C波段紫外线灯管即是俗称的紫外线杀菌灯。杀菌灯其实就是属于一种低压汞灯。低压汞灯是利用较低汞蒸汽压(10pa)紫外光,其发光谱线nm波长,这两条都是肉眼看不见的C波段紫外线。
----用来照明用的日光灯节能灯也属于低压汞灯,依靠低压汞蒸汽被激发后发射紫外线nm波长的紫外线照射到荧光粉上再发出可见光,如果改变荧光粉的成分和比例,它就可以发出我们一般所见的不一样的颜色的光。
----杀菌灯不需要转化为可见光,254nm的波长就能起到非常好的杀菌作用,是因为细胞对光波的吸收谱线nm的紫外线有的吸收,被吸收的紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA,它起到一种光化作用,紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收,引起遗传物质发生变异,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目的。
----日光灯和节能灯使用普通玻璃做成的,254nm紫外线透不出来,不能用做杀菌用的灯,石英玻璃对紫外线%,是做杀菌灯的材料,但是石英玻璃的性能与普通玻璃在性能上有很大的差别(主要是热线胀系数不同),封接不能用普通的自动化程度较高的圆封的办法,这使得杀菌灯生产制造的技术上的含金量要高于普通节能灯。
----有一种透紫外线的玻璃,即通常所说的高硼玻璃,它对紫外透过率约是石英玻璃的60%,它的生产的基本工艺与节能灯一样,使得它的成本与价格比石英玻璃生产的杀菌灯相差很远,几瓦的灯管只需几元,但它在性能上远比不上石英杀菌灯。表现在如下几方面:
----1、透过率不同,在同样规格经同样镇流器测试,石英玻璃杀菌灯紫外线强度是高硼玻璃杀菌灯的1.5倍以上;
----2、高硼玻璃灯紫外光强度很容易衰减,它点灯数百小时后其紫外光强度就一下子就下降,降到初始时的50%-70%。在用户手上,虽然看到灯管还是亮的,但它可能已不起作用了。而石英玻璃的光衰减程度要远小于高硼灯,如果生产的基本工艺过关,石英灯的光衰减在经点灯2000-3000小时,光衰减到初始时的80%-70%,以后只要灯不灭,光衰的幅度会慢慢的小。
----国内杀菌灯的客户可能会了解菲利浦的杀菌灯,菲利浦有一种杀菌灯是用一种接近普通玻璃的玻璃生产的,而非石英玻璃制造的,其透光率接近石英玻璃的透过率,比中国的高硼玻璃灯要高得多,可使用自动化程度较高的节能灯生产的基本工艺生产,这种灯主要是依靠他们炼制这种玻璃的技术。它的缺点是不能产生臭氧。
----石英杀菌灯的另一个特点是可发出臭氧。由于石英玻璃对短波185nm的紫外线nm的紫外线能电离空气产生臭氧,臭氧浓度高对人体不利,但在无人场合时能使用,臭氧也能杀菌、消毒,恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。
----有些场合不能有臭氧,也可使用石英杀菌灯,这种石英玻璃在炼制的时候就加了一种元素--钛(Ti),使它透过紫外线nm以下发生截止,而对254nm紫外线透过基本无影响,即通常所说的无臭氧杀菌灯。
----从以上分析,做杀菌灯用石英玻璃是选择。在国内,医疗卫生领域,早已不推荐使用高硼杀菌灯,在美国、加拿大、日本生产紫外线杀菌灯普遍都采用石英玻璃。
----但是,用石英玻璃生产的杀菌灯还不一定可以做的好,因为还要解决二个大问题。
前面已提及,由于石英玻璃特殊性质,使得石英杀菌灯的生产不能规模化,机械化生产,而只能以手工来生产,使得石英杀菌灯的成本比较高。国内厂家生产的紫外线杀菌灯数十元一只,国外进口中国的要上百元甚至几百元。价格高,阻碍它的进一步推广运用。
----石英杀菌灯还也许会出现一个问题--寿命不长。寿命不长有两个概念:一个是点灯寿命不长,就是点不了多长时间,灯熄了,这主要是电极处理不好。在石英工艺流程中,需用高温,如果处理不当,会导致阴极受损,点一段时间灯灭了;第二个概念是指有效寿命,即使灯不熄,但它的紫外光强度衰减快,达到30%,按行业标准YY/T0160-94规定,就算灯已寿终。YY/T0160-94规定石英杀菌灯的有效寿命必须大于1000小时,而美国、日本灯过有关标准杀菌灯需大于9000小时。显然说明我们国家的紫外线杀菌灯的质量水平比国外的要低得多。
----上海拓贝电子科技有限公司根据这一现状,于2000年初开始组织力量研究高强度、长寿命的紫外线低压汞灯(通俗称法叫杀菌灯)经过一年多的努力,我们攻克了这一课题,并在以下二方面我们确定了优势。
----一、成本 目前国内生产石英杀菌灯的厂家都以手工为主,尤其是主要工序--封接采用手工,使得产品成本普遍较高,产品的一致性差,可靠性很难保证。有可能会出现的问题是慢性漏气,慢性漏气的根本原因就是石英与电极封接不好。华星采取了自动封接方法,生产效率和成品率大幅度的提升,漏气现象0.5%,可靠性大幅度的提升,而且单位成本比同行明显降低,价格有着非常强的竞争力。
----二、有效寿命一般厂家生产的石英杀菌灯其点灯点数小时都无问题,但是很多时候灯管未熄就不能用了,比如说医院用的30瓦石英消毒灯,初始一般有100μW/cm2(1.0米处)用过一段时间后(约1500小时),再用紫外探头测(在1.0米处)低于70μW/cm2,此时灯管则要换新,以免消毒效果不好。
造----成紫外线强度光衰减的原因从机理上分析很复杂,对荧光灯(如节能灯)的光衰,理论上已有较为成熟的认识,如1999年复旦大学和华星光电实业有限公司合作研究了紧凑型节能灯光衰机理分析获教育部颁发的一等奖。但是石英紫外灯的光衰与荧光灯光衰从机理上分析不完全相同,因为石英玻璃与荧光灯的工艺流程不同,石英玻璃要用到高温夹封;第二,石英玻璃本身与普通玻璃在其原料、生产的全部过程就不同,其性质相差更大,它对于紫外光衰有一定影响。
----对于石英紫外灯光衰机理的研究,华星光电有限公司技术发展中心正在进一步深入,但是对于如何减轻紫外光衰已有十分有效、可靠的办法。
----这种办法是经过特殊的处理,使得紫外光强度衰减降低在整个寿命期间只有20%左右。比如30瓦灯初始时紫外光强为100μW/cm2(1.0米处),即使点到6000小时之后,其紫外光强还有80-90 μW/cm2,7000小时254nm紫外线,这种技术在菲利浦也有类似的应用。使得长寿命的紫外线杀菌灯成为可能。
----紫外线杀菌灯一般用来对空气、物体表面、水来做消毒灭菌。254nm波长能对细菌和病毒能有效的杀灭,前人早已进行过大量的研究,是不用怀疑的事实。紫外线杀菌的特点是广谱性,有些高温都难以消灭的病毒,用紫外线能很快的消灭,这是由于紫外线的杀菌机理与其它方法不同。
----紫外线对细菌和病毒的杀灭与紫外线照射剂量有关,照射剂量=照射时间(S)×照射强度(μW/cm2),照射剂量理论上一般设计要求大于30000μW/cm2 如果紫外线强度低,只要时间长,可与强度稍高时达到同样的效果,如果在时间不允许久的情况下,需选择高强度大功率的紫外线灯。正常的情况各种细菌和病毒所需杀灭的照射剂量不同,在被杀灭点测出照射强度就可计算出照射时间,对被消毒的对象不了解的情况下,一般需延长照射时间来确保杀菌效率。由于紫外线会杀死细胞,因此紫外线消毒时要注意不可以直接照射到人的皮肤,尤其是人的眼睛,紫外线杀菌灯点亮时不要直视灯管,由于短波紫外线不透过普通玻璃,戴眼镜可避免眼睛受伤害。如果不小心眼受伤,正常的情况也无关大碍,就象被太阳光灼伤一样,严重的可滴眼药水或人乳,帮助复原。在有人的场合,不可以使用有臭氧灯管,臭氧浓度高时对人不利。
----紫外线消毒杀菌用途很广,医院、学校、托儿所、电影院、公交车、办公室、家庭等,它能净化空气,消除霉味,次外还能产生一定量的负氧离子,经紫外线消毒的房间,空气特别清新。在公共场合,经紫外线消毒,可避免一些病菌经空气传播或经物体表面传播。长寿命的紫外线杀菌灯在水消毒、环保工程方面的应用意义重大,水消毒设备如纯水设备系统,一般在24小时都运转,紫外线杀菌灯的寿命和可靠性都要求高,如果灯管寿命短,更换灯管成本高,而且很不方便。
----紫外线杀菌灯在水消毒方面的应用,八十年代开始在西方国家流行,九十年代开始在中国推行,它比传统的氯气消毒有无可比拟的优越性。氯气消毒:会在水中形成一种氯的化合物,这是一种致癌物,而且氯气浓度高时也会有一种味道,如果喝生水,会明显地闻到这股怪味。现在水消毒还有一种方法:臭氧,臭氧也能杀菌,但其浓度高时,臭氧分解的时间就要延长,很可能就会经近距离管道输送到居民房内。臭氧水据说能美容、洗菜,但不能喝,而且其味道难闻。如果浓度降低,杀菌能力又要减弱。此外臭氧消毒还要防止泄漏。
----所以,紫外杀菌在水消毒有无可比拟的优势:紫外线强度可测、可监控,可做到在线控制,及时了解消毒效果,而且不会带有任何副作用,在水消毒领域有不可估量的前景。
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