紫外灯的工作原理
发布日期:2021-10-03 浏览次数：726
紫外灯是一类可以产生有效范围较大的紫外光的光源。其实在较一般光源中也往往有紫外线，太阳是最显著的。就一般钨灯来说，也在玻璃透射紫外的可能范围内有约至320nm的近紫外光，如果用石英灯泡，还可远些。用氢灯或氙灯可得更远些紫外光，适用于400~190nm范围。此外还有氦灯、氪灯等。
水银灯是主要的紫外光源，其较高压者发出连续光谱，应用于晒图和光化学工作。它的一种形式为黑光灯。荧光灯也有涂以发紫外光材料的，按其用途而发出不同波段辐射。远紫外方面，有火花、赖曼闪光灯、舒赖灯、无极灯。激光也早已有紫外的波长。可用于紫外线杀菌、激发荧光(荧光显微镜、验钞)、诱杀害虫、晒图等。不同形状和大小、角度和弯曲、边缘和凹凸情况的三维部件固化时，需要光投射到所有的表面上，且应有足够的能量。 一般灯具由灯管和反射罩组成，反射罩用于聚集光束定向投射到物件上，反射罩一般为椭圆形或抛物线状的。使用椭圆形反射罩时，灯管置于椭圆的第一焦点上，灯光则在第二焦点上聚焦形成狭窄的高辐照度光束。但是，由于光的发散，偏离此点后，辐照度迅速降低。而使用抛物线灯罩，在较宽的范围内可得到平行紫外光束，但是辐照度低且可在三维物体上增加阴影。 工业上的许多三维物件在涂漆时需要固化"光学厚"涂料，这是一种具有高紫外吸收率的涂料。但是紫外光线的能量密度在穿越涂层时会迅速降低，对固化极为不利。为确保充分固化，涂层的底部亦需充分光照。而且厚涂层里含有大量的颜料和添加剂，更不利于透光。只有使用高辐照度的紫外光才可能实现彻底固化。涂漆平板基才时，可以使用椭圆反射罩，将最高辐射度区域(即焦点)聚焦在涂层上。但是，对于三维物件的固化，实现起来却困难得多。利用一套紧凑的模块式灯具系统，可以跟踪物件轮廓或者照射某些特定区域。对微波动力灯的椭圆面凹处进行修正，可以变化光的聚焦，使焦点离灯面更远，从而使聚焦面变宽。虽然这样会减少辐射度的峰值，但可以使光的强度比较均匀，在离灯较远的地方也可以得到足够的辐照，同时又保持了聚集和发散光的优点，减少了阴影出现。可参看表1中的结果进行比较。表1–辐射度峰值的比较(单位:瓦特/平方厘米),灯具为 240瓦特/厘米(600瓦特/英尺) 灯与物件的距离: 反射罩类型。
与可见光和红外线相同，都是由于原子外层电子受到激发而产生的。例如以电能激发汞蒸气中的汞原子，即可发出紫外光。为了增加有效距离，需要使用石英玻璃作为灯管材料。当有机污染物经过紫外线照射区域时，紫外线会穿透生物的细胞膜和细胞核，紫外线被DNA或RNA的碱基对吸收，发生光化作用，使细胞的遗传物质发生变化，从而使细胞遗传物质的活性丧失，微生物不能繁殖或是不久就会死亡。室内空气消毒机对经过其照射范围内的微生物产生累加的影响，也就是说，对第一次经过紫外线照射区域没有被杀死的微生物，在随后的循环中将会被杀死。紫外线会破坏生物的再生能力，这点是非常重要的。因为一个细菌在24小时内会繁殖成百上千甚至上百万细菌，这也意味着即使最有效的空气过滤器也不能完全去除微生物，所以利用紫外线灭菌是治本之道。一种微生物被紫外线杀灭所需要的剂量取决于紫外光强度和照射时间。同样原理，使用较低剂量的紫外线照射微生物引起的非致命突变，可作为微生物诱变育种的手段。紫外线还会使空气中的氧气变成臭氧，从而起到灭菌的作用。
