[發明專利]LED紫外線殺菌燈

無效

• 申請號: 201110262983.2
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102352974A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 俞國林;陸志豪;陳曦
• 申請（專利權）人: 俞國林;陸志豪;陳曦
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V15/02;F21V23/00;A61L9/20;C02F1/32;F21Y101/02
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技術領域

本發明涉及一種紫外線殺菌燈，特別涉及一種LED紫外線殺菌燈，它適用于空氣消毒和水凈化技術領域。

背景技術

紫外線殺菌是利用細胞對波長位于250～270nm的紫外線有最大的吸收，被吸收的紫外線作用于細胞遺傳物質(脫氧核糖核酸，DNA)，它起到一種光化作用，紫外光子的能量被DNA中的堿基對吸收，引起遺傳物質發生變異，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。

通常的紫外線殺菌燈(UV燈)實際上是屬于一種低壓汞燈，和普通日光燈一樣，利用較低汞蒸汽壓(＜10^-2Pa)被激化而發射紫外線。不同的是日光燈的燈管采用的是普通玻璃，而殺菌燈的燈管一般采用石英玻璃制作，因為石英玻璃對紫外線各波段都有很高的透過率(達80％-90％)，是做殺菌燈的最佳材料。紫外線殺菌燈的發光譜線主要有254nm和185nm兩條。254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌，185nm紫外線可將空氣中的O₂變成O₃(臭氧)，臭氧具有強氧化作用而可以有效地殺滅細菌。真正具有殺菌作用的是UVC波段(波長100～275nm)的紫外線，該波段紫外線很容易被生物體的DNA吸收，尤其以254nm左右的紫外線最佳，因此在紫外線殺菌燈工作過程中，真正起作用的是254nm波長的紫外線。

目前，紫外線殺菌燈主要存在以下幾個方面的問題：

1、紫外線光照強度衰退較快，壽命不長。石英燈管在點燃2000-3000小時后，紫外線強度會減到初始時的70％～80％。目前，國產紫外燈有效壽命一般為1000～3000小時，進口低壓燈管的有效運行時間也只有8000～12000小時。

2、在殺菌過程中，真正起作用的是254nm波長的紫外光，因此殺菌燈可利用的紫外光強度較低，即發光效率較低。

3、元素汞是對人體極端有害的物質，容易造成環境污染，產品回收將是一個很大的問題，一旦泄漏將對環境構成極大地威脅。

發明內容

本發明的目的是提供一種LED紫外線殺菌燈，解決現有技術中存在的紫外線光照強度衰退較快，發光效率較低和元素汞是對人體有毒有害的技術問題。

本發明的特征是：1)采用發光效率高、使用壽命長的紫外(波長為250-270nm)半導體InGaN/AlGaN和MgZnO/ZnO異質結和量子阱發光管(LED)作為光源。由于發光管的發散角約為120度，我們在三到六個方向放置發光板，發光板放置越多，更能保證四個方向的發射強度均勻，達到與低壓汞燈等效的目的。2)采用PCB電路板為LED芯片的基板，在上面等間隔放置3-40個LED芯片，根據殺菌燈的長度適當選取。3)為了克服紫外線在空氣中衰減快的特點，我們設計了在石英管中保持真空的方案，將會大大提高紫外線的發射效率和使用壽命。4)為了方便替代現有的低壓汞燈，外殼選用與低壓汞燈相同規格(等長、等直徑)的石英玻璃管封裝。正、負電極從石英管兩端引出，為發光管芯片引入工作所需的電流。

本發明的具體技術方案如下：

如附圖1和2所示，紫外線殺菌燈包括長條型的多邊形金屬支架100、絕緣套管101、金屬外電極102、發光板103、石英外管104、石英內管105和金屬引線106。

所述的多邊形金屬支架100是一個正N邊形的金屬棒，其中N為發光板的數量，N＝3-6，金屬棒的兩端有絕緣套101的安裝孔；

所述的發光板103結構如附圖3所示，它由發光板PCB電路板106、LED芯片107、電極引線108、正電極金絲109、負電極金絲110組成，LED芯片107等距離均勻排布在PCB電路板106上，芯片用銀漿粘到PCB電路板，采用超聲熱壓的方法將芯片的正、負金絲引線分別焊接到電路板上相應的金電極上；

所述的石英外管104和石英內管105與低壓汞燈相同。

紫外線殺菌燈的制作過程如下：

1.將發光板103用環氧膠粘貼在多邊形金屬支架100的各個側面上；

2.金屬外電極102用氫氧焰燒結在石英內管105的底部中心位置，一端套上絕緣套管101，并使用抗紫外線的環氧樹脂固定在多邊形金屬棒100兩端的安裝孔中；

3.將發光板的兩側正、負電極通過金屬引線109分別用焊錫與金屬外電極102相連，發光板之間采取并聯的方式連接；