1、無臭氧紫外線殺菌燈及其長壽命技術冃前，市場上常用的低壓紫外殺菌燈管有硼酸玻璃和石英玻璃兩種。前者紫外輸出能量較低，后者因制造工藝的限制，使用壽命普遍偏短，一般只有20003000小時，更換頻繁, 也很不經濟，且兩種玻璃制成的燈都會產生臭氧。筆者與同仁們一起對用于高純水凈化的無 臭氧紫外線殺菌燈進行了分析和研究，以期提高燈的壽命。二、無臭氧紫外線殺菌燈的特點 無臭氧紫外線殺菌燈（以下簡稱無臭氧殺菌燈）屬低氣壓弧光放電光源。它采用摻鈦石英玻璃，可以濾掉燈燃點時產生臭氧的1850A光，使燈不產生或產生極少臭氧。當空氣中的 臭氧濃度超過OSmg/n?時，人便會出現頭痛、胸悶、胸痛等癥狀；濃度再高時，會

2、危及生命。 這對在純水站工作人員的健康十分不利。同時，臭氧會破壞高純水的電導率。電導率是衡量 水質的重要指標之一。由于生產石英玻管工藝的限制，較長的燈管管徑一般不能做得太粗，因此無臭氧殺菌燈的外徑一般只有1618mm左右。它比一般熒光燈管徑（26mm,38mm）更細，制燈工藝要求更為嚴格。無臭氧殺菌燈常用的規格有220V30W, 220V40W,配以鎮流器。電路較熒光燈略有不IIII同，見圖1。這種電路采用電感、電容在串聯諧振時產生高電壓,將燈啟動點燃O使用時，無臭氧殺菌燈被放置在通過式紫外光線殺菌裝置里,見圖2o啟動電容K 220v麗器圖1無臭氧殺菌燈電路圖圖2通過式紫外線殺菌裝置87#1密

3、封裝置2外殼3石英套管4紫外線燈管#三、彩響燈壽命因素的分析 眾所周知，普通40W熒光燈壽命為8000小時，有的廠家甚至做到10000小時以上。而普通無臭氧殺菌燈壽命只有它的1/4-1/5,究竟是什么原因，我們認為值得研究。1. 壓封工藝對燈壽命的影響熒光燈采用煤氧焰封口工藝，燈陰極在封口過程中幾乎不受熱輻射影響；無臭氧殺菌燈采用氫氧焰將石英玻璃燒熔，然后趁熱與鈕箔壓在一起的工藝。此時熔融狀的石英玻璃至少 在15001600°C左右，陰極離壓封部位僅2025mm,處于受熱發紅狀態，溫度達800900°C。對F三元碳酸鹽電子粉，此溫度恰是分解溫度，其反應方程式如下:CaCO3

4、CaO+CO2 tSrCO3SrO+CO2 tBaCO3BaO+CO2 t曲此看出，壓封時，燈陰極已經受了一次高溫分解的過程。這是影響燈壽命的因素之一。2. 燈絲構造對燈壽命的影響燈絲是燈的重要部件之一。燈絲作為電極發熱源和電子粉的載體，其結構形式將直接影響到陰極熱點溫度、啟動性能、電子粉的涂敷量和燈的壽命，特別是管徑較細的無臭氧殺菌燈。從熒光燈原理得知：陰極除承擔發射電子外，還承受離子流的轟擊，而燈管直徑和電流 密度有一定的比例關系，當電流和汞壓力不變時，管徑越細電流密度就越大。此時，陰極的 熱量增加，導致濺射加劇，電子粉耗量增加，從而縮短燈壽命。這是影響燈壽命的另一因素。3. 不匹配封接燈

5、壽命的影響。這點往往被制造廠家所忽視。普通石英玻璃的膨脹系數為5.4X10-7/C,鈕的膨脹系數為49X10VC,兩者封接，膨脹系數相差近10倍。玻璃容易產生內應力，導致慢性漏氣。無臭If氧殺菌燈用玻璃是摻鈦石英玻璃，膨脹系數比普通石英玻璃更小，壓封后的內應力更大，慢 性漏氣率有時高達25%,嚴重地影響了燈的壽命。4. 石英玻璃的選擇對類壽命的影響起初，我們使用的玻璃是氣煉法生產的。這種玻璃含OH根高達200ppm, 1000°C釋氣量在1.2ml/100g以上。燈在燃點時雜質氣體不斷釋放出來，導致燈壽命減短。四、措施及實驗 前面，我們粗淺地分析了影響無臭氧殺菌燈壽命的一些原因。針對

6、這些因素，我們采取了一哇措施并用實驗驗證。】.用新型電子粉代替常用的三元碳酸鹽電子粉，可以克服以上缺點。實驗發現，將碳酸鎖等兒種碳酸鹽同某一種氧化物經800-1000°C和13001400°C高溫燒制后，再經200小時的 球磨，可制得新型耐高溫電子粉。其性能情況見表1。表1兩種電子粉性能對比名稱制燈涂敷與燈絲耐髙溫耐中毒耐離子轟數量方法的附著力擊性能三元碳酸鹽電子粉耐髙溫電泳法牢固不耐高溫浸涂法牢固耐高溫有輕度中毒現象無中毒91#電子粉2.改變燈絲結構。實驗表明，用雙芯絲制成的三螺旋結構的燈絲無論從啟動性能、電子粉涂敷量還是耐離子轟擊情況，均優于紫外線殺菌燈常用的雙螺旋燈絲

7、。特別是電子粉的涂 敷量，雙螺旋燈絲為78mg（燈絲涂滿圈），三螺旋燈絲可達10llmg,無疑對無臭氧殺菌燈 壽命的提咼十分有利。h降低慢性漏氣率 a.改變鉗箔厚度。鈕箔同石英玻璃封接，靠鎧片經退鍍后兩邊形成的刃邊同石英玻璃密封。鋁箔太厚，刃邊不易密封，且內應力較大，產生慢性漏氣；鈕箔太簿，易壓斷鈕箔，形u成斷路，造成制燈廢品。一般廠家采用的鈕箔厚度為0.0350.040mm。通過實驗，我們采用 的厚度為0.0280.032mm,效果十分明顯。b選用摻鈦量適中的石英玻璃。實驗表明，石英玻璃中鈦的含量越多，玻璃的膨脹系數越小.見圖3,這對壓封密封性能不利。實驗還表明，玻璃中鈦含量越多，對截止紫外

8、光波長就越長，甚至可能會濾掉有用的2537A光，見圖4。這對燈的紫外能量輸出不利，減弱燈的殺菌效果。但是玻璃中摻鈦量過E 200ppm 以下,少，燈產生的臭氧量就多，起不到無臭氧的目的。目前, 其透紫外性能經國家建材部建材料研院測試，符合要求。膨脹系數(x 10*7/c)10080604020015002000250030003500X auJ 23456摻鈦量(%)圖4三種石英玻璃的透射曲線圖3 TiCh含量對石英玻璃的影響(10 100 °C)1.摻鈦量為0的石英玻璃2.摻鈦量為0.02%的石英玻璃3.摻鈦量為2%的右英玻璃20002500.30003500X(A)5摻鈦石英玻璃

9、的光譜投射率曲線4.選用真空熔融法生產的摻鈦石英玻璃。據測試，采用此法生產的摻鈦石英玻璃，°H 根含量低于9ppm, 1000°C釋氣量在0.25ml/100g以下。較氣煉法相比，OH根含量低20多倍, 釋氣量也低近5倍。五、效果將以上幾種改進技術，綜合用于無臭氧殺菌燈，并對批量生產的200V 40W燈的性能參數進行了測試。1.壽命：6000小時，比普通石英管殺菌燈提高23倍。2.紫外能量輸出：經廠計量檢測中心對10支樣燈檢測，0小時紫外輸出比用三元碳酸鹽電子粉的石英管殺菌燈低1.18%o分析原因，這是耐高溫電子粉本身的特性所決定的。100 小時紫外輸出比三元碳酸鹽電子粉的

10、石英管殺菌燈提高5,71%。3.殺菌能力:這是殺菌燈的重要指標之一a.測試方法：殺菌率同殺菌裝置的水流量有關。水流量大，水中的細菌（例如枯草芽胞桿菌、大腸桿菌等）受紫外光線照射的時間短，殺死率不高；但水流量太小，又會影響水量 的正常供應。測試的流速為2n?/小時，測試的水溫為15°COb.測試結果：經取樣送檢水樣分析的指定單位江蘇省化工研究所檢測，細菌殺滅率在99%以上，符合電子工業生產的殺菌要求。4.電導率：高純水電導率0.1微姆/厘米，符合生產要求。六、結語無臭氧紫外殺菌燈長壽命技術的研究，有助于生產成本的降低和利用率的提高。但是作 為低壓氣體放電光源來講，影響燈的因素很多。例如：填充氣體的種類、氣壓大小、排氣工 藝的不同等等，都有很多工作可做。相信經過光源同行的共同努力，無臭氧紫外線殺菌燈會 達到個更新更高的水平。（胡進）C波段紫外線的滅菌作用1紫外線1802年德國物理學家里特（Ritte）發現一種人眼看不見的光線，它位于可見光譜的紫光區的外側，被稱為紫外光或紫外線。紫外線一