Бактерицидная лампа - Germicidal lamp

Бактерицидная лампа мощностью 9 Вт в современном компактная люминесцентная лампа фактор формы
Свечение бактерицидной лампы, возбуждаемое высоковольтным датчиком.
Крупный план электродов и предупреждение о безопасности

А бактерицидная лампа является электрический свет что производит ультрафиолетовый C (UVC) свет.[1] Этот коротковолновый ультрафиолетовый свет мешает ДНК базовая пара, вызывая образование димеры пиримидина, и приводит к инактивации бактерий, вирусов и простейших. Его также можно использовать для производства озон для обеззараживания воды.

Доступны четыре распространенных типа:

  • Ртутные лампы низкого давления
  • Ртутные лампы высокого давления
  • Эксимерные лампы
  • Светодиоды

Ртутные лампы низкого давления

Ртутные лампы низкого давления очень похожи на флюоресцентная лампа, с длина волны 253,7 нм (1182,5 ТГц).

Наиболее распространенная форма бактерицидной лампы похожа на обычную люминесцентную лампу, но в трубке нет люминесцентной лампы. люминофор. Кроме того, вместо того, чтобы быть обычным боросиликатное стекло, трубка сделана из плавленый кварц или же выкор 7913[2] стекло. Эти два изменения объединены, чтобы позволить ультрафиолетовому свету 253,7 нм, производимому Меркурий дуга выходит из лампы в неизменном виде (в то время как в обычных люминесцентных лампах это вызывает флуоресценция, производя видимый свет ). Бактерицидные лампы по-прежнему излучают небольшое количество видимого света из-за других диапазонов излучения ртути.

Старый дизайн выглядит как лампа накаливания но с конвертом, содержащим несколько капель ртути. В этой конструкции нить накаливания нагревает ртуть, образуя пар, который в конечном итоге позволяет зажигать дугу, короткое замыкание лампа накаливания.

Как и все газоразрядные лампы, ртутные лампы низкого и высокого давления выставляют отрицательное сопротивление и требуют использования внешнего балласт для регулирования тока. Старые лампы, похожие на лампу накаливания, часто работали последовательно с обычной лампой накаливания мощностью 40 Вт; лампа накаливания действовала как балласт для бактерицидной лампы.

Ртутные лампы высокого давления

Лампы высокого давления намного больше похожи на HID лампы чем люминесцентные лампы.

Эти лампы излучают широкополосное ультрафиолетовое излучение, а не одну линию. Они широко используются при очистке промышленных вод, поскольку являются очень интенсивными источниками излучения. Лампы высокого давления излучают очень яркий голубовато-белый свет.

Эксимерные лампы

Эксимерные лампы испускать узкополосный UVC и вакуум-ультрафиолет излучение на различных длинах волн в зависимости от среды. Они не содержат ртути, выходят на полную мощность быстрее, чем ртутные лампы, и выделяют меньше тепла. Эмиссия эксимеров при 207 и 222 нм кажется более безопасной, чем традиционное бактерицидное излучение 254 нм, из-за значительно меньшего проникновения этих длин волн в кожу человека.

Светодиоды (LED)

UVC ВЕЛ лампа с радиатор и источник питания

Последние события в светодиод (LED) технологии привели к коммерческой доступности светодиодных источников UVC.

В светодиодах UVC используются полупроводниковые материалы для получения света в твердотельном устройстве. Длину излучения можно настраивать, регулируя химический состав полупроводникового материала, обеспечивая селективность профиля излучения светодиода в пределах и за пределами бактерицидного диапазона длин волн. Достижения в понимании и синтезе системы материалов AlGaN привели к значительному увеличению выходной мощности, срока службы устройства и эффективности светодиодов UVC в начале 2010-х годов.

Уменьшенный размер светодиодов открывает возможности для небольших реакторных систем, позволяя использовать их в местах использования и интегрировать в медицинские устройства.[3] Низкое энергопотребление полупроводников представляет собой системы УФ-дезинфекции, в которых используются небольшие солнечные элементы в удаленных приложениях или приложениях третьего мира.[3]

К 2019 году на светодиоды приходилось 41,4% продаж УФ-света по сравнению с 19,2% в 2014 году.[4] Ожидается, что мировой рынок светодиодов UV-C вырастет с 223 млн долларов в 2017 году до 991 млн долларов в 2023 году.[5]

Использует

Дальнейшая информация: Ультрафиолетовое бактерицидное облучение

Бактерицидные лампы используются для стерилизации рабочих мест и инструментов, используемых в биологических лабораториях и медицинских учреждениях. Если кварцевая оболочка пропускает более короткие волны, такие как линия излучения ртути 185 нм, их также можно использовать везде. озон желательно, например, в системах дезинфекции джакузи и аквариумы. Они также используются геологи вызвать флюоресценцию в минеральная образцы, помогающие в их идентификации. В этом приложении свет, излучаемый лампой, обычно фильтрованный чтобы удалить как можно больше видимого света, оставив только ультрафиолетовый свет. Бактерицидные лампы также используются при очистке сточных вод для уничтожения микроорганизмов.

An EPROM. Небольшое кварцевое окошко пропускает УФ-свет во время стирания.

Свет бактерицидных ламп также используется для стирания EPROM; ультрафиолетовые фотоны обладают достаточной энергией, чтобы позволить электронам удерживаться на транзисторы ' плавающие ворота туннелировать через изоляцию затвора, в конечном итоге удаляя накопленный заряд, который представляет собой двоичные единицы и нули.

Производство озона

В большинстве случаев производство озона будет вредным побочным эффектом работы лампы. Чтобы предотвратить это, большинство бактерицидных ламп обрабатывают так, чтобы они поглощали линию излучения ртути 185 нм (это самая длинная длина волны ртутного света, ионизирующего кислород).

В некоторых случаях (например, при очистке воды) производство озона в том-то и дело. Для этого требуются специальные лампы, не имеющие поверхностной обработки.

Соображения безопасности

Коротковолновый ультрафиолетовый свет вреден для человека. Помимо причинения солнечный ожог и (со временем) рак кожи, этот свет может вызвать чрезвычайно болезненное воспаление роговица глаза, что может привести к временному или постоянному нарушение зрения.[1] По этой причине свет, излучаемый бактерицидной лампой, должен быть тщательно защищен от прямого просмотра с учетом отражений и рассеянного света. Анализ рисков УФ-ламп за февраль 2017 г. [6] пришли к выводу, что ультрафиолетовое излучение этих ламп может вызвать проблемы с кожей и глазами.

Рекомендации

  1. ^ а б «Ультрафиолетовое бактерицидное облучение» (PDF). Ливерпульский университет. п. 3. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-08-06.
  2. ^ "Corning Vycor® 7913 Стекло, пропускающее УФ-лучи". www.matweb.com. Corning. Получено 3 декабря 2019.
  3. ^ а б Гесслинг, Мартин; Гросс, Андрей; Хенес, Катарина; Рат, Моника; Штангл, Феликс; Тритшлер, Ханна; Сифт, Майкл (27.01.2016). «Эффективное обеззараживание водопроводной и поверхностной воды с помощью одного высокомощного светодиода 285 нм и квадратной кварцевой трубки». Фотоника. 3 (1): 7. Дои:10.3390 / photonics3010007.
  4. ^ "Сеул Виосис | Технологии | УФ-светодиоды". www.seoulviosys.com. Получено 2020-04-09.
  5. ^ «Применение антибактериальных светодиодов UV-C, обеспечивающих стабильный рост рынка УФ-светодиодов». www.semiconductor-today.com. Получено 2020-04-09.
  6. ^ "Окончательное мнение". 2016-11-25.

внешняя ссылка