紫外線殺菌燈的原理
紫外線殺菌燈是通過(guò)紫外線的照射,破壞及改變微生物的DNA(脫氧核糖核酸)結(jié)構(gòu),使細(xì)菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代,達(dá)到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線,因?yàn)镃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*。
紫外線殺菌屬于純物理消毒方法,具有簡(jiǎn)單便捷、廣譜、無(wú)二次污染、便于管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),隨著各種新型設(shè)計(jì)的紫外線燈管的推出,紫外線殺菌的應(yīng)用范圍也不斷在擴(kuò)大。
紫外線殺菌燈的結(jié)構(gòu)
紫外線殺菌燈(UV燈)實(shí)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(lái),只能被燈管內(nèi)壁的熒光粉吸收后激發(fā)出可見(jiàn)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(jiàn)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?yàn)槭⒉A?duì)紫外線各波段都有很高的透過(guò)率,達(dá)80%-90%,是做殺菌燈的*材料。
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(jié)構(gòu),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(zhì)多采用膠木、塑料或陶瓷。
紫外線殺菌燈的燈管因成本關(guān)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(chǎn)工藝與節(jié)能燈一樣,因此成本很低,但它在性能上遠(yuǎn)比不上石英殺菌燈,其殺菌效果有相當(dāng)大的差異。
高硼燈管的紫外光強(qiáng)度很容易衰減,點(diǎn)燈數(shù)百小時(shí)后紫外線強(qiáng)度就大幅下降到初始時(shí)的50%-70%。而石英燈管在點(diǎn)燃2000-3000小時(shí)后,紫外線強(qiáng)度只減到初始時(shí)的80%-70%,光衰程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎn)生臭氧。菲利浦生產(chǎn)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(guò)照射微生物的DNA來(lái)殺滅細(xì)菌,185nm紫外線可將空氣中的O2變成O3(臭氧),臭氧具有強(qiáng)氧化作用,可有效地殺滅細(xì)菌,臭氧的彌散性恰好可彌補(bǔ)由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點(diǎn)。
石英玻璃在煉制的時(shí)候,如果添加足夠數(shù)量的鈦(Ti)元素,就能使透過(guò)它的紫外線在200nm以下發(fā)生截止,而對(duì)254nm紫外線透過(guò)基本無(wú)影響。適當(dāng)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(diǎn),我們可以制作低臭氧(無(wú)臭氧)、臭氧、高臭氧等三種紫外線殺菌燈管。
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