干货分享| 紫外光源灯管有哪些

紫外线的分类及其杀菌原理

紫外线（Ultraviolet，简称UV）按波长可分为三类：UVA、UVB、UVC。UVA可分为UVA-1和UVA-2，UVA-1会使皮肤松弛，黑色素沉淀；UVA-2和UVB则会灼伤皮肤；UVC可以达到杀菌消毒的效果。

UV-C具有杀菌效果源于其对微生物的核酸产生光化学危害的结果。微生物的核酸分为两种：RNA和DNA，共同点都是根据碱基配对原则连接起来的核苷酸链，可以吸收高能量的短波紫外线（≥3600~65000 uW/cm2），从而使相邻的核苷酸之间产生新键-双分子或二聚物。二聚物的存在阻止了微生物DNA的复制及蛋白质的合成，从而使细胞死亡。死亡率与紫外线的剂量和微生物的抵抗能力有关，大多数的微生物只需较少的紫外线照射就会死亡。紫外线剂量= 紫外线强度*停留时间*水的透光率

紫外光源灯管分类

紫外光源的灯管有汞灯、金属卤素灯、无极灯、发光二极管、准分子紫外灯以及UV-等离子体。其中只有能发射出uvc波段紫外线的灯管才具有杀菌效果，uvc波长范围是200-280nm。

紫外光源灯管可以分成三大类，一有极灯；二无极灯；三LED灯。

有极灯

有极灯是两端有电极材料的UV灯管的统称，由石英玻璃管，电极材料，金属支架及灯头组成。有极灯发光原理是：在灯管两端正负电极在通电的情况下，电弧激发灯管内的金属元素，金属汽化产生UV光的过程。有极灯包括汞灯和金属卤素灯。

①汞灯

汞灯是石英玻璃内填充汞及惰性气体的灯管，工作原理是通电加热灯丝时，温度升高，液体汞蒸发气化，石英管内基态汞原子受到激发跃迁到激发态，再由激发态回到基态时便释放出光子即发射紫外光。以惰性气体在紫外线灯管内的压力大小可以分为低压汞灯，中压汞灯和高压汞灯。

低压汞灯即灯内所充惰性气体压强低于大气压约为 0.013MPa,单支灯管功率最大为320W，灯管内的汞蒸汽会被激活而发射出 253.7nm 和 185nm 的紫外线，253.7nm 的紫外线照射到相邻的汞原离子上，会产生共振吸收效应而使被照射的汞原子进一步释放出紫外线。185 nm 的紫外线可用于氧化过程处理，例如可减少有害物质、异味和油脂，同时185nm的紫外线可分解氧气进而产生中间产物-臭氧。

中压汞灯即灯管内部所充惰性气体压强等同于大气压，0.2Mpa-0.4Mpa，是低压的 100 倍，可以发射出波长范围更广的多波长紫外线，波长范围在200nm-400nm 之间，更有效破坏微生物有机体或防止有机体的复制，使之破坏，达到消毒的目的，单支灯管的功率在 400W~10KW。 

高压汞灯则输出为连续光谱，具有较高的UV输出，一般用于UV固化。

②金属卤素灯

是一系列金属掺合有极灯的总称，石英管材内充入了含有汞、氩、镓的碘化物、铁的碘化物以及一些稀有金属卤化物。金属卤素灯的光谱能量与某些质材的吸收光谱十分吻合，能起十分快速的硬化反应，能广泛地应用于菲林、丝网、PCB、重氮薄膜及板曝光；此外，金属卤素灯还能应用于不同的印刷和表面涂层工业。

二无极灯

无极灯区别于有极灯的最大差异是它没有两端的电极材料。整个灯管是由高纯度石英玻璃填充稀有金属和惰性气体组成，由于灯管激发的直接能量来源为微波，故也称之为微波灯。

工作原理：无极灯由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成。它是通过高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体。等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。

①UV准分子放电灯，又称紫外线准分子灯，是利用在紫外线灯管外的高压、高频对灯管内的稀有气体进行轰击发出单一的172nm紫外线，光子能量达696KJ/mol，高于绝大多数有机分子键能。

②UV-等离子体

紫外线中能量较强、波长在200纳米至350纳米的光线被称为深紫外线，可用于医院和工厂的空气、水和器具的杀菌。目前常用的低压水银灯就是利用这一原理进行杀菌的。但水银对人体和环境具有危害。等离子体是一种以自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。立命馆大学特聘教授青柳克信率领的研究小组，在封闭空间中通过电极控制等离子体的量态，成功使其发出深紫外线。目前开发出的光源直径约为15厘米，将光源串并可满足大规模杀菌需求。

三 UV LED

UV LED是紫外线输出发光二极管的英文简称，它最大的优势是长寿命和节能。但区别于有极灯和无极灯的是，UV LED均为单波段输出，目前市场上用于UV固化的主要波长有365nm，385nm, 395nm, 

工作原理：LED 即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。