如何使用LED进行有效的消毒和灭菌

在全球流行的背景下,公众对紫外线消毒的认识变相提高了,这也反映在市场上越来越多的基于LED的产品上。

紫外线可用于消毒空气,水和各种物体的表面。

国际紫外线协会(IUVA)表示,它可以帮助降低传播COVID-19病毒的风险。

紫外线分为几个范围(图1)。

UV-A或黑光范围为315〜400nm,用于光稳定性测试,固化,光疗,驱蚊和晒黑床等应用。

长期暴露于UV-A会导致皮肤晒黑和皮肤过早老化。

图1紫外线分为几个范围。

波长范围为280〜315nm的UV-B是危险的。

由于长期暴露于UV-B与皮肤癌,皮肤老化和白内障的发生有关,因此商业应用包括医学中的固化和光疗。

200〜280nm范围内的波长是UV-C。

该紫外线带与皮肤癌无关,因为光子不会深入皮肤,但根据IUVA研究,暴露于UV-C会导致皮肤不适,例如严重灼伤并损害眼睛的视网膜。

UV-C光子还可以与微生物中的RNA和DNA分子相互作用,从而有效地破坏它们。

发出UV-C的汞蒸气灯已经用于消毒数十年了,但是,与其他形式的照明一样,它们已经过渡到使用LED光源的产品。

卫生专家认为,COVID-19的主要传播方式是通过接触空气中或物体表面上的呼吸飞沫。

目前可用的基于LED的消毒产品主要用于表面消毒。

随着这些设备市场的扩大,最有可能引入更先进的空气消毒系统。

可用的产品具有适用于其他类型的LED照明的优点:体积小,易于与占用传感器等其他设备集成以及低功耗要求。

然而,这些产品通常更昂贵,并且可以实时处理的表面积的范围将受到更大的限制。

转向LED的最初重点是LED的寿命明显短于现有的汞蒸气灯的寿命。

但是,这种担忧是基于对传统应用(例如密封净化系统)中连续操作的评估,并未考虑到可以(有时必须)间歇使用灭菌产品。

与所有LED一样,UV-C LED几乎可以无限循环,而不会对光输出产生不利影响。

此外,汞蒸气灯需要几分钟的预热时间才能达到最大光输出,而LED产品几乎可以立即达到满输出水平。

此外,与汞蒸气灯不同,基于LED的产品只能提供实现最佳效果所需的波长,而不会以无效波长的形式浪费能量。

一般来说,灭菌照明产品的另一个问题是对产品安全性和性能要求的验证。

根据Intertek电气业务的商业基础设施全球总监Carl Bloomfield所说,他们的产品评估集中在亮度参数,灭菌声明验证,安全合规性和适用的EMC上。

标准开发组织已经开始研究测试标准,但是标准还不存在,因此Intertek依靠其行业和技术专长来设计针对特定产品及其预期应用的评估协议。

安全合规性可能特别复杂,因为它取决于产品及其预期用途,包括火灾,电击,机械风险,光学危害,紫外线输出和臭氧排放。

除了使用紫外线进行消毒的产品外,还有一个相对较新的产品系列,称为“可见光消毒(VLD)”。

这些产品中使用的LED发出的靛蓝(蓝紫色)波长对人体来说很安全,可以长时间暴露,因此可以连续消除对这些波长敏感的细菌。

VLD产品通常作为永久性照明的一部分安装在空间中,有时与白光光源组合以用于常规照明。

值得注意的是,VLD消毒并非对所有细菌均有效,而对病毒则完全无效。

根据Research and Markets的研究,紫外线消毒设备市场预计在未来五年内将以超过12%的复合年增长率增长。

基于LED的产品使用寿命长且能效高,因此有望在推动市场增长中发挥重要作用。