Бактерицидная лампа
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июль 2017 г. ) |
( Бактерицидная лампа также известная как лампа для дезинфекции или лампа для стерилизации ) представляет собой электрический светильник , излучающий ультрафиолетовый свет C (УФ). Этот коротковолновый ультрафиолетовый свет нарушает ДНК спаривание оснований , вызывая образование димеров пиримидина и приводит к инактивации бактерий , вирусов и простейших . Его также можно использовать для производства озона для дезинфекции воды . Они используются при ультрафиолетовом бактерицидном облучении (UVGI).
Доступны четыре распространенных типа:
- Ртутные лампы низкого давления
- Ртутные лампы высокого давления
- Эксимерные лампы
- светодиоды
Ртутные лампы низкого давления
[ редактировать ]Ртутные лампы низкого давления очень похожи на люминесцентную лампу , с длиной волны 253,7 нм (1182,5 ТГц).
Самая распространенная форма бактерицидной лампы похожа на обычную люминесцентную лампу, но трубка не содержит люминесцентного люминофора . не из обычного боросиликатного стекла Кроме того, трубка изготовлена , а из плавленого кварца или викора 7913. [1] стекло. Эти два изменения в совокупности позволяют ультрафиолетовому свету с длиной волны 253,7 нм, создаваемому ртутной люминофора дугой, выходить из лампы в неизмененном виде (тогда как в обычных люминесцентных лампах он вызывает флуоресценцию , производя видимый свет ). Бактерицидные лампы по-прежнему производят небольшое количество видимого света из-за других диапазонов излучения ртути.
Более старая конструкция выглядит как лампа накаливания , но в колбе содержится несколько капель ртути. В этой конструкции нить накаливания нагревает ртуть, образуя пар, который в конечном итоге позволяет зажечь дугу, вызывая короткое замыкание нити накаливания.
Как и все газоразрядные лампы , ртутные лампы низкого и высокого давления обладают отрицательным сопротивлением и требуют использования внешнего балласта для регулирования тока. Старые лампы, напоминавшие лампу накаливания, часто работали последовательно с обычной «приборной» лампой накаливания мощностью 40 Вт; лампа накаливания выполняла роль балласта для бактерицидной лампы.
Ртутные лампы высокого давления
[ редактировать ]Лампы высокого давления гораздо больше похожи на лампы HID, чем на люминесцентные лампы.
Эти лампы излучают широкополосное УФ-излучение, а не одну линию. Они широко используются при промышленной очистке воды, поскольку являются очень интенсивными источниками радиации. Лампы высокого давления излучают очень яркий голубовато-белый свет.
Эксимерные лампы
[ редактировать ]Эксимерные лампы излучают узкополосное УФ-излучение и вакуумное ультрафиолетовое излучение различных длин волн в зависимости от среды. Они не содержат ртути, достигают полной мощности быстрее, чем ртутные лампы, и выделяют меньше тепла. Эксимерное излучение с длиной волны 207 и 222 нм кажется более безопасным, чем традиционное бактерицидное излучение с длиной волны 254 нм, из-за значительно меньшего проникновения этих длин волн в кожу человека.
Светодиоды (LED)
[ редактировать ]
Недавние разработки в области технологии светодиодов (LED) привели к коммерческой доступности источников UVC-светодиодов.
В светодиодах UVC используются полупроводниковые материалы для генерации света в полупроводниковом устройстве. Длина волны излучения настраивается путем регулирования химического состава полупроводникового материала, что обеспечивает селективность профиля излучения светодиода как в бактерицидном диапазоне длин волн, так и за его пределами. Достижения в понимании и синтезе системы материалов AlGaN привели к значительному увеличению выходной мощности, срока службы устройств и эффективности УФ-светодиодов в начале 2010-х годов.
Уменьшенный размер светодиодов открывает возможности для небольших реакторных систем, позволяющих использовать их в точках использования и интегрировать в медицинские устройства. [2] Низкое энергопотребление полупроводников привело к появлению систем УФ-дезинфекции, в которых используются небольшие солнечные элементы в удаленных приложениях или в странах третьего мира. [2]
К 2019 году на долю светодиодов пришлось 41,4% продаж ультрафиолетовых ламп по сравнению с 19,2% в 2014 году. [3] Ожидается, что мировой рынок светодиодов UV-C вырастет с 223 млн долларов США в 2017 году до 991 млн долларов США в 2023 году. [4]
Использование
[ редактировать ]Бактерицидные лампы используются для стерилизации рабочих мест и инструментов, используемых в биологических лабораториях и медицинских учреждениях. Если кварцевая оболочка пропускает более короткие длины волн, например линию излучения ртути 185 нм, их также можно использовать везде, где требуется озон , например, в системах дезинфекции гидромассажных ванн и аквариумов . Они также используются геологами для провоцирования флуоресценции образцов минералов , помогая их идентификации. В этом случае свет, излучаемый лампой, обычно фильтруется , чтобы удалить как можно больше видимого света, оставляя только ультрафиолетовый свет. Бактерицидные лампы также используются при очистке сточных вод с целью уничтожения микроорганизмов.
Свет, излучаемый бактерицидными лампами, также используется для стирания EPROM ; ультрафиолетовые фотоны обладают достаточной энергией, чтобы позволить электронам, запертым на транзисторов плавающих затворах , туннелировать через изоляцию затвора, в конечном итоге удаляя накопленный заряд, который представляет собой двоичные единицы и нули.
Производство озона
[ редактировать ]В большинстве случаев образование озона будет вредным побочным эффектом работы лампы. Чтобы предотвратить это, большинство бактерицидных ламп обрабатываются так, чтобы поглощать линию излучения ртути с длиной волны 185 нм (это самая длинная длина волны ртутного света, которая ионизирует кислород).
В некоторых случаях (например, при обеззараживании воды) именно производство озона имеет решающее значение. Для этого необходимы специализированные лампы, не имеющие поверхностной обработки.
Проблемы безопасности
[ редактировать ]Коротковолновый УФ-излучение вредно для человека. Помимо солнечных ожогов и (со временем) рака кожи , этот свет может вызвать чрезвычайно болезненное воспаление роговицы глаза, что может привести к временному или постоянному ухудшению зрения . По этой причине свет, излучаемый бактерицидной лампой, должен быть тщательно экранирован от прямого наблюдения с учетом отражений и рассеянного света. Анализ рисков, связанных с ультрафиолетовыми лампами в феврале 2017 года, показал, что ультрафиолетовый свет этих ламп может вызвать проблемы с кожей и глазами. [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Стекло Corning Vycor® 7913, пропускающее УФ-излучение» . www.matweb.com . Корнинг . Проверено 3 декабря 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Хесслинг, Мартин; Гросс, Андрей; Хонес, Катарина; Рат, Моника; Штангл, Феликс; Тричлер, Ханна; Просеять, Майкл (27 января 2016 г.). «Эффективная дезинфекция водопроводной и поверхностной воды с помощью одного мощного светодиода с длиной волны 285 нм и квадратной кварцевой трубки» . Фотоника . 3 (1): 7. Бибкод : 2016Фото...3....7H . doi : 10.3390/photonics3010007 .
- ^ «Технология – УФ-светодиод» . Сеул Виосис . Проверено 9 апреля 2020 г.
- ^ «Применение антибактериальных УФ-светодиодов обеспечивает стабильный рост рынка УФ-светодиодов» . Полупроводники сегодня . Проверено 9 апреля 2020 г.
- ^ «Окончательное мнение» . 25 ноября 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с бактерицидными лампами, на Викискладе?
