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紫外線消毒殺菌器的殺菌燈基本常識(shí)
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點(diǎn)擊次數(shù):2065 更新時(shí)間:2013-03-24 |
殺菌燈實(shí)際上是屬于一種低壓汞燈。低壓汞燈是利用較低汞蒸汽壓(<10-2Pa)被激化而發(fā)出紫外光,其發(fā)光譜線主要有兩條:一條是253.7nm波長(zhǎng);另一條是185nm波長(zhǎng),這兩條都是肉眼看不見的紫外線。 用來(lái)照明用的日光燈、節(jié)能燈也屬于低壓汞燈,依靠低壓汞蒸汽被激發(fā)后發(fā)射紫外線,其中254nm波長(zhǎng)的紫外線照射到熒光粉上再發(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。 殺菌燈不需要轉(zhuǎn)化為可見光,253.7nm的波長(zhǎng)就能起到很好的殺菌作用,這是因?yàn)榧?xì)胞對(duì)光波的吸收譜線有一個(gè)規(guī)律,在250~270nm的紫外線有zui大的吸收,被吸收的紫外線實(shí)際上作用于細(xì)胞遺傳物質(zhì)即DNA,它起到一種光化作用,紫外光子的能量被DNA中的堿基對(duì)吸收,引起遺傳物質(zhì)發(fā)生變異,使細(xì)菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代,達(dá)到殺菌的目的。 -日光燈和節(jié)能燈使用普通玻璃做成的,253.7nm紫外線透不出來(lái),不能用做殺菌用的燈,石英玻璃對(duì)紫外線透過(guò)率高,達(dá)90%,是做殺菌燈的*材料,但是石英玻璃的性能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),封接不能用普通的自動(dòng)化程度較高的圓封的辦法,這使得殺菌燈生產(chǎn)制造的技術(shù)含量要高于普通節(jié)能燈。有一種透紫外線的玻璃,即通常所說(shuō)的高硼玻璃,它對(duì)紫外透過(guò)率約是石英玻璃的60%,它的生產(chǎn)工藝與節(jié)能燈一樣,使得它的成本與價(jià)格比石英玻璃生產(chǎn)的殺菌燈相差很遠(yuǎn),幾瓦的燈管只需幾元,但它在性能上遠(yuǎn)比不上石英殺菌燈。表現(xiàn)在如下幾方面: 1、透過(guò)率不同,在同樣規(guī)格經(jīng)同樣鎮(zhèn)流器測(cè)試,石英玻璃殺菌燈紫外線強(qiáng)度是高硼玻璃殺菌燈的1.5倍以上; 2、高硼玻璃燈紫外光強(qiáng)度很容易衰減,它點(diǎn)燈數(shù)百小時(shí)后其紫外光強(qiáng)度就大幅下降,降到初始時(shí)的50%-70%。在用戶手上,雖然看到燈管還是亮的,但它可能已不起作用了。而石英玻璃的光衰減程度要遠(yuǎn)小于高硼燈,如果生產(chǎn)工藝過(guò)關(guān),石英燈的光衰減在經(jīng)點(diǎn)燈2000-3000小時(shí),光衰減到初始時(shí)的80%-70%,以后只要燈不滅,光衰的幅度會(huì)越來(lái)越小。 國(guó)內(nèi)殺菌燈的客戶可能會(huì)了解菲利浦的殺菌燈,菲利浦有一種殺菌燈是用一種接近普通玻璃的玻璃生產(chǎn)的,而非石英玻璃制造的,其透光率接近石英玻璃的透過(guò)率,比中國(guó)的高硼玻璃燈要高得多,可使用自動(dòng)化程度較高的節(jié)能燈生產(chǎn)工藝生產(chǎn),這種燈主要依靠他們煉制這種玻璃的技術(shù)。它的缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生臭氧。 石英殺菌燈的另一個(gè)特點(diǎn)是可發(fā)出臭氧。由于石英玻璃對(duì)短波185nm的紫外線透過(guò)率也高,185nm的紫外線能電離空氣產(chǎn)生臭氧,臭氧濃度高對(duì)人體不利,但在無(wú)人場(chǎng)合時(shí)能使用,臭氧也能殺菌、消毒,恰好可彌補(bǔ)由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點(diǎn)。 有些場(chǎng)合不能有臭氧,也可使用石英殺菌燈,這種石英玻璃在煉制的時(shí)候就加了一種元素--鈦(Ti),使它透過(guò)紫外線在200nm以下發(fā)生截止,而對(duì)254nm紫外線透過(guò)基本無(wú)影響,即通常所說(shuō)的無(wú)臭氧殺菌燈。從以上分析,做殺菌燈用石英玻璃是*選擇。在國(guó)內(nèi),醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域,早已不推薦使用高硼殺菌燈,在美國(guó)、加拿大、日本生產(chǎn)紫外線殺菌燈普遍都采用石英玻璃。 但是,用石英玻璃生產(chǎn)的殺菌燈還不一定能做的好,因?yàn)檫€需要解決二個(gè)大問(wèn)題。 1、成本較高 前面已提及,由于石英玻璃特殊性質(zhì),使得石英殺菌燈的生產(chǎn)不能規(guī)模化,機(jī)械化生產(chǎn),而只能以手工來(lái)生產(chǎn),使得石英殺菌燈的成本較高。國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的紫外線殺菌燈數(shù)十元一只,國(guó)外進(jìn)口中國(guó)的要上百元甚至幾百元。價(jià)格高,阻礙它的進(jìn)一步推廣運(yùn)用。 2、光衰較大 ----石英殺菌燈還可能出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題--壽命不長(zhǎng)。壽命不長(zhǎng)有兩個(gè)概念:一個(gè)是點(diǎn)燈壽命不長(zhǎng),就是點(diǎn)不了多長(zhǎng)時(shí)間,燈熄了,這主要是電極處理不好。在石英加工過(guò)程中,需用高溫,如果處理不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致陰極受損,點(diǎn)一段時(shí)間燈滅了;第二個(gè)概念是指有效壽命,即使燈不熄,但它的紫外光強(qiáng)度衰減快,達(dá)到30%,按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0160-94規(guī)定,就算燈已壽終。YY/T0160-94規(guī)定石英殺菌燈的有效壽命必須大于1000小時(shí),而美國(guó)、日本燈過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)殺菌燈需大于9000小時(shí)。顯然說(shuō)明我國(guó)的紫外線殺菌燈的質(zhì)量水平比國(guó)外的要低得多。 根據(jù)這一現(xiàn)狀,于2000年初開始組織力量研究高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命的紫外線低壓汞燈(通俗稱法叫殺菌燈)經(jīng)過(guò)一年多的努力,我們攻克了這一課題,并在以下二方面我們確定了優(yōu)勢(shì)。 一、成本 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)石英殺菌燈的廠家都以手工為主,尤其是主要工序--封接采用手工,使得產(chǎn)品成本普遍較高,產(chǎn)品的一致性差,可靠性難以保證。容易出現(xiàn)的問(wèn)題是慢性漏氣,慢性漏氣的主要原因就是石英與電極封接不好。華星采用自動(dòng)封接方法,生產(chǎn)效率和成品率大大提高,漏氣現(xiàn)象<0.5%,可靠性大大提高,而且單位成本*顯著降低,價(jià)格具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 二、有效壽命一般廠家生產(chǎn)的石英殺菌燈其點(diǎn)燈點(diǎn)數(shù)小時(shí)都無(wú)問(wèn)題,但是很多時(shí)候燈管未熄就不能用了,比如說(shuō)醫(yī)院用的30瓦石英消毒燈,初始一般有100μW/cm2(1.0米處)用過(guò)一段時(shí)間后(約1500小時(shí)),再用紫外探頭測(cè)(在1.0米處)低于70μW/cm2,此時(shí)燈管則要換新,以免消毒效果不好。 造成紫外線強(qiáng)度光衰減的原因從機(jī)理上分析很復(fù)雜,對(duì)于熒光燈(如節(jié)能燈)的光衰,理論上已有較為成熟的認(rèn)識(shí),如1999年復(fù)旦大學(xué)和合作研究了"緊湊型節(jié)能燈光衰機(jī)理分析"獲教育部頒發(fā)的一等獎(jiǎng)。但是石英紫外燈的光衰與熒光燈光衰從機(jī)理上分析不*相同,因?yàn)槭⒉Ac熒光燈的加工過(guò)程不同,石英玻璃要用到高溫夾封;第二,石英玻璃本身與普通玻璃在其原料、生產(chǎn)過(guò)程就不同,其性質(zhì)相差更大,它對(duì)于紫外光衰有一定影響。 對(duì)于"石英紫外燈光衰機(jī)理"的研究,華星光電有限公司技術(shù)發(fā)展中心正在進(jìn)一步深入,但是對(duì)于如何減輕紫外光衰已有十分有效、可靠的辦法。 這種辦法是經(jīng)過(guò)特殊的處理,使得紫外光強(qiáng)度衰減降低在整個(gè)壽命期間只有20%左右。比如30瓦燈初始時(shí)紫外光強(qiáng)為100μW/cm2(1.0米處),即使點(diǎn)到6000小時(shí)以上,其紫外光強(qiáng)還有80-90 μW/cm2,7000小時(shí)254nm紫外線強(qiáng)度還大于70μW/cm2,這種技術(shù)在菲利浦也有類似的應(yīng)用。使得長(zhǎng)壽命的紫外線殺菌燈成為可能。 紫外線殺菌燈一般用來(lái)對(duì)空氣、物體表面、水來(lái)進(jìn)行消毒滅菌。254nm波長(zhǎng)能對(duì)細(xì)菌和病毒能有效的殺滅,前人早已進(jìn)行過(guò)大量的研究,是不用懷疑的事實(shí)。紫外線殺菌的特點(diǎn)是廣譜性,有些高溫都難以消滅的病毒,用紫外線能很快的消滅,這是由于紫外線的殺菌機(jī)理與其它方法不同。 紫外線對(duì)細(xì)菌和病毒的殺滅與紫外線照射劑量有關(guān),照射劑量=照射時(shí)間(S)×照射強(qiáng)度(μW/cm2),照射劑量理論上一般設(shè)計(jì)要求大于30000μW/cm2 如果紫外線強(qiáng)度低,只要時(shí)間長(zhǎng),可與強(qiáng)度稍高時(shí)達(dá)到同樣的效果,如果在時(shí)間不允許久的情況下,需選擇高強(qiáng)度大功率的紫外線燈。一般情況各種細(xì)菌和病毒所需殺滅的照射劑量不同,在被殺滅點(diǎn)測(cè)出照射強(qiáng)度就可計(jì)算出照射時(shí)間,對(duì)被消毒的對(duì)象不了解的情況下,一般需延長(zhǎng)照射時(shí)間來(lái)確保殺菌效率。 由于紫外線會(huì)殺死細(xì)胞,因此紫外線消毒時(shí)要注意不能直接照射到人的皮膚,尤其是人的眼睛,紫外線殺菌燈點(diǎn)亮?xí)r不要直視燈管,由于短波紫外線不透過(guò)普通玻璃,戴眼鏡可避免眼睛受傷害。如果不小心眼受傷,一般情況也無(wú)關(guān)大礙,就象被太陽(yáng)光灼傷一樣,嚴(yán)重的可滴眼藥水或人乳,幫助復(fù)原。在有人的場(chǎng)合,不要使用有臭氧燈管,臭氧濃度高時(shí)對(duì)人不利。 紫外線消毒殺菌用途很廣,醫(yī)院、學(xué)校、托兒所、電影院、公交車、辦公室、家庭等,它能凈化空氣,消除霉味,次外還能產(chǎn)生一定量的負(fù)氧離子,經(jīng)紫外線消毒的房間,空氣特別清新。在公共場(chǎng)合,經(jīng)紫外線消毒,可避免一些病菌經(jīng)空氣傳播或經(jīng)物體表面?zhèn)鞑ァ?長(zhǎng)壽命的紫外線殺菌燈在水消毒、環(huán)保工程方面的應(yīng)用意義重大,水消毒設(shè)備如純水系統(tǒng),一般在24小時(shí)都運(yùn)轉(zhuǎn),紫外線殺菌燈的壽命和可靠性都要求高,如果燈管壽命短,更換燈管成本高,而且很不方便。 紫外線殺菌燈在水消毒方面的應(yīng)用,八十年代開始在西方國(guó)家流行,九十年代開始在中國(guó)推行,它比傳統(tǒng)的氯氣消毒有*的*性。氯氣消毒:會(huì)在水中形成一種氯的化合物,這是一種致癌物,而且氯氣濃度高時(shí)也會(huì)有一種味道,如果喝生水,會(huì)明顯地聞到這股怪味。現(xiàn)在水消毒還有一種方法:臭氧,臭氧也能殺菌,但其濃度高時(shí),臭氧分解的時(shí)間就要延長(zhǎng),很可能就會(huì)經(jīng)近距離管道輸送到居民房?jī)?nèi)。臭氧水據(jù)說(shuō)能美容、洗菜,但不能喝,而且其味道難聞。如果濃度降低,殺菌能力又要減弱。此外臭氧消毒還要防止泄漏。 所以,紫外殺菌在水消毒有*的優(yōu)勢(shì):紫外線強(qiáng)度可測(cè)、可監(jiān)控,可做到在線控制,及時(shí)了解消毒效果,而且不會(huì)帶有任何副作用,在水消毒領(lǐng)域有不可估量的前景。
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