紫外线杀毒的工作原理

紫外线灭菌器的工作原理

【学员问题】紫外线灭菌器的工作原理？

【解答】1.应用波长为225-275m，峰值在254m的紫外线光谱，此波段具有很高的能量。可破坏微生物的核酸结构，具有强烈的杀菌作用，从而达到消毒的目的。

2.该设备能有效的杀灭大肠杆菌、痢疾病菌、军团菌、流行感冒病毒、肝炎病毒等，使水质得以净化。

3.经紫外水消毒系统处理过的海水、淡水或者其他水体，其各式病毒、细菌率可达到来99.99%以上。

4.紫外线水净化是以强UV（紫外线）光源对水进行照射。这种净化系统能迅速起效，且没有任何残留物，用不着任何具有潜在危害的化学品。

5.水处理系统专业制造商将UV光源集成在过滤装置中。一个典型的完整过滤装置具有多层结构，包括一个UV光源和一个传统的机械过滤器。公司利用一系列适合集成在过滤装置中的特种光源、镇流器和套管实现了紫外线水净化。这种使用简单、安装方便的技术能够使社区民免受由水携带的细菌和病毒等微生物造成的疾病威胁。公司提供了适合不同市场需求的解决方案，能满足居民和市政饮水、废水处理、工业用水、游泳池和其他休闲设施用水的特殊需要和安装要求。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254～257nm。

细菌吸收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。

优点：快速

紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000μW/cm2）

紫外线杀菌消毒原理

是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。经试验，紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA（400～315nm）、UVB（315～280nm）、UVC（280～200nm）和真空紫外线（200～100nm）。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌，而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外，杀菌速度很慢，往往需要数小时才能起到杀菌作用，在实际工程的数秒钟水力停留（照射）时间内，该部分实际上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱，灯管和套管需要采用极高透光率的石英，一般用半导体行业降解水中的TOC，不用于杀菌消毒。因此，给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。

研究表明，紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。

紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方，它通常与其它物质联合使用，常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2，这样，消毒效果会更好。

紫外线传感器的工作原理及应用

紫外线传感器的工作原理

紫外线传感器是利用光敏元件将紫外线信号转换为电信号的传感器，它的工作模式通常分为两类：光伏模式和光导模式。光伏模式是指不需要串联电池，串联电阻中有电流，而传感器相当于一个小电池，输出电压，但是制作比较难，成本比较高；光导模式是指需要串联一个电池工作，传感器相当于一个电阻，电阻值随光的强度变化而变化，这种制作容易，成本较低。

紫外线传感器的发展历程

最早的紫外线传感器是基于单纯的硅，但是根据美国国家标准与技术研究院的研究，单纯的硅二极管也响应可见光，形成本来不需要的电信号，导致精度不高。

在十几年前，日本某公司生产出了GaN系的晶体，成为GaN系的开拓者，并由此开辟了GaN系的市场，也由此产生了GaN的紫外线传感器，其精度远远高于单晶硅的精度，成为最常用的紫外线传感器材料。

后来，二六族ZnS材料也已被研发出来，也应用到了紫外线传感器领域。从研发的角度及性能测试上看，其精度比GaN系的传感器提高了近10^5倍。在一定程度上，ZnS系的紫外线传感器将与GaN系的平分秋色。

紫外线传感器的作用

1、在医疗领域中的作用

科学家发现波长在310nm左右的紫外线对皮肤有强烈的黑斑效应，能够加速皮肤的新陈代谢，提高皮肤的生长力，从而可以有效治疗白癜风、玫瑰糠疹、多形性日光疹、慢性光化性皮炎、光线性痒疹等光照性皮肤病，因此在医疗行业，紫外光疗目前得到了越来越多的应用。使用时，要对紫外线的强度进行很好的把控，这就需要使用紫外线传感器进行监测。

2.在火焰探测领域中的作用

紫外线火焰探测器是紫外火焰探测器的俗称。紫外火焰探测器是通过探测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾的，除了紫外火焰探测器之外，市场上还有红外火焰探测器，也就是术语是线型光束感烟火灾探测器。紫外火焰探测器适用于火灾发生时易发生明火的场所，对发生火灾时有强烈的火焰辐射或无阴燃阶段的场所均可采用紫外火焰探测器，火焰探测紫外线传感器需要传感器本身耐高温且灵敏度高。

紫外线杀菌箱

UVC波段，波长100～275nm，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。

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，253.7nm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。

紫外线杀菌灯的应用

1.每一种微生物都有其特定紫外线杀灭、死亡剂量标准，其剂量是照射强度与照射时间的乘积（杀菌剂量＝照射强度·照射时间/K=I·t)，即紫外线的照射剂量则取决于紫外线的强度大小以及照射时间的长短，高强度短时间与低强度长时间之照射其效果是相同的。

2.石英灯管使用一段时间后会逐渐老化，紫外线照射强度会发生衰退，为达到彻底消毒的效果，应定期检查测石英灯的照射强度，发现强度不够时应立即更换。

3.紫外线的只能沿直线传播，穿透能力弱，任何纸片、铅玻璃、塑料都会大幅降低照射强度。因此消毒时尽量应使消毒部位充分暴露于紫外线下，定期擦拭灯管，以免影响紫外线穿透率及照射强度。