根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个波段:
UVA波段 , 波长320~400nm,又称为长波黑斑效应紫外线
。它有很强的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料 。日光中含有的长波紫外线
有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面,UVA可以直达
肌肤的真皮层 , 破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维 , 将我们的皮肤晒黑 。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线,可制作诱虫灯 。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管,仅辐射出以365nm为中心的近紫外光,可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所 。
UVB波段 , 波长275~320nm,又称为中波红斑效应紫外线
。中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈 。UVB紫外线对人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮 。紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃(不透过254nm以下的光)和峰值在300nm附近的荧光粉制成 。
UVC波段,波长200~275nm , 又称为短波灭菌紫外线 。它的穿透能力最弱,无法穿透大部分的透明玻璃及塑料 。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收 。短波紫外线对人体的伤害很大 , 短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌 。紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线 。
UVD波段,波长100~200nm,又称为真空紫外线 。
紫外线的杀菌原理
紫外线杀菌就是通过紫外线的照射,破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目的 。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线,因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外线最佳 。
紫外线杀菌属于纯物理消毒方法,具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点,随着各种新型设计的紫外线灯管的推出,紫外线杀菌的应用范围也不断在扩大 。
紫外线杀菌灯的结构
紫外线杀菌灯(UV灯)实际上是属于一种低压汞灯,和普通日光灯一样,利用低压汞蒸汽(<10-2Pa)被激发后发射紫外线 。不同的是日光灯的灯管采用的是普通玻璃 , 254nm紫外线不能透出来,只能被灯管内壁的荧光粉吸收后激发出可见光 。如果改变荧光粉的成分和比例 , 它就可以发出我们通常所见的不同颜色的光 。一般杀菌灯的灯管都采用石英玻璃制作 , 因为石英玻璃对紫外线各波段都有很高的透过率 , 达80%-90%,是做杀菌灯的最佳材料 。
杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种结构,可按外型和功率分为多种类型 。
石英玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别,主要是热膨胀系数不同,一般不能封接铝盖灯头,所以杀菌灯的灯头材质多采用胶木、塑料或陶瓷 。
紫外线杀菌灯的灯管
因成本关系与用途不同,也有用紫外线穿透率<50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的 。高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样 , 因此成本很低 , 但它在性能上远比不上石英杀菌灯 , 其杀菌效果有相当大的差异 。
高硼灯管的紫外光强度很容易衰减,点灯数百小时后紫外线强度就大幅下降到初始时的50%-70% 。而石英灯管在点燃2000-3000小时后,紫外线强度只减到初始时的80%-70% , 光衰程度远远小于高硼灯 。
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