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技术:UV LED的应用领域及其防护问题
时间:2016/2/20 11:25:04
技术:UV LED的应用领域及其防护问题

紫外线的波长介于可见光和X光之间。其波长范围是10~400nm。然而,许多光电厂商认为430nm的波长也属于紫外线。尽管许多紫外线并不为人眼所见,其仍为产生部分紫罗兰色的可见光谱而得名,UV LED在过去几年已经取得了长足的进步。这不单是生产固态UV器件技术进步的结果,还得益于对生产无害环境的UV灯的需求增加。
紫外线灯珠

紫外线光谱
当前光电市场上的UV LED供给包含了265~420nm的波长范围,有多种封装形式,如穿孔、表面安装和COB。UV LED发生器有多种独特的应用,然而,每一种发生器在波长和输出功率上都是独立的。通常情况下,用在LED上的UV光可以分成三个领域。它们分别被定义成UV-A(长波紫外线),UV-B(中波紫外线)和U V-C(短波紫外线)(见图2)。
紫外线等级
UV LED充分应用
UV A型器件从1990年就已经开始生产了。这些LED一般被用在如伪造检测或验证(货币、驾照或文件等)中。这些应用的功率输出要求非常低,实际使用的波长范围是在390~420n m之内,更低波长的产品不适合应用。因为这些LED在市场上的长生命周期和易于制造,可作为多种光源和最便宜的UV产品。

UVA LED元件领域在过去数年已经有了很大的增长。这个波长范围(约350~390nm)的大部分应用是商业和工业材料生产中,如粘合剂,涂料和油墨的紫外线固化。由于效率提高、成本降低和系统小型化,LED灯比传统的固化技术,如汞或荧光灯,有着更大的优势。因此,供应链在不断推动LED技术的使用,使得采用LED来固化的趋势愈发明显。尽管这个波长范围的产品成本是显著高于UV A区的,但制造技术的快速进步和产量的稳步增加正在逐步降低价格。

更低的UV A和更高的UV B波长范围(约300-350nm)是最近才商业化的领域。这些具有很大潜力的器件可适于多种应用中,包括紫外线固化、生物医学、DNA分析和各种类型的感测中。这3个紫外线光谱范围存在着一个显著的重叠。因此,在选择时,不仅要考虑什么是最适合的应用,还需要考虑什么是最具有成本效益的解决方案。因为较低的波长通常意味着较高的LED成本。

UV B和UV C波长范围(约250~300nm)是一个在很大程度上仍处于起步阶段的领域。但是,将此类产品应用在空气和水净化系统的热情和需求非常旺盛。目前只有少数公司有能力生产这个波长范围内的UV LED,而更少数的公司才能生产有足够的寿命,可靠性和性能特性的产品。因此,UVC/ B器件的成本仍然很高,难以在一些应用中使用。不过,第一个商业化的UVC LED消毒系统已于2012年推出,这有助推动市场向前发展。
UV LED防护
关于紫外线LED的一个常见问题是:它们会带来安全隐患吗?如上所述,UV光有多种级别。一种最常用的紫外线光源是黑色灯泡。该产品已使用了几十年,用在为海报产生发光或荧光效果,还有绘画和货币的验证中。这些灯泡所产生的光通常处于UV A光谱,最接近于可见光波长且具有较低的能量。尽管高曝光已被证实与皮肤癌以及其他潜在的问题,如皮肤加速老化有关,但UVA波谱的这部分是三种UV光中最安全的。发光二极管(相对于标准白炽灯或荧光灯型灯泡)也是高度指向性的,且可视角非常窄。直视UV LED会损害眼睛。因此,使用者最好避免暴露于UVA产品下。

UV C和多数的UV B光主要用于杀菌和消毒。这些波长的光不仅对微生物有害,如果与它接触,对人类和其他生命形式也同样危险。这些LED灯应始终被屏蔽,决不能用裸眼直视,即使它发光很少。暴露在这些波长的光下,可能导致皮肤癌和暂时性或永久性视力丧失或减损。

所有UV装置应具有警告标签。此外,购买UV C或UV B紫外线灯之前,很多厂家要求每一个客户签署一份文件,说明他们理解并同意对这些产品的使用和处理事项。

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