引言:

因應(yīng)新冠肺炎疫情影響，短波紫外線 (UV-C) 殺菌設(shè)備的市場需求越來越高。 傳統(tǒng)式UV-C殺菌設(shè)備所采用的低壓汞燈設(shè)計(jì)有低效率及需要預(yù)熱等缺點(diǎn)，因此新型LED設(shè)計(jì)得到越來越多的青睞。更多制造廠商投入到研發(fā)UV-C LED殺菌設(shè)備當(dāng)中。此類設(shè)備不僅可用于酒店，醫(yī)院及交通工具的消毒，還可用于銀行自動取款機(jī)等會被頻繁觸碰的機(jī)器的殺菌。本文中會討論UV-C殺菌LED的原理，設(shè)計(jì)要求及適合的明緯電源推薦。

UV-C LED:

與常規(guī)照明所使用的LED發(fā)射的分散型波長光不同，UV-C LED則通常發(fā)射100%強(qiáng)度時(shí)波長為275nm的短波紫外線以起到殺菌作用。圖1a與圖1b分別為UV-C LED和照明LED的強(qiáng)度與波長關(guān)系圖。為了保證有效的殺菌，UV-C LED設(shè)計(jì)著重于保證100%強(qiáng)度下波長為275nm

圖1a: UV-C LED波長與強(qiáng)度曲線


圖1b: 照明LED分散型波長與強(qiáng)度曲線

殺菌LED燈:

UV-C LED用于殺菌時(shí)需要注意兩個(gè)方面: 距離與時(shí)間。如圖3所示，單一一顆2.5瓦的UV-C LED可以殺死直徑為10厘米的平面內(nèi)百分之九十九的細(xì)菌。由于輻射照度等于單位面積內(nèi)的輻射通量，且距離越遠(yuǎn)時(shí)，輻射通量越低。如果一個(gè)光源距離平面6 厘米時(shí)可殺死99.9%的細(xì)菌，將相同光源放遠(yuǎn)到10厘米時(shí)，則只能在相同時(shí)間內(nèi)殺死25%的細(xì)菌。為達(dá)到相同殺菌效果，就需要更長的光照時(shí)間。

圖 2: UV-C LED照度與距離曲線

圖3: UV-C LED 照度與距離示意圖

如圖2的距離與時(shí)間的關(guān)系曲線所示，當(dāng)光源距離45厘米殺死99.9%的細(xì)菌需要5分鐘，但距離100厘米時(shí)則需要18分鐘。所以時(shí)間與距離是UV-C LED使用中的兩個(gè)重要參量。UV-C LED設(shè)備也常常具有可以設(shè)置每定時(shí)開關(guān)循環(huán)殺菌的功能。常見的開關(guān)頻率為每15或30分鐘。

如何選擇適合于UV-C應(yīng)用的LED電源與距離，時(shí)間，還有開關(guān)控制功能密切相關(guān)。表1列舉了光源距離45~60厘米和180~420厘米時(shí)UV-C殺菌燈對LED電源輸出功率的要求。例如在45~60厘米內(nèi)，一個(gè)20W的LED電源可以驅(qū)動18W的殺菌燈在5分鐘內(nèi)殺死99%的細(xì)菌。具有調(diào)光關(guān)斷功能的LED電源符合可程序設(shè)計(jì)循環(huán)殺菌設(shè)備的要求。 與照明的LED燈具相同，恒定電流或恒定電壓LED 電源皆可用于驅(qū)動UV-C LED。恒流電源多用于直接驅(qū)動LED燈珠。恒壓電源則多用于配合DC到DC的輔助LED電源來驅(qū)動LED殺菌設(shè)備

總結(jié)

UV-C殺菌LED發(fā)射波長為275nm的短波紫外線。該種LED可使用恒流電源或恒壓電源驅(qū)動。具有調(diào)光關(guān)斷功能的LED電源可以滿足循環(huán)殺菌控制的需求。如果需要縮短一定距離內(nèi)的殺菌時(shí)間，則需要高瓦數(shù)的LED電源。表1列舉了適合45~60厘米和180~420厘米且具有調(diào)光可關(guān)斷功能的明緯LED電源。此外明緯XLG-100/150/200/240系列的高瓦數(shù)系列亦可應(yīng)用于360度UV-C殺菌燈中。