紫外线杀菌灯的一般常识

2021年1月24日发(作者：居巢)
紫外线杀菌灯的一般常识

UVB
是一种仿太阳光的灯，在照不到太阳的情况下，可以用此灯来代
替

UV
灯——紫外线杀菌灯

紫外线的分类
:
根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段
:
UVA
波段，波 长
320
～
400nm
，又称为长波黑斑效应紫外线。它有很强
的穿 透力，
可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。
日光中含有的长波
紫外线有超过
98%
能穿透臭氧层和云层到达地球表面，
UVA
可以直达
肌肤的真皮层，破 坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。
360nm
波长的
UVA
紫 外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫
灯。
300-420nm
波长的
UVA
紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色
玻璃灯管，仅辐射出以
365nm< br>为中心的近紫外光，可用于矿石鉴定、
舞台装饰、验钞等场所。

UVB
波段，波长
275
～
320nm
，又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透< br>力，
它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，
日光中含有的中波紫外
线大部分被 臭氧层所吸收，只有不足
2%
能到达地球表面，在夏天和
午后会特别强烈。
U VB
紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物
质代谢和维生素
D
的形成，
但长期或过量照射会令皮肤晒黑，
并引起
红肿脱皮。
紫外线保健灯、
植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃
（不透过
254nm
以下的光）和峰值在300nm
附近的荧光粉制成。

UVC
波段，波长
200～
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大面积 脱离。
紫外线
杀菌灯发出的就是
UVC
短波紫外线。

UV D
波段，波长
100
～
200nm
，又称为真空紫外线。

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（< br><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，254nm
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。

杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、
冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种
结构，可按外型和功率分为多种类型。

石英 玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别，主要是热膨胀系数不
同，一般不能封接铝盖灯头，所以杀菌灯的 灯头材质多采用胶木、塑
料或陶瓷。


紫外线杀菌灯的灯管
因成本关系与用途不同，也有用紫外线穿透率＜
50%
的高硼砂玻璃管
代替石英玻 璃的。
高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样，
因此成本很低，
但它在性能上远比不上石英 杀菌灯，其杀菌效果有相当大的差异。

高硼灯管的紫外光强度很容易衰减，
点灯数百 小时后紫外线强度就大
幅下降到初始时的
50%-70%
。而石英灯管在点燃
2000-3000
小时后，
紫外线强度只减到初始时的
80%-70%
，光 衰程度远远小于高硼灯。

还一种透紫外光较高的普通玻璃，
比高硼玻璃要高得多，< br>比石英玻璃
略低。但光衰比石英杀菌灯大，并且不能产生臭氧。菲利浦生产的一
种杀菌灯 上的灯管就使用这种玻璃制作。


紫外线杀菌灯的种类

紫外线杀 菌灯的发光谱线主要有
254nm
和
185nm
两条。
254nm< br>紫外线
通过照射微生物的
DNA
来杀灭细菌，
185nm
紫外 线可将空气中的
O2
变成
O3(
臭氧
)
，臭氧具有强氧化作 用，可有效地杀灭细菌，臭氧的
弥散性恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。

石英玻璃在炼制的时候，如果添加足够数量的钛（
Ti
）元素，就能使
透 过它的紫外线在
200nm
以下发生截止，
而对
254nm
紫外线透 过基本
无影响。
适当控制钛元素的添加量，
就可有效的控制
185nm
紫外线的
逸出量。根据这一特点，我们可以制作低臭氧
(
无臭氧
)
、臭氧、高臭
氧等三种紫外线杀菌灯管。

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。

4.
紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性，
不要在有人的场所使
用
UV
灯，更不要用眼睛直视点燃的灯管，由于短波紫外线不能透过
普通玻璃 ，所以戴眼镜可避免眼睛受伤害。

5.
在有人员活动的场所，
一般不能使用 臭氧灯管，
因为臭氧会促进人
体的血红蛋白凝结，造成人体供氧不足，发生头晕、恶心的感觉， 影
响身体健康，特别在臭氧浓度达到＞
0.3ppm (mg/m2 )
时，将会对人
体造成严重的伤害。

6.
低压放电灯中之紫蓝色光 芒为汞蒸气压，
虽然汞蒸气压的强度与紫
外线仍然有其关联性，
但是并不直接代表紫外 线之强度，
这也就是说，
紫外线的强度无法用肉眼来判定。

7.
灯 具加反光罩可以保证紫外线能量的集中，
另外可以避免给工作人
员造成损伤。
反光罩一 定要用对
253.7nm
紫外线材料吸引少反射多的
材料制作，表面氧化抛光处理过的 铝对短波紫外线的反射系数最大，
所以一般紫外线灯具的反光系统均用铝材制成。


紫外线杀菌灯存在的问题

1
、工艺特殊，制造困难，价格较高。由于石英玻 璃的特殊性质，使
得杀菌灯的生产不能规模化，
造成石英杀菌灯的成本较高，
阻碍它的
进一步推广运用。

2
、光衰较大，寿命不长。紫外线杀菌灯点燃数百小时后 ，它的紫外
光强度衰减很快，最高达到
30%
，杀菌效果大大减弱。另外，加工中造成的阴极损伤也影响了紫外线杀菌灯的寿命。
由于紫外线杀菌灯的
光衰与荧光灯光衰在机 理上不完全相同，
所以这一问题还有待各方努
力解决。

3.
由于灯 丝及阴极材料不同，与
T8
、
T5
荧光灯同功率的
UV
灯管 ，也
不能用相同的镇流器驱动。

紫外线的分类
:
根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段
:
UVA
波段，波 长
320
～
400nm
，又称为长波黑斑效应紫外线。它有很强
的穿 透力，
可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。
日光中含有的长波
紫外线有
< br>超过
98%
能穿透臭氧层和云层到达地球表面，
UVA
可以直达肌肤的 真
皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。
360nm
波
长 的
UVA
紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，可制作诱虫灯。
300-420nm< br>波长的
UVA
紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃
灯管，仅辐射出以< br>365nm
为中心的近紫外光，可用于矿石鉴定、舞
台装饰、验钞等场所。

UVB
波段，波长
275
～
320nm
，又称为中波红斑效 应紫外线。中等穿透
力，
它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，
日光中含有的中波紫 外
线大部分被

臭氧层所吸收，只有不足
2%
能到达地球表面，在夏 天和午后会特别
强烈。
UVB
紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和维
生素
D
的形成，但长期

或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红肿脱皮 。紫外线保健灯、植物生
长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃
（不透过
254nm
以下的光）
和峰值
在
300nm
附近的

荧光粉制成。


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脱离。 紫外线杀菌灯发出的就是
UVC
短波紫外线。


UVD
波段，波长小于
100nm
，又称为真空紫外线。


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。

杀菌灯有热阴 极低压汞蒸气放电灯、
冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种
结构，可按外型和功率分为多种类型。< br>
石英玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别，主要是热膨胀系数不
同，一般不能封接铝 盖灯头，所以杀菌灯的灯头材质多采用胶木、塑
料或陶瓷。


紫外线杀菌灯的灯管

因成本关系与用途不同，也有用紫外线穿透率＜
50%
的高硼砂玻璃管
代替石英玻璃的。
高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样，
因此成 本很低，
但它在性能上远比不

上石英杀菌灯，其杀菌效果有相当大的差异。