紫外線分為幾個范圍(圖1)。UV-A或黑光范圍從315~400nm，用于諸如光穩(wěn)定性測試、固化(curing)、光療、防蟲器和曬黑床的應用，長時間暴露于UV-A會導致皮膚曬黑和過早老化。

 

波長范圍在280~315nm的UV-B是危險的。因為長時間暴露在UV-B下，與皮膚癌、皮膚老化和白內障的發(fā)生有關，商業(yè)應用包括醫(yī)學中的養(yǎng)護和光療。

 

200~280nm范圍內的波長則為UV-C。該紫外線波段與皮膚癌無關，因為光子不會很深地滲透到皮膚中，但是根據(jù)IUVA的研究，暴露在UV-C中會導致如嚴重的燒傷一般的皮膚不適，并損害眼睛的視網(wǎng)膜。UV-C光子還可以與微生物中的RNA和DNA分子相互作用，從而有效地破壞它們。可發(fā)出UV-C的汞蒸氣燈(Mercury vapor lamps)已經(jīng)用于消毒數(shù)十年了，但是，與其他形式的照明一樣，已經(jīng)過渡到使用LED光源的產(chǎn)品。

 

健康專家認為，COVID-19的主要傳播方式是透過接觸空氣中或物體表面上的呼吸道飛沫。當前可用、基于LED的殺菌消毒產(chǎn)品主要用于表面消毒，隨著這些設備市場的擴大，最有可能會推出更先進的空氣消毒系統(tǒng)。可用產(chǎn)品具有適用于其他類型LED照明的優(yōu)勢：外形小巧，易于與在場傳感器(occupancy sensor)等其他設備整合，以及低功耗要求。但是這些產(chǎn)品往往更昂貴，且在實際時間內可以處理的表面積范圍將有更多限制。

 

轉向使用LED的最初關注點是，與現(xiàn)有的汞蒸氣燈相比LED壽命明顯縮短。但是，這種擔憂是基于對諸如密封凈化系統(tǒng)之類傳統(tǒng)應用中的連續(xù)操作的評估，并未考慮到可以(有時必須)間歇使用殺菌產(chǎn)品。與所有LED一樣，UV-C LED幾乎可以無限循環(huán)，而不會對光輸出產(chǎn)生不利影響；另外，汞蒸氣燈需要幾分鐘的預熱時間才能達到最大光輸出，LED產(chǎn)品幾乎可以瞬間達到滿輸出水平。此外，與汞蒸氣燈不同，基于LED的產(chǎn)品僅能提供最佳結果所需的波長，而不會以無效波長的形式浪費能量。

 

一般而言，殺菌照明產(chǎn)品的另一個問題是產(chǎn)品安全性和性能要求驗證。根據(jù)Intertek電氣業(yè)務領域商業(yè)基礎設施全球總監(jiān)Carl Bloomfield稱，他們的產(chǎn)品評估集中在亮度參數(shù)、殺菌聲明驗證，安全合規(guī)性，以及適用的EMC上。標準開發(fā)機構已經(jīng)開始著手測試標準的工作，但是標準尚不存在，因此Intertek依靠其產(chǎn)業(yè)和技術專長來設計針對特定產(chǎn)品及其預期應用的評估協(xié)議。安全合規(guī)性可能特別復雜，因為取決于產(chǎn)品及其預期用途，它包括火災、觸電、機械風險、光學危害、紫外線輸出和臭氧排放。

 

除了使用紫外線進行消毒的產(chǎn)品以外，還有一種相對較新的產(chǎn)品系列問世，稱為「可見光消毒(VLD)」。 這些產(chǎn)品使用的LED發(fā)出的靛藍(藍紫色)波長，人體長時間暴露其下是安全的，從而能夠持續(xù)消除對這些波長敏感的細菌。

 

VLD產(chǎn)品通常作為永久照明實現(xiàn)的一部分安裝在一個空間中，有時與用于一般照明的白光源結合使用。值得注意的是，VLD消毒并非對所有細菌都有效，且對病毒完全無效。

 

根據(jù)Research and Markets的研究，紫外線消毒設備的市場在未來5年預計將以超過12%的年復合成長率成長。基于LED的產(chǎn)品由于使用壽命長和能效高，預計將扮演推動市場成長的重要角色。

 

(原文發(fā)表于ASPENCORE旗下EDN美國版，參考鏈接：Using LEDs for germicidal disinfection，by Yoelit Hiebert，EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

（轉載來自EDN電子技術設計，作者：Yoelit Hiebert）