使用LED進行消毒殺菌

作者 : Yoelit Hiebert,EDN

COVID-19的主要傳播方式是透過接觸空氣中或物體表面上的呼吸道飛沫。當前可用、基於LED的殺菌消毒產品主要用於表面消毒,隨著這些設備市場的擴大,最有可能會推出更先進的空氣消毒系統...

COVID-19的大流行提高了大眾對紫外線消毒的認識,這也反映在市場上越來越多的基於LED的產品上。

紫外線可用於消毒空氣、水和各種物體的表面,國際紫外線協會(IUVA)表示,它可以幫助減輕傳播COVID-19病毒的風險。

圖1 紫外線分為幾個範圍。

紫外線分為幾個範圍(圖1)。UV-A或黑光範圍從315~400nm,用於諸如光穩定性測試、固化(curing)、光療、防蟲器和曬黑床的應用,長時間暴露於UV-A會導致皮膚曬黑和過早老化。

波長範圍在280~315nm的UV-B是危險的。因為長時間暴露在UV-B下,與皮膚癌、皮膚老化和白內障的發生有關,商業應用包括醫學中的養護和光療。

200~280nm範圍內的波長則為UV-C。該紫外線波段與皮膚癌無關,因為光子不會很深地滲透到皮膚中,但是根據IUVA的研究,暴露在UV-C中會導致如嚴重的燒傷一般的皮膚不適,並損害眼睛的視網膜。UV-C光子還可以與微生物中的RNA和DNA分子相互作用,從而有效地破壞它們。可發出UV-C的汞蒸氣燈(Mercury vapor lamps)已經用於消毒數十年了,但是,與其他形式的照明一樣,已經過渡到使用LED光源的產品。

健康專家認為,COVID-19的主要傳播方式是透過接觸空氣中或物體表面上的呼吸道飛沫。當前可用、基於LED的殺菌消毒產品主要用於表面消毒,隨著這些設備市場的擴大,最有可能會推出更先進的空氣消毒系統。可用產品具有適用於其他類型LED照明的優勢:外形小巧,易於與在場感測器(occupancy sensor)等其他設備整合,以及低功耗要求。但是這些產品往往更昂貴,且在實際時間內可以處理的表面積範圍將有更多限制。

轉向使用LED的最初關注點是,與現有的汞蒸氣燈相比LED壽命明顯縮短。但是,這種擔憂是基於對諸如密封淨化系統之類傳統應用中的連續操作的評估,並未考慮到可以(有時必須)間歇使用殺菌產品。與所有LED一樣,UV-C LED幾乎可以無限循環,而不會對光輸出產生不利影響;另外,汞蒸氣燈需要幾分鐘的預熱時間才能達到最大光輸出,LED產品幾乎可以瞬間達到滿輸出水準。此外,與汞蒸氣燈不同,基於LED的產品僅能提供最佳結果所需的波長,而不會以無效波長的形式浪費能量。

一般而言,殺菌照明產品的另一個問題是產品安全性和性能要求驗證。根據Intertek電氣業務領域商業基礎設施全球總監Carl Bloomfield稱,他們的產品評估集中在光度參數、殺菌聲明驗證,安全合規性,以及適用的EMC上。標準開發機構已經開始著手測試標準的工作,但是標準尚不存在,因此Intertek依靠其產業和技術專長來設計針對特定產品及其預期應用的評估協議。安全合規性可能特別複雜,因為取決於產品及其預期用途,它包括火災、觸電、機械風險、光學危害、紫外線輸出和臭氧排放。

除了使用紫外線進行消毒的產品以外,還有一種相對較新的產品系列問世,稱為「可見光消毒(VLD)」。 這些產品使用的LED發出的靛藍(藍紫色)波長,人體長時間暴露其下是安全的,從而能夠持續消除對這些波長敏感的細菌…

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