紫外線殺菌燈(UV燈)實際上是屬于一種低壓汞燈,,和普通日光燈一樣,,利用低壓汞蒸汽(<10-2Pa)被激發(fā)后發(fā)射紫外線,。不同的是日光燈的燈管采用的是普通玻璃,253.7nm紫外線不能透出來,,只能被燈管內壁的熒光粉吸收后激發(fā)出可見光,。如果改變熒光粉的成分和比例,,它就可以發(fā)出我們通常所見的不同顏色的光。一般殺菌燈的燈管都采用石英玻璃制作,,因為石英玻璃對紫外線各波段都有很高的透過率,,達80%-90%,是做殺菌燈的最佳材料,。
主要應用在:
制藥,、醫(yī)療、生物技術,、化學,、環(huán)保、食品飲料,、奶制品,、釀酒、水務處理(自來水,、礦泉水),、光學清洗、物理實驗等各領域,,我們?yōu)閲鴥韧饪蛻籼峁┝藘?yōu)質的產品和服務
殺菌燈有熱陰極低壓汞蒸氣放電燈,、冷陰極低壓汞蒸氣放電燈等幾種結構,可按外型和功率分為多種類型,。
石英玻璃與普通玻璃在性能上有很大的差別,,主要是熱膨脹系數(shù)不同,一般不能封接鋁蓋燈頭,,所以殺菌燈的燈頭材質多采用膠木,、塑料或陶瓷。
紫外線殺菌燈的燈管
因成本關系與用途不同,,也有用紫外線穿透率<50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的,。高硼玻璃的生產工藝與節(jié)能燈一樣,因此成本很低,,但它在性能上遠比不上石英殺菌燈,,其殺菌效果有相當大的差異。
高硼燈管的紫外光強度很容易衰減,,點燈數(shù)百小時后紫外線強度就大幅下降到初始時的50%-70%,。而石英燈管在點燃2000-3000小時后,紫外線強度只減到初始時的80%-70%,,光衰程度遠遠小于高硼燈,。
還一種透紫外光較高的普通玻璃,比高硼玻璃要高得多,,比石英玻璃略低,。但光衰比石英殺菌燈大,,并且不能產生臭氧。菲利浦生產的一種殺菌燈上的燈管就使用這種玻璃制作,。
紫外線殺菌燈的種類
紫外線殺菌燈的發(fā)光譜線主要有254nm和185nm兩條,。254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌,185nm紫外線可將空氣中的O2變成O3(臭氧),,臭氧具有強氧化作用,,可有效地殺滅細菌,臭氧的彌散性恰好可彌補由于紫外線只沿直線傳播,、消毒有死角的缺點,。
石英玻璃在煉制的時候,如果添加足夠數(shù)量的鈦(Ti)元素,,就能使透過它的紫外線在200nm以下發(fā)生截止,而對254nm紫外線透過基本無影響,。適當控制鈦元素的添加量,,就可有效的控制185nm紫外線的逸出量。根據(jù)這一特點,, 我們可以制作低臭氧(無臭氧),、臭氧、高臭氧等三種紫外線殺菌燈管,。
紫外線的分類:
根據(jù)生物效應的不同,,將紫外線按照波長劃分為四個波段:
UVA波段,波長320~400nm,,又稱為長波黑斑效應紫外線 ,。它有很強的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料,。日光中含有的長波紫外線 有超過98%能穿透臭氧層和云層到達地球表面,,UVA可以直達 肌膚的真皮層,破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維,,將我們的皮膚曬黑,。360nm波長的UVA紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線,可制作誘蟲燈,。300-420nm波長的UVA紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管,,僅輻射出以365nm為中心的近紫外光,可用于礦石鑒定,、舞臺裝飾,、驗鈔等場所。
UVB波段,,波長275~320nm,,又稱為中波紅斑效應紫外線 ,。中等穿透力,它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收,,日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收,,只有不足2%能到達地球表面,在夏天和午后會特別強烈,。UVB紫外線對人體具有紅斑作用,,能促進體內礦物質代謝和維生素D的形成,但長期或過量照射會令皮膚曬黑,,并引起紅腫脫皮,。紫外線保健燈、植物生長燈發(fā)出的就是使用特殊透紫玻璃(不透過254nm以下的光)和峰值在300nm附近的熒光粉制成,。
UVC波段,,波長100~275nm,又稱為短波滅菌紫外線,。它的穿透能力最弱,,無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收,。短波紫外線對人體的傷害很大,,短時間照射即可灼傷皮膚,長期或高強度照射還會造成皮膚癌,。紫外線殺菌燈發(fā)出的就是UVC短波紫外線,。
UVD波段,波長小于100nm,,又稱為真空紫外線,。
紫外線的殺菌原理
紫外線殺菌就是通過紫外線的照射,破壞及改變微生物的DNA(脫氧核糖核酸)結構,,使細菌當即死亡或不能繁殖后代,,達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線,,因為C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收,,尤以253.7nm左右的紫外線最佳。
紫外線殺菌屬于純物理消毒方法,,具有簡單便捷,、廣譜高效、無二次污染,、便于管理和實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,,隨著各種新型設計的紫外線燈管的推出,紫外線殺菌的應用范圍也不斷在擴大。
紫外線殺菌燈存在的問題
1,、工藝特殊,,制造困難,價格較高,。由于石英玻璃的特殊性質,,使得殺菌燈的生產不能規(guī)模化,,造成石英殺菌燈的成本較高,,阻礙它的進一步推廣運用。
2,、光衰較大,,壽命不長。一般廠家生產的紫外線殺菌燈點燃數(shù)百小時后,,它的紫外光強度衰減很快,,最高達到30%,殺菌效果大大減弱,。另外,,加工中造成的陰極損傷也影響了紫外線殺菌燈的壽命。由于紫外線殺菌燈的光衰與熒光燈光衰在機理上不完全相同,,所以這一問題還有待各方努力解決。
3,、由于燈絲及陰極材料不同,, 與T8、T5熒光燈同功率的UV燈管,,也不能用相同的鎮(zhèn)流器驅動,。