Objekten in einem Bild sind bei Einsatz von Sensoren wie beispielsweise Kameras einfacher zu erkennen.
Die zusätzliche Anordnung wenigstens eines Sensors zur Erfassung des Fluoreszenzlichts ist ebenfalls bevorzugt, da in einer solchen Anordnung eine automatisierte Erkennung von Veränderungen gegenüber einem Ausgangszustand möglich ist. Im einfachsten Fall kann durch einen solchen Sensor mittels des Fluoreszenzlichts ein „Ein“ bzw „Aus“-Zustand des Systems erkannt werden..
Die Anordnung weist bevorzugt eine Informationsverarbeitungsvorrichtung auf, die mit dem zumindest einen Sensor verbunden ist. Das von dem Sensor, beispielsweise einer Kamera, ausgegebene, von dem erfassten Fluoreszenzlicht abhängende Signal kann durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung mit einem Vergleichssignal abgeglichen werden, sodass bei Vorliegen einer einen Grenzwert überschreitenden Differenz die Leuchte in einen sicheren Betriebszustand eingeschaltet werden kann. Im einfachsten Fall ist der sichere Betriebszustand das Abschalten sämtlicher UV-Quellen. Es können allerdings auch komplexere Auswertungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine Bildverarbeitung bei einer Kameraaufnahme als Ausgangssignal des Sensors durchgeführt werden, die eine räumliche Auflösung von Bereichen erlaubt, in denen Fluoreszenzlicht emittiert wird. Die Abschaltung der Emission von UV-Licht kann dann auf jene Bereiche beschränkt sein, an denen eine unzulässige Abweichung von dem Vergleichssignal erkannt wird. Eine Abweichung von dem Vergleichssignal tritt immer dann auf, wenn sich (zumindest lokal) die Situation gegenüber einem als sicher ausgewiesenen Anfangszustand, zum Beispiel bei der Inbetriebnahme, verändert hat. Wird zum Beispiel trotz eingeschalteter UV-Leuchte in bestimmten Bereichen auf Basis eines aufgenommenen Bildes während des Betriebs erkannt, dass das Fluoreszenzlicht im Vergleich zum Vergleichssignal abnimmt, so kann daraus geschlossen werden, dass sich im Strahlengang des UV-Lichts ein Gegenstand befindet. In diesem Fall kann das System abgeschaltet werden, zumindest lokal, sodass dieser Bereich nicht mehr mit UV-Licht bestrahlt wird.
Das Vergleichssignal kann gewonnen werden, in dem nach Installation des Systems eine Aufnahme gemacht wird und das von dem Sensor, bzw. der Kamera, aufgenommene Signal in einem Speicher gespeichert wird. Dieses gespeicherte Signal dient als Vergleichssignal, wenn im späteren, laufenden Betrieb weitere Aufnahmen von der Kamera (Sensor) gemacht werden.
Die Informationsverarbeitungsvorrichtung kann außerdem die Differenz zwischen dem Vergleichssignal und dem von dem Sensor ausgegebenen Signal lokal/und oder hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs analysieren und einen momentanen Betriebszustand der Anordnung auf Basis des Analyseergebnisses klassifizieren. Wie weiter oben bereits angegeben wurde, kann zum Beispiel das plötzliche, lokale Abnehmen der Intensität des Fluoreszenzlichts als Objekt im Bereich der emittierten Strahlung erkannt werden. Andererseits kann aber auch eine allmähliche Abnahme der Intensität festgestellt werden. Hierzu wären die Messergebnisse Zeit aufgelöst zu speichern. Eine solche allmähliche Abnahme kann beispielsweise darauf hindeuten, dass eine vor einer gewissen Zeit angebrachte Beschichtung durch Abnutzung allmählich dünner wird und damit ihre schützenden Eigenschaften verliert. Denn die Abnahme der Intensität des Fluoreszenzlichts lässt auch auf eine Abnahme der Dicke der Schicht mit dem absorbierendem Material schließen. Typische Anwendungsbeispiele wären Böden, Tische oder andere Gegenstände, deren Oberflächen mechanisch belastet sind. Allein die Reinigung von Oberflächen kann zu einer Abtragung des beschichteten Bereichs führen.
Abhängig von dem klassifizierten, momentanen Betriebszustand wird vorzugsweise aus einer Mehrzahl von sicheren Betriebszuständen einen dem klassifizierten momentanen Betriebszustand entsprechender sicherer Betriebszustand ausgewählt. Wie es oben bereits erläutert wurde, kann beispielsweise die plötzliche Verringerung der gemessenen Intensität des Fluoreszenzlichts als Existenz eines Objekts im Strahlengang erkannt werden, wohingegen eine langsame Abnahme über einen zum Beispiel auch räumlich weniger scharf begrenzten Bereich eher auf eine Abnutzung schließen lässt. Im ersten Fall kann, sofern sich einzelne Segmente (zum Beispiel Gruppen von Leuchtmitteln) der UV-Leuchte oder bei mehreren im Raum angeordneten Leuchten, lediglich der relevante Teil der Leuchten abgeschaltet werden. Wird dagegen eine Abnutzung der absorbierendem Beschichtung erkannt, so kann das System vollständig abgeschaltet werden und gegebenenfalls automatisch eine Wartungsmaßnahme veranlasst werden. Auch der Ausfall einzelner Leuchtmittel lässt sich als momentanen Betriebszustand durch eine solche Klassifizierung erkennen. Die einzelnen Klassen sind zum Beispiel tabellarisch in einem Speicher, der mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, den von dem Sensor gelieferten Signalen bzw. deren zeitlichen Verläufen zugeordnet. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme die der beigefügten Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur i eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der eine ebene Fläche durch UV-Licht einer Leuchte angestrahlt wird,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der der beschichtete Bereich fluoreszierende Anteile enthält, deren Fluoreszenzlicht durch eine Kamera zu Situationserkennung erfasst wird,
Figur 3 eine Draufsicht auf einen beschichteten Bereich mit absorbierendem Material und fluoreszierenden Anteilen, und
Figur 4 ein vereinfachtes Flussdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie zum Beispiel in einem von Personen frequentierten Raum verwendet werden kann. Die Anordnung 1 umfasst eine Leuchte 2, durch welche UV-Licht, vorzugsweise UV-C-Licht, abgestrahlt wird. Das Abstrahlen des UV-Lichts wird in der Figur 1 durch die Pfeile schematisch dargestellt. Das abgestrahlt UV-Licht wird dabei durch die Leuchte 2 so abgestrahlt, dass es sich lediglich in der durch die Pfeile charakterisierten Ebene ausbreitet, wobei die Ausdehnung senkrecht zu der definierten Ebene schmal Vergleich zur Fläche der Ebene ist.
Zwar ist die bevorzugte Anwendung ein solches schmales Strahlenfeld, dass durch die Leuchte 2 erzeugt wird, allerdings ist die Erfindung generell immer dann anwendbar, wenn UV-Strahlung in einem räumlich begrenzten Bereich ausgesandt wird und diese ausgesandte UV-Strahlung auf eine Oberfläche trifft.
In der Figur i ist eine Oberfläche 3 gezeigt, welche eine ebene Fläche ist und beispielsweise ein Fußboden oder ein Tisch sein kann, wenn die Leuchte 2 in einem Raum an einer Decke montiert ist. Die Oberfläche 3 bezeichnet allgemein eine der Leuchte in Hauptabstrahlrichtung gegenüberliegende Fläche, auf die das von der Leuchte 2 ausgesandte UV-Licht trifft. Diese Oberfläche 3 ist erfindungsgemäß nun mit einem beschichteten Bereich 4 versehen, wobei dieser beschichtete Bereich 4 in der Schicht UV-Strahlung absorbierendes Material aufweist. Die Position und Ausdehnung des beschichteten Bereichs 4 ist dabei so gewählt, dass sämtliche von der Leuchte 2 ausgesandte UV-Strahlung, die an der Oberfläche 3 mit einer Bestrahlungsstärke oberhalb eines festgelegten Grenzwerts auftrifft innerhalb des beschichteten Bereichs 4 auftrifft. Durch die Anordnung eines beschichteten Bereichs 4 mit UV-Strahlung absorbierendem Material wird sichergestellt, dass auch bei Anwesenheit von Personen in einem die Leuchte 2 aufweisenden Raum keine Gefährdung der Personen durch reflektierte oder gestreute Strahlungsanteile der UV-Strahlung entstehen kann. Um den Einsatz der Leuchte 2 zur Ausbildung von einer Barriere für Bakterien und Viren in einem Raum zu ermöglichen, wird mit Hilfe des beschichteten Bereichs 4 sichergestellt, dass selbst wenn die Beschaffenheit der Oberflächen 3, auf die das von der Leuchte 2 emittierte UV-Licht trifft, nicht bekannt ist, dennoch ein sicherer Betrieb ermöglicht wird. Das Ausbilden des beschichteten Bereichs 4 räumlich begrenzt, dennoch ausreichend ausgedehnt, erlaubt den Einsatz einer UV-Licht emittierenden Leuchte 2 in praktisch sämtlichen denkbaren Raumsituationen. Zur Anpassung wird der beschichtete Bereich 4 in Abhängigkeit von der Geometrie der beleuchteten Oberfläche 3 und der Bestrahlungsstärke der einfallenden Strahlung an der Oberfläche 3 angepasst.
Zum genaueren Verständnis der Funktionsweise und insbesondere der weiterführenden Möglichkeiten, den beschichteten Bereich 4 auch zur Analyse des Betriebszustands bzw. eines Ausfalls von einzelnen Leuchtmitteln eine Leuchte 2 oder ganze Leuchten 2, ist in der Figur 2 eine weitere schematische Darstellung zeigt. Die Anordnung 1, die im Wesentlichen der unter Bezugnahme auf die Figur 1 bereits gezeigten Anordnung 1 entspricht, ist hier in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei die Leuchtmittel der Leuchte 2 ansteuernden Elemente außerhalb der Leuchte 2 dargestellt sind. Es ist nachvollziehbar, dass sämtliche zur Auswertung bzw. Ansteuerung der Leuchtmittel der Leuchte 2 erforderlichen Komponenten auch in der Leuchte 2 bzw. deren Gehäuse 5 angeordnet sein können.
Neben dem Gehäuse 5 weist die Leuchte 2 einen Reflektor 6 auf, der von einem oder bevorzugt mehreren Leuchtmitteln emittierte Strahlung so bündelt, dass die erzeugte UV-Strahlung in Pfeilrichtung aus der Leuchte 2 austritt. Die Bündelung mit Hilfe von optischen Elementen, im dargestellten Ausführungsbeispiels dem Reflektor 6, wird dabei so vorgenommen, dass ein Strahlenaustritt lediglich innerhalb des durch die beiden gestrichelten Linien beidseits des Pfeils, der die Hauptabstrahlrichtung angibt, definierten Bereichs erfolgt. Zusammen mit der Darstellung der Figur 1 ist erkennbar, dass so eine schmale „Wand“ aus UV-Strahlung als Barriere für Krankheitserreger aufgebaut wird. Ein Durchtritt von Viren oder anderen Krankheitserregern von einer Seite dieser UV-Wand auf die andere Seite führt zum Abtöten der Krankheitserreger. Somit wird eine wirksame Barriere für Viren oder andere Krankheitserreger aufgebaut.
Um den sicheren Betrieb einer solchen Leuchte 2 zu ermöglichen sind verschiedene Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen, die der besseren Übersichtlichkeit wegen in der Figur 2 nicht dargestellt sind und insbesondere auch unabhängig von der hier vorgeschlagenen Verwendung eines beschichteten Bereichs 4 eingesetzt werden können. Insbesondere sind Schutzmechanismen vorzusehen, welche beidseits des Strahlungsfelds, also zum Beispiel parallel zu dessen durch die gestrichelten Linien angedeuteten Grenzebenen, ausgebildet sind. Diese verhindern, dass ein Gegenstand oder ein Körperteil einer Person von der Seite in die UV- Wand gelangen kann. Hierzu wird bei Erkennen des Eindringens in eine Sicherheitszone die Leuchte 2 oder ein Teil davon abgeschaltet, sodass in dem Bereich, in dem ein Eindringen eines Objekts in die Sicherheitszone erkannt wurde, keine UV-Strahlung mehr von der Leuchte 2 emittiert wird.
In dem einfachen, in der Figur 2 dargestellten Beispiel trifft das von der Leuchte 2 abgestrahlte UV-Licht auf eine Oberfläche 3, welche senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung orientiert ist. Die Erfindung ist jedoch insbesondere dann vorteilhaft, wenn diese Oberfläche 3, oder zumindest Teile davon, nicht genau senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung verläuft. Im Hinblick auf eine mögliche Gefährdung von Personen in dem Raum, in dem die Anordnung 1 vorhanden ist, wäre eine perfekte spiegelnde Oberfläche 3, die das UV-Licht in entgegengesetzte Richtung zur Hauptabstrahlrichtung reflektiert, vergleichsweise unkritisch. Gefährlicher sind dagegen Situationen, in denen das auf die Oberfläche 3 auftreffende Licht schräg zur Hauptabstrahlrichtung reflektiert wird. In diesem Fall kann durch die oben beschriebenen weiteren Sicherheitsvorkehrungen nicht verhindert werden, dass Körperteile von Personen von dem reflektierten UV-Licht getroffen werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiels enthält der beschichtete Bereich 4 sowohl UV-Strahlung absorbierendes Material als auch fluoreszierendes Material. Das fluoreszierende Material reagiert auf die einfallende UV-Strahlung und sendet Licht durch spontane Emission aus, welches in einem anderen, für Lebewesen unkritischen Wellenlängenbereich liegt. An der Leuchte 2 ist eine Kamera 8 als Sensor angeordnet, welche ein Bild von mindestens dem beschichteten Bereich 4 erzeugt. Das Bild bildet insbesondere diejenigen Bereiche ab, die Fluoreszenzlicht emittieren. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 3 noch erläutert wird, muss nicht die gesamte Fläche des beschichteten Bereichs 4 mit dem fluoreszierende Material versehen sein. Es genügt auch, wenn einzelne Teilbereiche des beschichteten Bereichs 4 einen solchen fluoreszierenden Anteil haben.
Das von der Kamera 8 aufgenommene Bild wird einer Steuerung 9 zugeführt. Die Steuerung 9 umfasst neben einem Prozessor 10, der als Informationsverarbeitungsvorrichtung dient, auch einen Speicher 11. In dem Speicher 11 wird aus einem Bild gewonnenen Vergleichsinformation abgespeichert, wobei das Bild hierfür in einem sicheren Betriebszustand, der beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Systems vorliegt, aufgenommen werden. In der Informationsverarbeitungsvorrichtung, also durch den Prozessor 10, kann während des normalen Betriebs der UV-Leuchte 2 ein Abgleich zwischen der Vergleichsinformation und der entsprechenden, aus dem aktuell aufgenommenen Bild der Kamera 8 erhaltenen Information durchgeführt werden.
Aus einem Vergleich der Informationen dieser beiden Aufnahmen, gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung noch weiterer, im zeitlichen Verlauf aufgenommener Bilder, kann ein Rückschluss auf die aktuelle Betriebssituation, in der die UV-Leuchte 2 betrieben wird, gezogen werden. Im einfachsten Fall wird eine Abnahme des Fluoreszenzlichts durch den Vergleich der Informationen aus dem aktuellen Bild mit der Vergleichsinformation ermittelt, und als Reaktion darauf die UV-Leuchte 2 abgeschaltet.
Beispiel für andere Betriebszustände oder Abweichungen von einer Soll-Bestrahlungsstärke können ebenfalls auf Basis der aufgenommenen Bilder der Kamera 8 ermittelt werden. Beispielsweise lässt sich auch eine lediglich lokale Reduzierung der Intensität des Fluoreszenzlichts dahingehend auslegen, dass nur in einem bestimmten Bereich zwischen der eigentlichen Strahlenquelle, also der Leuchte 2, und der Oberfläche 3 ein Objekt vorhanden ist, welches die Bestrahlung der Oberfläche 3, und damit letztlich des Entstehens des Fluoreszenzlichts, lokal verhindert. Andererseits kann auch eine allmähliche Abnahme der Beleuchtungsstärke erkannt werden, wenn beispielsweise gleichmäßig die Intensität des Fluoreszenzlichts zurückgeht. In diesem Fall könnte auch eine Wartungsmaßnahme ausgelöst werden, wenn die Steuerung 9 ein entsprechendes Informationssignal ausgibt.
Die Verwendung von fluoreszierenden Anteilen in dem beschichteten Bereich 4 hat auch den Vorteil, dass Situationen, in denen andere Sicherheitsmechanismen versagen, immer noch zu einem sicheren Betrieb der Anordnung 1 führen. Die Leuchte 2 wird abhängig von der Auswertung des von der Kamera 8 erzeugten Bilds in einen sicheren Betriebszustand gebracht. Der sichere Betriebszustand kann darin bestehen, dass die Leuchte 2 insgesamt abgeschaltet wird, lediglich Teilbereiche abgeschaltet werden oder, im Falle, dass mehrere Leuchten 2 gemeinsam betrieben werden, eines Teils der Leuchten 2.
In der Steuerung 9 wird ein entsprechendes Signal, dass die Information enthält, welche Teile einer Leuchte 2 oder welche Leuchten 2 abgeschaltet werden sollen, dem Betriebsgerät 12 übermittelt. Insbesondere im Falle mehrerer Leuchten 2 können auch mehrere Betriebsgeräte 12 vorhanden sein. Alternativ kann auch ein mehrkanaliges Betriebsgerät 12 eingesetzt werden. Auf Basis dieses Signals wird dann von dem Betriebsgerät 12 bzw. der Gesamtheit an Betriebsgeräten 12 die Leuchte 2 bzw. die mehrere leuchten 2 entsprechend angesteuert, sodass derjenige Bereich, für den eine Reduzierung des Fluoreszenzlichts erkennbar war, abgeschaltet wird. Die oben beschriebene Vorgehensweise ist ein erheblicher Sicherheitsgewinn. Zwar ist es möglich, mit Hilfe anderer Sicherheitseinrichtungen ein Eindringen von Objekten in den zwischen den gestrichelten Linien liegenden Bereich zu erkennen und dementsprechend das UV-Licht zumindest lokal abzuschalten. Allerdings würden bei einer reinen Anwendung von Sicherheitszonen beidseits der gestrichelten Linien Gegenstände, die zum Beispiel im Zwischenraum abgelegt werden, nicht zu einem dauerhaften Abschalten der UV-Strahlung für diesen Bereich führen. Als Beispiel kann ein reflektierender Gegenstand dienen, beispielsweise eine Spiegelkugel, welche durch eine Person in den bestrahlten Bereich eingebracht wird. Ist diese Spiegelkugel zu klein, als dass sie dauerhaft die Sicherheitseinrichtungen beidseits des bestrahlten Bereichs auslösen würde, so würde nach dem Herausziehen der Hand aus der Sicherheitszone das UV-Licht wieder eingeschaltet. Mit Hilfe der Erfindung wird nun dennoch erkannt, dass in dem von der Kamera 8 aufgenommenen Bild im Bereich der Spiegelkugel das Fluoreszenzlicht nicht mehr abgestrahlt wird. Als Reaktion darauf wird die Anordnung 1 in einen sicheren Betriebszustand gebracht, d. h. das UV-Licht zumindest lokal für diesen Bereich abgeschaltet.
Zum Erzeugen des beschichteten Bereichs 4 kann zum besonders einfachen ausbilden des beschichteten Bereichs 4 bei der Montage der Anordnung 1 ein Klebeband verwendet werden, auf dem zum Beispiel in einem Printverfahren absorbierendes Material aufgebracht wird, bevorzugt zusätzlich fluoreszierendes Material. Ein Beispiel für ein Muster, das verwendet werden könnte, ist in der Figur 3 gezeigt. Die Figur 3 zeigt nur einen beschichteten Bereich 4, wobei der beschichtete Bereich 4 auf seiner gesamten Fläche das absorbierende Material aufweist. Zusätzlich weisen Anteile der Fläche, die in der Figur 3 als Dreiecke unterschiedlicher Orientierung dargestellt sind, fluoreszierende Material auf. Es ist zu erkennen, dass auch im Bereich, wo fluoreszierendes Material aufgebracht ist, weiterhin absorbierendes Material vorhanden ist. Dies ist wichtig, da ansonsten in diesen Bereichen eine Reflexion auftreten könnte.
Die Flächenanteile, in denen das fluoreszierende Material vorhanden ist, sind in der Figur 3 lediglich beispielhaft als Dreiecke dargestellt. Andere Geometrien sind denkbar, ebenso ein gleichmäßiges Einbringen von fluoreszierendem Material. Die Verwendung von scharf abgegrenzten Geometrien macht jedoch die Verarbeitung in der Informationsverarbeitungsvorrichtung einfacher, da hoher Kontrast zwischen fluoreszierende Bereichen und nicht fluoreszierende Bereichen leichter zu erkennen ist.
Die Figur 4 zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird in Schritt Si ermittelt, wie die Form und Größe des zu beschichteten Bereichs 4 auszusehen hat. Dies kann entweder rechnerisch erfolgen, wenn die Geometrien des Raums, in denen die Leuchte 2 verbaut werden soll bekannt sind, oder aber experimentell, also durch Messung der tatsächlich an der Oberfläche 3 auftreffenden Bestrahlungsstärke. Im nächsten Schritt, S2, wird dann die Oberfläche 3 zur Erzeugung des beschichteten Bereichs 4 beschichtet, wobei zu Beschichtung mindestens UV-Strahlung absorbierendes Material, bevorzugt mit Anteilen von fluoreszierende Material aufgebracht wird.
Neben der schon erwähnten Beschichtung mit Hilfe eines Klebeband, alternativ des Aufbringen eines Lacks, der entsprechende Pigmente enthält, ist es auch denkbar, vorgefertigte Absorberleisten oder Absorberflächen auf Trägern zu montieren.
Im nächsten Schritt, S3, wird nach der Montage bzw. dem Aufbringen des beschichteten Bereichs 4 eine Bild bei eingeschalteter Leuchte 2 gemacht, um eine Vergleichsinformation zu erhalten. Diese Vergleichsinformation wird in dem Speicher 11 abgelegt und steht für nachfolgende Auswertung zu einem späteren Zeitpunkt aufgenommener Bilder zur Verfügung.
Diese weiteren Bilder werden während des regulären Betriebs der Leuchte 2 in Schritt S4 aufgenommen und von der Kamera 8 an den Prozessor 10 übermittelt. Durch den Prozessor 10 als Informationsverarbeitungsvorrichtung wird, wie oben bereits beschrieben, eine Analyse entweder nur des zuletzt aufgenommenen Bilds durchgeführt, oder aber eine Analyse des zeitlichen Verlaufs. Es ist zu beachten, dass zur Vermeidung von Fehlern bei der Entscheidung anstelle lediglich eines zuletzt aufgenommenen Bilds auch eine Mehrzahl von Bildern gemittelt werden und hieraus die Information zur weitergehenden Analyse gewonnen werden kann, die dann ausgewertet wird.
Zur Auswertung der Bildinformation wird in Schritt S5 ermittelt, ob die Abweichung von der Vergleichsinformation einen einstellbaren Grenzwert überschreitet. Der Grenzwert kann in Abhängigkeit von gesetzlichen Vorgaben oder individuellen Sicherheitsanforderungen gesetzt werden. Eine Abweichung muss dabei nicht auf der gesamten Fläche des beschichteten Bereichs 4 vorliegen, es reicht, wenn lediglich in einem Teilbereich eine solche Abweichung erkannt wird. Insbesondere ist eine räumlich aufgelöste Erkennung von Abweichungen dann zu bevorzugen, wenn ein selektives Abschalten von Teilen der Leuchtmittel einer Leuchte 2 möglich ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Abweichungen von dem Grenzwert gegebenenfalls einschließlich des zeitlichen Verlaufs zur Klassifizierung der momentanen Betriebssituation in Schritt S6 verwendet. Abhängig von der erkannten Betriebssituation wird in Schritt S7 der zu verwendende sichere Betriebszustand ausgewählt, mit dem die Leuchte 2 dann betrieben werden soll. Für jede der möglichen Klassen, die in Schritt S6 zugeordnet werden können, ist ein entsprechender, sicherer Betriebszustand zum Beispiel in einer Tabelle in dem Speicher 11 abgelegt. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung wählt aus dieser Tabelle den passenden, sicheren Betriebszustand aus und übergibt ihn dem Betriebsgerät, oder der Mehrzahl von Betriebsgeräten 12. Die Betriebsgerät 12 steuern dann ihrerseits die Leuchtmittel der einen Leuchte 2 bzw. der mehreren Leuchten 2 an.
Wie vorstehend bereits kurz erläutert wurde, ist es besonders bevorzugt, dass zusätzlich weitere Sicherheitseinrichtungen vorhanden sind. Unabhängig von der Existenz solcher weiterer Sicherheitseinrichtungen ist es jedoch sicherzustellen, dass das absorbierende Material hinreichende Fähigkeiten zum Absorbieren von UV-Strahlung des emittierten UV-Lichts der Leuchte 2 aufweist, sodass die Bestrahlungsstärke der höchsten, durch die Leuchte 2 ausgesandten Strahlungsintensität das möglicherweise noch reflektierte Restlicht unterhalb sicherheitsrelevanter Grenzwerte bleibt.

Claims

Ansprüche
1. Anordnung mit einer UV-Licht abstrahlenden Leuchte (2), die das UV-Licht in einer Hauptausbreitungsrichtung abstrahlt, wobei zumindest eine bei eingeschalteter Leuchte (2) permanent von dem UV-Licht der Leuchte (2) angestrahlte Oberfläche (3) einen mit einem UV- Strahlung absorbierenden Material beschichteten Bereich (4) aufweist, wobei eine Form und Abmessung des beschichteten Bereichs (4) so gewählt sind, dass sämtliche mit einer Bestrahlungsstärke oberhalb eines Grenzwerts auf der angestrahlten Oberfläche (3) auftreffende UV-Strahlung auf den beschichteten Bereich (4) trifft.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der beschichtete Bereich (4) durch eine mit dem UV-Licht absorbierenden Material versehenes Klebeband gebildet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-Licht absorbierende Material ferner fluoreszierende Anteile aufweist, deren Fluoreszenz durch Auftreffen des UV-Lichts angeregt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszierenden Anteile lediglich in räumlich begrenzten Teilbereichen des beschichteten Bereichs angeordnet sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung wenigstens einen Sensor (8) zur Erfassung des Fluoreszenzlichts aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) ferner eine Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) aufweist, die mit dem zumindest einen Sensor (8) verbunden ist und ein von dem Sensor (8) ausgegebenes, von dem erfassten Fluoreszenzlicht abhängendes Signal mit einem Vergleichssignal abgleicht und bei Vorliegen einer einen Grenzwert überschreitenden Differenz die Leuchte (2) in einen sicheren Betriebszustand schaltet.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) eingerichtet ist, die Differenz zwischen dem Vergleichssignal und dem von dem Sensor (8) ausgegebenen Signal zu analysieren und einen momentanen Betriebszustand der Anordnung (1) zu klassifizieren.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) ferner dazu ausgelegt ist, abhängig von dem klassifizierten, momentanen Betriebszustand aus einer Mehrzahl von sicheren Betriebszuständen einen dem klassifizierten momentanen Betriebszustand entsprechende Oberlfäche sicheren Betriebszustand auszuwählen.
9. Verfahren zum sicheren Betrieb einer UV-Licht abstrahlen Leuchte, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
• Ermitteln (Si) einer Form und Abmessung eines Bereichs einer von der Leuchte (2) mit dem UV-Licht angestrahlten Oberfläche (3) so, dass sämtliche mit der Bestrahlungsstärke oberhalb eines Grenzwerts auf der angestrahlten Oberfläche (3) auftreffende UV-Strahlung innerhalb dieses Bereichs liegt, und
• Beschichteten der Oberfläche (3) zumindest in dem ermittelten Bereich (S2) mit einem UV-Strahlung absorbierenden Material.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des beschichteten Bereichs (4) ein mit dem UV-Licht absorbierendem Material versehenes Klebeband angebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem UV-Licht absorbierendem Material fluoreszierende Anteile hinzugefügt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass 15
• von den fluoreszierenden Anteilen emittiertes Fluoreszenzlicht bei eingeschalteter Leuchte (2) erfasst wird (S4)
• ein von dem erfassten Fluoreszenzlicht abhängendes Signal einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) zugeführt wird, dass von der Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) mit einem Vergleichssignal abgeglichen wird (S5), und
• bei Erkennen einer einen grenzwertüberschreitenden Differenz zwischen dem Vergleichssignal und dem vom Sensor (8) ausgegebenen Signal die Leuchte (2) in einen sicheren Betriebszustand geschaltet wird (S8).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) die Differenz zwischen dem Vergleichssignal und dem von dem Sensor (8) ausgegebenen Signal analysiert und einen momentanen Betriebszustand der Anordnung klassifiziert (S6).
14. Verfahrensanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungsvorrichtung (10) ferner, abhängig von dem klassifizierten momentanen Betriebszustand, aus einer Mehrzahl von sicheren Betriebszuständen einen dem klassifizierten momentanen Betriebszustand entsprechenden sicheren Betriebszustand auswählt (S7).
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