8つの質問でUVLEDを理解します

发布时间：2021-12-14 16:39 来源：萤光创新

深紫外LEDは体積が小さく、起動速度が速く、消費電力が低いなどの多くの利点により、深紫外殺菌消毒市場で新しい応用シーンを開拓し、UV水銀ランプに対する傾向性の代替を形成し、空気殺菌のエアコン、空浄から;水殺菌のタンク抗菌、直飲水、加湿器から表面殺菌までのスマート便器、歯ブラシ消毒などのシーンで、深紫外UVC-LEDは巨大な応用価値と潜在力を示し始め、今日、UVC LEDについてお話しします。

1.UVとは

まず、UVの概念を復習してみましょう。UV、すなわちUltraviolet、すなわち紫外線は、波長が10 nmから400 nmの電磁波であり、異なる帯域のUVはUVA、UVB、UVCに分けられる。

UVA:波長が長く、波長が315-400 nmで、雲、ガラスを貫通して室内と車内に入ることができ、皮膚の真皮層まで貫通することができ、日焼けをもたらす。
UVB:波長が中央にあり、波長が280-315 nmで、オゾン層に吸収され、日焼けや皮膚の赤、腫れ、熱、痛みを引き起こし、深刻な者は水泡や脱皮を起こす。
UVC：波長は100-285 nmであるが、200 nm以下の波長は真空紫外線であるため、空気に吸収されるので、UVCが大気層を通り抜ける波長は200-280 nmであり、その波長が短いほど危険であるが、オゾン層によって遮断されるため、地球表面に到達するのはわずかである。

2.UV殺菌のメカニズム

UVは微生物のDNA(デオキシリボ核酸)やRNA(リボ核酸)の分子構造を破壊し、細菌を死亡させたり繁殖させたりして殺菌の目的を達成することができる。

3.UV殺菌帯域

国際紫外線協会によると、「水と空気の消毒にとって非常に重要な紫外線スペクトル(「殺菌」領域)はDNA(一部のウイルスではRNA)に吸収される範囲である。この殺菌帯域は約200~300 nmである」という。

殺菌波長は280 nm以上まで延びることが知られており、現在では300 nmまで延びると考えられているが、これはより多くの研究に伴って変化する可能性もある。科学者は,280 nmと300 nmの波長の紫外光も殺菌に利用できることを実証した。

4.殺菌に最適な波長

低圧水銀ランプのピーク波長(ランプの物理学のみで決まる)は253.7 nmであるため、254 nmが殺菌に最適な波長と誤読されている。実質的には、上記のように一定範囲の波長が殺菌作用を有している。しかし、265 nmの波長が最適であり、そのためにDNA吸収曲線のピークであると考えられている。従って、UVCは殺菌に最適な帯域である。

5.歴史はなぜUVC LEDを選んだのか

歴史的に見ると、水銀ランプはUV殺菌の唯一の選択だった。しかし、「水銀に関する水俣条約」は2017年8月16日からわが国に対して正式に発効した。公約は2021年1月1日から、水銀含有製品の生産と輸出入を禁止することを要求し、水銀ランプもここに記載されている。だから、UVC LEDは今の唯一の頼りになる代替案です。

UVC LED素子の小型化の特徴は応用シーンにより多くの想像空間をもたらし,多くは従来の水銀ランプでは実現できないものである。また、UVC LEDは、起動が速く、スイッチング回数が多く、バッテリーで電力を供給できるなど多くの利点があります。

6.UVC LED応用シーン
さまざまなアプリケーションシーンによって、将来的にはUVC LEDの姿が見られるかもしれません。

表面殺菌:医療器具、母子用品、スマート便器、冷蔵庫、食器戸棚、ラップボックス、スマートゴミ箱、保温カップ、エスカレーターの手すり、自動券売機のボタンなどの高周波公共接触表面など;

静止水殺菌:飲水機タンク、加湿器、製氷機;

流動水殺菌:流動水殺菌モジュール、直飲水機;

空気殺菌:空気清浄機、エアコン。

7.UVC LEDの選択方法

光パワー、ピーク波長、寿命、出光角などのパラメータから選択できます。

7.1光パワー：現在市場で選択可能なUVC LED光パワーランクは2 mW、10 mWから100 mWまでさまざまである。異なるアプリケーションは電力に対する需要が異なる。一般に、光パワーは、照射距離、動的要件、または静的要件と組み合わせてマッチングすることができる。照射距離が大きいほど,動的需要ほど必要な光パワーが大きくなる。

7.2ピーク波長:上記のように265 nmは殺菌に最適な波長であるが、各メーカーのピーク波長平均値の差が大きくないことを考慮すると、実際の光パワーこそ殺菌効率を測定する最も重要な指標である。

UVC−LDDピーク波長を選択する際には、1殺菌に最も適した波長は265 nmであり、低圧UV水銀ランプの特徴波長254 nmではない。波長260~285 nmのUVC紫外線はいずれも良好な殺菌効果を有する。②UVC-LEDについては、殺菌効果はピーク波長と光パワーの大きさにも依存するが、各メーカーのピーク波長平均値の差が大きくないことを考慮すると、実際には光パワーが殺菌効率を測定する最も重要な指標である。

7.3寿命：具体的な応用の使用時間によって寿命に対する需要を考慮して、最も一致するUVC LEDを探し当てて、適当なのが最も良いです。

【図1】低圧UV水銀ランプと典型的なuvc-ledのスペクトル比較(左);波長別紫外線の殺菌効果(右)

7.4出光角:平面レンズパッケージを用いたビーズ出光角は通常120〜140°であり、円球レンズパッケージを用いた出光角は60〜140°で調整可能である。実際には、どんなに大きな発光角のUVC LEDを選択しても、必要な殺菌空間まで十分なLEDを設計することによって完全にカバーすることができる。殺菌範囲に敏感でない場合、小さな出光角は光線をより集中させ、殺菌時間をより短くすることができる。

8.UVC LEDが直面する技術的課題

前述のように、UVC LEDはすべてが素晴らしいようで、「いい香り」です!しかし、すべての発展中の物事のように、成長の悩みに直面しています。エピタキシャルからチップ、パッケージまで、UVC LEDは挑戦に直面していない。

もちろん、すべての発展中のもののように、未来の技術の発展に伴い、UVC LEDが普通の庶民の家に飛び込むのも時間の問題にすぎない。

青島蛍光革新科学技術有限会社は、専門の博士後チームを持ち、紫外殺菌応用の研究に専念し、長年にわたって紫外業界を深く耕し、会社は多くの国の発明と実用新案特許を獲得した。現在、複数の殺菌モジュール類製品が市場に投入されている。詳細は、Webサイトwww.qdyingguang.を参照してください。comは会社に連絡して微信の公衆番号を請求したり注目したりします。