深紫外LED在空气、水中有效照射距离是多远?杀菌范围多大?

发表时间:2024-08-19 10:32

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深紫外UVC-LED的有效照射距离是多远?

有效照射距离主要取决于 “有效”的定义标准,以及所使用的光源性能。由于每种细菌或病毒都有对应的致死剂量(参见《常用紫外线杀菌照射剂量对照表》),所以某个距离下是否有效取决于该距离的紫外辐照强度是否到到此致死剂量。那也就是说:

(1)如果定义的杀菌率标准低,需要的致死剂量小,那么相应的有效距离会变长;

(2)如灯珠光功率高,那么同样距离处辐照强度提高了,那么等效有效照射距离可以更远;

(3)同样地,如果杀菌时间延长,那么累计照射剂量更高,也可以杀死更远地方的细菌病毒。

深紫外UVC-LED在水中的传播距离有多远?

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纯水及自来水对波长250~800 nm之间的光线均表现出了好的透射特性。5 mm厚度透过率均在80%以上。波长短于250 nm后,两者光吸收率均快速增加。特别是自来水对<250 nm光吸收更加强烈。2.4cm衰减至70%;8.5cm衰减至30%;16.3cm衰减至10%。

在有效距离话题基础上进一步延伸,就是UVC紫外线在水中的穿透距离有多远?一切还是回到键能这个概念,水分子中,H-O键的键能是485kJ/mol,对应4.98eV,也就是大约249nm。所以在测试纯水的透射光谱时,测出吸收边开始下降也是在249nm左右。基于这个数据,可以说正常的饮用水杂质比较少的自来水,对275 nmUVC-LED的吸收并不强,基于UVC杀菌原理的紫外杀菌装置是可以杀到很远的距离的。

最重要考虑的是,应该是光在传播过程中的快速发散,导致远端强度急剧下降。半球小角度封装其实在UVA行业是很普遍的,这同样适用于UVC封装,小角度出光可以让UVC传播的更远,非常适合类似水杯、长水箱、过流式水杀菌装置这样的厂家。

高的环境湿度,对UVC也没有造成明显的吸收,这意味着即便桑拿房里面,也可以利用UVC紫外线实时杀菌。

深紫外UVC-LED的有效杀菌范围?

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谈到有效杀菌范围,也要基于剂量这个概念。不幸的是,对于一颗点发光光源,平面的被照射面强度分布是与高斯分布近似的山峰形状,中心处和边缘处可以有数倍的强度差异。如果客户是严谨的在问这个问题,我们应该进行更为准确的光学仿真,计算平面上各处的强度分布。仿真可能不足够精确,但它为我们的方案设计提供了定性的参考。辐照面均不均匀,仿真工具可以算的比较清楚。

在定义灯珠发光角时,是用峰值强度的一半的夹角。建议我们在方案设计时也将平面上峰值强度一半的位置定义为有效范围,同时剂量的计算也按照半高的位置进行计算。

因为LED光型是类球面的原因,距离近的地方和远的地方,强度分布均匀性是有很大的差异。在20cm处,有效照射范围占整个被照射面的比例更大了。

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