技術知識
uv燈管的基礎知識理論[3要點]
UV燈即紫外線燈,是一種高強度紫外線輻射光源,其光譜和許多感光材料吸收光譜波長相匹配。
紫外線uv燈的波長分類
UVA波段:波長320~400nm,又稱為長波黑斑效應紫外線。它有很強的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線 有超過98[%]能穿透臭氧層和云層到達地球表面,UVA可以直達 肌膚的真皮層,破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維,將我們的皮膚曬黑。360nm波長的UVA紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線,可制作誘蟲燈。300-420nm波長的UVA紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管,僅輻射出以365nm為中心的近紫外光,可用于礦石鑒定、舞臺裝飾、驗鈔等場所。
紫外線uv燈的波長分類
UVA波段:波長320~400nm,又稱為長波黑斑效應紫外線。它有很強的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的長波紫外線 有超過98[%]能穿透臭氧層和云層到達地球表面,UVA可以直達 肌膚的真皮層,破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維,將我們的皮膚曬黑。360nm波長的UVA紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線,可制作誘蟲燈。300-420nm波長的UVA紫外線可透過完全截止可見光的特殊著色玻璃燈管,僅輻射出以365nm為中心的近紫外光,可用于礦石鑒定、舞臺裝飾、驗鈔等場所。
UVB波段:波長275~320nm,又稱為中波紅斑效應紫外線 。中等穿透力,它的波長較短的部分會被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外線大部分被臭氧層所吸收,只有不足2[%]能到達地球表面,在夏天和午后會特別強烈。UVB紫外線對人體具有紅斑作用,能促進體內(nèi)礦物質代謝和維生素D的形成,但長期或過量照射會令皮膚曬黑,并引起紅腫脫皮。紫外線保健燈、植物生長燈發(fā)出的就是使用特殊透紫玻璃(不透過254nm以下的光)和峰值在300nm附近的熒光粉制成。
UVC波段:波長200~275nm,又稱為短波滅菌紫外線。它的穿透能力最弱,無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外線幾乎被臭氧層完全吸收。短波紫外線對人體的傷害很大,短時間照射即可灼傷皮膚,長期或高強度照射還會造成皮膚癌。紫外線殺菌燈發(fā)出的就是UVC短波紫外線。
UVD波段:波長100~200nm,又稱為真空紫外線。
下表為紫外線uv燈的波段圖譜
紫外線uv燈各波段的應用對照表:
下表為紫外線uv燈的波段圖譜
紫外線uv燈各波段的應用對照表:
主要用途 | 主波長(nm) | UV燈種類 | 應用 |
產(chǎn)生臭氧 | 150~200nm | UV臭氧燈 | 表面活化與清洗 |
表面清潔 | 185nm | UV臭氧燈 | 表面活化與清洗 |
消毒殺菌 | 240~300nm | 消毒燈 | 空氣,水消毒 |
UV固化 | 340~460nm | 高壓汞燈,金屬鹵素燈,氙燈 | 印刷,油漆,噴墨等 |
光分解 | 240~450nm | 光分解燈 |
液晶顯示器(LCD), 晶圓, 塑膠, 玻璃等光分解 |
曝光 | 300~450nm | 光分解燈 |
光刻膠劑、 光刻涂層曝光,菲林曝光等 |
應用于殺菌消毒:
紫外線線uv燈是利用適當波長的紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結構,造成生長性細胞死亡和(或)再生性細胞死亡,達到殺菌消毒的效果。經(jīng)試驗,紫外線殺菌的有效波長范圍可分為四個不同的波段:UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外線(200~100nm)。其中能透過臭氧保護層和云層到達地球表面的只有UVA和UVB部分。就殺菌速度而言,UVC處于微生物吸收峰范圍之內(nèi),可在1s之內(nèi)通過破壞微生物的DNA結構殺死病毒和細菌,而UVA和UVB由于處于微生物吸收峰范圍之外,殺菌速度很慢,往往需要數(shù)小時才能起到殺菌作用,在實際工程的數(shù)秒鐘水力停留(照射)時間內(nèi),該部分實際上屬于無效紫外部分。真空紫外光穿透能力極弱,燈管和套管需要采用極高透光率的石英,一般用半導體行業(yè)降解水中的TOC,不用于殺菌消毒。因此,給排水工程中所說的紫外光消毒實際上就是指UVC消毒。紫外光消毒技術是基于現(xiàn)代防疫學、醫(yī)學和光動力學的基礎上,利用特殊設計的高效率、高強度和長壽命的UVC波段紫外光照射流水,將水中各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死,達到消毒的目的。
研究表明,紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死,從而達到消毒的目的。紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等,從而改變了DNA的生物活性,使微生物自身不能復制,這種紫外線損傷也是致死性損傷。
紫外線消毒是一種物理方法,它不向水中增加任何物質,沒有副作用,這是它優(yōu)于氯化消毒的地方,它通常與其它物質聯(lián)合使用,常見的聯(lián)合工藝有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2,這樣,消毒效果會更好。
應用于水處理:
應用于水處理:
水處理(water treatment)從處理對象分,它包括廢水處理、城市供水處理、飲用水處理、純凈水處理、養(yǎng)殖場水處理;從原理上分,有消毒、殺菌、光分解降解及其它光化反應;從使用紫外線殺菌燈的方法來分,有直接把燈放入水中,稱為浸沒式;紫外線燈放入套管里使用,稱為過流式。(目前主要采用的是過流式的方法。)
紫外線殺菌燈在水處理主要應用它的殺菌功能,比如過流式的設備工作原理是這樣的:經(jīng)水泵產(chǎn)生壓力的一定流速的水流流過能透紫外的石英套管外圍,紫外線燈產(chǎn)生的254nm紫外線對水進行消毒、殺菌。其特點是水流流速很快,一般在石英外套流過的時間為不超過1秒,因此要求殺菌燈的紫外線強度是很高的,一般要求在表面強度超過要產(chǎn)生如此高的紫外線強度,需選用高強度大功率的紫外線殺菌燈。如果仍然想通過延長時間來提高消毒效果,那么一般選用較長的燈,做較長的設備,或在不銹鋼外壁上處理成渦流旋轉式結構,來延長水流過的時間。
對于高檔產(chǎn)品,過流式消毒方法不僅要配較復雜的結構;還有復雜的控制系統(tǒng),如紫外線強度監(jiān)測系統(tǒng),水溫監(jiān)測系統(tǒng),消毒時間累積,紫外線燈監(jiān)控、故障報警、自動聲光報警等系統(tǒng)。此外,過流式設備對環(huán)境與處理對象也有要求,如水的溫度、水的透明度對消毒效果有很大的影響。紫外線殺菌燈工作時表面最佳溫度為40℃,溫度過高或過低都會影響紫外線輸出效果;水的透明度越差,紫外線越易被吸收,利用率就越低。
與過流式相比,浸沒式結構簡單。紫外線殺菌燈直接放在水中,這種方法可用于流動的動態(tài)水,也可用于靜態(tài)水。這種處理方法要注意燈管有可能由于意外情況發(fā)生破裂;長時間處理,燈管表面會被水中藻類等污染物覆蓋,將嚴重影響紫外線透出。對不同對象的水體進行消毒,主要要了解水質變動情況和水對紫外線的透過率。在水處理,除消毒殺菌外,紫外線燈還用于光催化反應,但目前只停留在試驗室研究階段。
應用于工業(yè)固化:
應用于工業(yè)固化:
目前,工業(yè)上使用的UV設備所使用的光源,主要是氣體放電燈(汞燈)。依據(jù)燈內(nèi)腔氣體的壓強的大小分為低壓、中壓、高壓、超高壓,工業(yè)的生產(chǎn)固化通常使用高壓汞燈(熱態(tài)時,腔內(nèi)壓力在0。1-0。5/MPa)。高壓汞燈可以產(chǎn)生輻射強烈的310nm 、365nm、410nm 等波長的特征紫外光(UV)、可見光及紅外光(IR)其中365nm為主峰的波長是世界各國常用的、用于固化干燥的波段(常規(guī)所稱謂的"UV燈"即指365nm的高壓汞燈),也稱為紫外線水銀燈,紫外線汞燈。應用作各類紫外線光敏油墨、紫外線光敏漆、紫外線光敏膠的固化。
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