03.03 UVC LED在空氣殺菌中的應用探討

2019新型冠狀病毒肺炎疫情爆發至今已持續三個月,從鍾南山院士發聲至今也已滿一個月,從R0(Reproduction Number,即病毒再生繁殖數)看,除武漢外,疫情在全國大多範圍內基本得到控制,在最新公佈的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第六版)》中,仍將紫外線殺菌列入針對新型冠狀病毒最有效的殺菌方式。相信經過這次疫情,殺菌消毒將成為人們日常生活中的剛性需求。

自然界中的物質形態大致可劃分為氣、液、固三種形態,按此分類,紫外線殺菌可以分為氣體殺菌、液體殺菌、固體殺菌。

簡單講,氣體殺菌就是針對空氣的殺菌,液體殺菌最常見的就是針對飲用水的殺菌,固體殺菌就是針對日常設施的表面殺菌。

紫外線殺菌有百年曆史,汞燈紫外燈在過去相當長時間內,滿足了人們大多數的殺菌消毒需要,如城市自來水處理、醫療器械及醫院環境消毒、家庭日常消毒等。

近年出現的UVC-LED紫外燈,因具有小尺寸、低功耗、環境友好、即開即亮等顯著優勢,在許多應用場景中顯現出替代汞燈的趨勢,如家用、商用淨水器殺菌抑菌、冰箱冷藏室殺菌抑菌、洗衣機殺菌、空調殺菌、智能馬桶殺菌等,越來越多的應用搭載UVC-LED殺菌方案。

相對於汞燈紫外燈,UVC-LED能量密度更高,便於在小尺寸密閉空間使用,能夠做到人機共存,克服了傳統汞燈紫外燈工作過程中必須清空人員與動物的缺點,使UVC-LED的應用具備巨大的想象空間。

從目前公佈的研究結果看,新型冠狀病毒可以通過氣溶膠傳播,使用紫外線對空氣進行殺菌消毒,是避免氣溶膠病毒傳播的有效手段。筆者在之前的工作中,曾做過這樣一組實驗,將UVC-LED安裝在空調的進風口,UVC-LED的發光面正對著空調殼體圍成的空腔,打開空調並開啟UVC-LED進行殺菌測試,最高獲得了超過90%的殺菌效率。

UVC LED在空气杀菌中的应用探讨

分析實驗數據可以看出,長達2h時間內,細菌通過UVC-LED殺菌模組的平均次數可大致認為是80-100次,其分佈是以空調為中心向外逐漸降低,即靠近空調的部分次數多,遠離空調的部分次數少,這要根據空調出風的空氣循環模型具體分析,在此不做詳細探討。

從最終結果看,獲得了超過90%的殺菌效率,但如果繼續增加UVC-LED的功率,可能在殺菌效率上無法獲得可觀的增長。筆者認為,30m3方形實驗艙的各個角落,以及空調背部某些區域,是空氣循環次數最少的區域,如果搭配其他殺菌方式,如負離子、紅外線、微波、等離子體等,可能獲得更高的殺菌效率,這部分工作,將在未來的實驗中加以驗證。

除空調外,這個UVC-LED空氣殺菌方案還可用於空氣淨化器、廚衛吊頂燈、智能晾衣架等領域,對關注區域的空氣進行殺菌消毒,從而保持空間無菌潔淨。UVC-LED封裝在機器內部,只要在設計開發過程中對紫外線洩漏做到有效防護,即可在工作過程中保持人機共存,增加使用的便捷性和舒適性。

UVC-LED產業目前還處於相對較低的技術水平上,光電轉換效率只有1.5-2%,封裝材料成本居高不下等問題尚待解決,但結合其小尺寸、低功耗、環境友好等優點,對比照明LED的產業發展歷程,UVC-LED在未來十年中將會發展成為萬億級市場,我們拭目以待。

UVC-LED產業鏈從前到後依次為外延設備、外延生長、芯片製備、封裝、模組應用等,產業發展至今,國內外很多企業在產業鏈各環節中扮演重要角色。其中,合肥彩虹藍光科技有限公司擁有從外延生長到封裝及模組應用的幾乎全產業鏈技術與產線,公司自2016年開始研發UVC-LED產品,目前年產UVC-LED外延片1萬片,UVC-LED芯片22.5萬片,封裝3000k,應用產品十萬臺,目前可提供除外延設備外的各種UVC-LED相關產品。

合肥彩虹藍光科技有限公司深紫外相關產品介紹

外延片

UVC LED在空气杀菌中的应用探讨
UVC LED在空气杀菌中的应用探讨

芯片

UVC LED在空气杀菌中的应用探讨

封裝

UVC LED在空气杀菌中的应用探讨

應用產品

UVC LED在空气杀菌中的应用探讨
UVC LED在空气杀菌中的应用探讨UVC LED在空气杀菌中的应用探讨
UVC LED在空气杀菌中的应用探讨


分享到:


相關文章: