9個(gè)問題帶你理解UVC LED

時(shí)間：2020-04-15作者：深圳市科電電子有限公司瀏覽：484

1. 何為UVC ?

首先，我們復(fù)習(xí)一下UV的概念。UV，即Ultraviolet，也就是紫外線，為波長在10nm至400nm之間的電磁波。不同波段的UV又可劃分為UVA、UVB、UVC。

UVA：波長較長，波長介于320-400nm，可穿透云層、玻璃進(jìn)入室內(nèi)及車內(nèi)，可穿透至皮膚真皮層，會(huì)造成曬黑。UVA可再細(xì)分為UVA-2（320-340nm）與UVA-1（340-400nm）。

UVB：波長居中，波長介于280-320nm，會(huì)被臭氧層所吸收，會(huì)引起曬傷及皮膚紅、腫、熱及痛，嚴(yán)重者還會(huì)起水泡或脫皮。

UVC：波長介于100-280nm，但由于200納米以下的波長為真空紫外線，故可被空氣吸收，因此UVC可穿越大氣層的波長介于200-280nm，其波長越短、越危險(xiǎn)，但又由于可被臭氧層所阻隔，只有少量會(huì)到達(dá)地球表面。

2. UV殺菌的機(jī)理？

UV能夠破壞微生物的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA(核糖核酸)分子結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌死亡或不能繁殖，從而達(dá)到殺菌的目的。

3. UV殺菌波段？

根據(jù)**紫外線協(xié)會(huì)的說法，“對(duì)于水和空氣消毒非常重要的紫外線光譜（‘殺菌’區(qū)域）是被DNA（某些病毒中為RNA）吸收的范圍。這個(gè)殺菌波段大約是200-300nm”。

已知?dú)⒕ㄩL延伸到280nm以上，現(xiàn)在一般認(rèn)為延伸到300nm，然而這也可能隨著更多的研究而改變。科學(xué)家已經(jīng)證明，波長在280nm和300nm之間的紫外光也可以用于殺菌。

4. 殺菌較適合的波長？

有一種誤讀認(rèn)為254nm是殺菌的較佳波長，因?yàn)榈蛪汗療舻姆逯挡ㄩL（僅由燈的物理學(xué)決定）為253.7nm。而實(shí)質(zhì)上，如上所述，一定范圍的波長都具有殺菌作用。但一般認(rèn)為265nm的波長是較佳的，因?yàn)榇瞬ㄩL為DNA吸收曲線的峰值。所以，UVC是較適合用來殺菌的波段。

5. 歷史為何選擇了UVC LED？

從歷史上看，汞燈曾是UV殺菌的一選擇。但是，《關(guān)于汞的水俁公約》自2017年8月16日起已對(duì)我國正式生效，公約要求，自2021年1月1日起，禁止生產(chǎn)和進(jìn)出口所規(guī)定的含汞產(chǎn)品，而汞燈也在此列。所以，留給汞燈的時(shí)間不多了，而UVC LED是當(dāng)今看來一靠譜的替代方案。

當(dāng)然，這種轉(zhuǎn)變也是大家喜聞樂見的，UVC LED元件的小型化特點(diǎn)給應(yīng)用場(chǎng)景帶來更多想象空間，很多都是傳統(tǒng)汞燈無法實(shí)現(xiàn)的。此外，UVC LED還具有啟動(dòng)快速、允許的開關(guān)次數(shù)更多、可用電池供電等諸多優(yōu)勢(shì)。

6. UVC LED應(yīng)用場(chǎng)景？

根據(jù)LEDinside《2018紫外線LED應(yīng)用市場(chǎng)報(bào)告-固化、醫(yī)療、殺菌》顯示，表面殺菌、靜止水殺菌、流動(dòng)水殺菌將成為未來五年固化市場(chǎng)之外（2018-2022）主要成長動(dòng)能。按照不同的應(yīng)用場(chǎng)景，未來在這些應(yīng)用上我們興許就能見到UVC LED的身影：

表面殺菌：醫(yī)療器具、母嬰用品、智能馬桶、冰箱、餐具櫥柜、保鮮盒、智能垃圾桶、保溫杯、電扶梯扶手及自動(dòng)售票機(jī)按鈕等高頻公共接觸表面等；

靜止水殺菌：飲水機(jī)水箱、加濕器、制冰機(jī)；

流動(dòng)水殺菌：流動(dòng)水殺菌模塊、直飲水機(jī)；

空氣殺菌：空氣凈化器、空調(diào)。

7. 如何選擇UVC LED？

可以從光功率、峰值波長、壽命、出光角等參數(shù)出發(fā)進(jìn)行選擇。

光功率：當(dāng)前市場(chǎng)上可供選擇的UVC LED光功率檔從2mW、10 mW到100 mW不等。不同應(yīng)用對(duì)功率需求不一。一般來說，可以結(jié)合照射距離、動(dòng)態(tài)需求還是靜態(tài)需求來匹配光功率。照射距離越大，越是動(dòng)態(tài)需求，所需光功率越大。

峰值波長：如上所述，265nm是殺菌的較佳波長，但考慮到各廠家峰值波長均值差異不大，實(shí)際上光功率才是衡量殺菌效率的較重要指標(biāo)。

壽命：依據(jù)具體應(yīng)用的使用時(shí)間來考量對(duì)壽命的需求，找到較匹配的UVC LED，適合的才是較好的。

出光角：采用平面透鏡封裝的燈珠出光角通常在120-140°之間，采用圓球透鏡封裝的出光角在60-140°之間可調(diào)。實(shí)際上，無論選用多大出光角的UVC LED，都可以通過設(shè)計(jì)足夠多的LED來完全覆蓋到需要的殺菌空間。在對(duì)殺菌范圍不敏感的場(chǎng)景，小的出光角可以使得光線較加集中，從而殺菌時(shí)間較短。

8. UVC LED面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)？

縱觀上文所述，UVC LED似乎一切都很美好，“真香”！

但是，如一切發(fā)展中的事物那樣，它也面臨著成長的煩惱。從外延到芯片再到封裝，UVC LED無不面臨著挑戰(zhàn)，一山放過一山攔。

技術(shù)上的事情，歡迎拉到末尾報(bào)名2019集邦咨詢**UV LED產(chǎn)業(yè)研討會(huì)，4月17日，跟到場(chǎng)的**以及*們聊一聊。

9. 當(dāng)前UVC LED應(yīng)用的較大挑戰(zhàn)？

就因?yàn)閁VC LED當(dāng)前存在的諸多技術(shù)難題，導(dǎo)致UVC LED的成本居高不下，從芯片到材料，無一不是如此。所以千言萬語匯成一個(gè)字，阻礙UVC LED應(yīng)用的較大挑戰(zhàn)。


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