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TUhjnbcbe - 2025/7/21 17:00:00

紫外灯,作为能够产生广泛紫外光的光源,其工作原理与多种应用领域密切相关。值得注意的是,在日常生活中的许多光源,如太阳,都不可避免地发出紫外线。以常见的钨灯为例,其玻璃透射紫外的范围内,可以产生近至nm的紫外光。若采用石英灯泡,这一范围甚至可以扩展得更远。氢灯或氙灯则能提供更宽范围的紫外光,覆盖至90nm的波长。此外,还有如氦灯、氪灯等特殊类型的紫外灯。

.介绍

水银灯作为主要的紫外光源,其高压状态能发出连续光谱,广泛应用于晒图和光化学领域。其中,黑光灯是水银灯的一种常见形式。此外,荧光灯通过涂覆发紫外光的材料,也能发出特定波段的辐射,以满足不同的使用需求。在远紫外领域,火花、赖曼闪光灯、舒赖灯以及无极灯等光源都发挥着重要作用。同时,激光技术也已涵盖紫外波长范围。

2.用途

水银灯在紫外光源领域具有广泛的应用,包括紫外线杀菌、激发荧光(如荧光显微镜和验钞)、诱杀害虫以及晒图等。当三维部件进行固化时,它们可能具有不同的形状、大小、角度和弯曲,以及边缘和凹凸情况,因此需要光能够投射到部件的所有表面上,并具有足够的能量。

为了实现这一点,通常使用由灯管和反射罩组成的灯具。反射罩的主要功能是聚集光束,使其能够定向投射到目标物件上。常见的反射罩形状包括椭圆形和抛物线状。

在椭圆形反射罩的应用中,灯管被置于椭圆的第一焦点上,从而在第二焦点上形成狭窄的高辐照度光束。然而,由于光的自然发散特性,一旦偏离这一焦点,辐照度会迅速下降。

另一方面,抛物线灯罩能够在更宽阔的范围内提供平行紫外光束,但需要注意的是,其辐照度相对较低,并且可能会在三维物体上产生阴影。在工业领域,许多三维物件在涂漆过程中需要固化“光学厚”涂料,这种涂料具有高紫外吸收率。然而,紫外光线在穿越涂层时,其能量密度会迅速衰减,这对固化过程构成了重大挑战。为确保涂层底部也能得到充分的光照,需要使用高辐照度的紫外光。在涂漆平板基材时,可以利用椭圆反射罩将最高辐射度区域(即焦点)精确聚焦在涂层上。但对于三维物件的固化,由于物件表面的不规则性,实现起来则更为复杂。

为了解决这一问题,可以采用一套紧凑的模块式灯具系统,该系统能够跟踪物件轮廓或照射特定区域。通过修正微波动力灯的椭圆面凹处,可以调整光的聚焦,使焦点远离灯面,从而拓宽聚焦面。这样虽然会降低辐射度的峰值,但能够使光的强度更为均匀,确保在离灯较远的区域也能获得足够的辐照度。同时,该系统还结合了聚集光和发散光的优点,减少了阴影的产生。

3.工作原理

3.紫外线来源

紫外线与可见光和红外线一样,都是源于原子外层电子受到激发。例如,通过电能激发汞蒸气中的汞原子,即可产生紫外光。为了确保紫外线的有效照射距离,通常选用石英玻璃作为灯管材料。

3.2杀菌诱变原理

当有机污染物进入紫外线照射区域时,紫外线能穿透生物的细胞膜和细胞核,被DNA或RNA的碱基对吸收并引发光化作用。这一过程会导致细胞遗传物质的改变,从而丧失其活性,使微生物无法繁殖或迅速死亡。室内空气消毒机通过连续照射,对经过其范围内的微生物产生累积影响,即使首次未被杀死的微生物,在后续循环中也会被有效消灭。

紫外线对生物再生能力的破坏是其杀菌效果的关键。由于细菌在24小时内能迅速繁殖成千上万甚至更多,即便是最高效的空气过滤器也难以完全去除微生物。因此,利用紫外线进行灭菌是治本之策。一种微生物被紫外线杀灭所需的剂量,受到紫外光强度和照射时间的影响。同样地,通过使用较低剂量的紫外线对微生物进行照射,可以引发其非致命突变,为微生物的诱变育种提供一种方法。此外,紫外线还会与空气中的氧气发生反应,生成臭氧,进一步增强其灭菌效果。

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