在新冠疫情常態(tài)化發(fā)展的大背景下，消費(fèi)者更加重視安全、潔凈、健康的居家環(huán)境，UVC LED成長(zhǎng)潛力備受LED廠商看好。

作為專業(yè)的UVC LED紫外殺菌模組設(shè)計(jì)制造商，慧億科技在長(zhǎng)期的UVC LED殺菌模塊研發(fā)過(guò)程中，積累了豐富的技術(shù)儲(chǔ)備。

6月3日，TrendForce集邦咨詢旗下光電研究處LEDinside攜手第14屆國(guó)際上海水處理展舉辦的“2021 UVC LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)研討會(huì)”上，慧億科技孟楠博士分享UVC LED殺菌模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造的經(jīng)驗(yàn)。

慧億科技孟楠博士

UVC劑量是殺菌模塊成敗的關(guān)鍵

模塊殺菌效果的好壞取決于紫外的劑量，如何能設(shè)計(jì)出好的殺菌模塊？

孟楠博士指出：“UVC LED模塊設(shè)計(jì)，歸根到底是紫外劑量的設(shè)計(jì)，UVC劑量是殺菌模塊成敗的關(guān)鍵。”

劑量是指單位面積在單位時(shí)間內(nèi)接受的紫外線能量，目前每平方厘米30毫焦是國(guó)家規(guī)定的紫外線殺菌硬指標(biāo)。照射時(shí)間和照射強(qiáng)度是影響劑量的兩個(gè)要素，在設(shè)計(jì)殺菌模塊時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考量。

比如水殺菌模塊UVC劑量分布，由于距離底部LED燈板不同，水殺菌模塊受到紫外輻射劑量是不相同的，借助專業(yè)的光線追蹤工具，可以大致得知不同距離輻射的劑量。如針對(duì)流水殺菌特點(diǎn)，通過(guò)控制結(jié)構(gòu)體積大小可以控制所接受的輻射劑量。

孟楠博士表示，在整體殺菌模塊成本較高的前提下，最簡(jiǎn)單可行的提升殺菌率的方法，就是延長(zhǎng)LED點(diǎn)亮?xí)r間，也就是照射時(shí)間。比如可以在滿足客戶流速需求的前提下，通過(guò)改變模組結(jié)構(gòu)讓水流稍微變慢。

從照射強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，LED為點(diǎn)狀光源，其照射范圍內(nèi)光強(qiáng)分布通常為同心圓環(huán)型，此外，根據(jù)不同的照射需求，LED配光結(jié)構(gòu)必須做出相應(yīng)調(diào)整，重點(diǎn)照射和全面照射要區(qū)別對(duì)待，還需考慮空間射線吸收情況，減少光能損耗。

產(chǎn)品需同時(shí)滿足殺菌率、使用壽命、可靠性三大要素

“全面可靠性的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證是保證UVC LED產(chǎn)品質(zhì)量的唯一方法。只有同時(shí)滿足殺菌率、使用壽命、可靠性三大要求的產(chǎn)品，才是一款有生命力的產(chǎn)品”，孟楠博士說(shuō)道。

在完成紫外劑量設(shè)計(jì)后，接著是殺菌模塊使用壽命與可靠性的設(shè)計(jì)。

模塊使用壽命主要由LED的散熱工況決定，根據(jù)散熱條件的不同，LED使用壽命可以從數(shù)百小時(shí)到數(shù)千小時(shí)之間變化，大功率LED對(duì)基板溫度變化更加敏感。

除了基板之外，LED本身散熱設(shè)計(jì)同樣重要，不能忽略LED的溫度和散熱對(duì)殺菌率的影響。

孟楠博士強(qiáng)調(diào)，模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分重視LED的發(fā)熱狀況，新材料新工藝應(yīng)用有助于改善LED的散熱。

值得一提的是，慧億科技針對(duì)現(xiàn)有家用及商用凈水器應(yīng)用特點(diǎn)，從殺菌率、使用壽命及安全性三個(gè)方面全盤(pán)考慮，向客戶提供符合需求的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)UVC LED模組解決方案。此外，慧億科技已經(jīng)著手建立紫外殺菌模塊的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

孟楠博士補(bǔ)充道，慧億科技擁有完整的模塊劑量設(shè)計(jì)流程，包括理論計(jì)算、軟件模擬、輻射測(cè)試和劑量驗(yàn)證四個(gè)步驟。

慧億正積極探索UVC LED新應(yīng)用場(chǎng)合

在應(yīng)用領(lǐng)域上，UVC LED殺菌在凈水殺菌市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)展成熟，并逐漸走向高端市場(chǎng)。慧億科技也在積極探索白色家電等新應(yīng)用場(chǎng)合，不斷推出新的解決方案，如空間殺菌、家電殺菌、商場(chǎng)殺菌、醫(yī)療殺菌等。

孟楠博士介紹，作為首批獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定的UVC LED殺菌模塊類設(shè)計(jì)生產(chǎn)企業(yè)之一，慧億科技以企業(yè)方針為引導(dǎo)條件，在尊重技術(shù)和人才的前提下，確立了只做原創(chuàng)產(chǎn)品的市場(chǎng)策略，所有慧億產(chǎn)品都是充分自主研發(fā)，自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

其中，在家電殺菌領(lǐng)域，慧億科技新推出的的紫外殺菌水龍頭，完美契合廚房?jī)羲枨?，具?-10L/min殺菌流量可選，殺菌率達(dá)99.99%，采用多重散熱方式，另外集成了最新的模塊設(shè)計(jì)理念，光、電，熱聯(lián)合設(shè)計(jì)，殺菌、抑菌自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)了即開(kāi)即飲。

此外，在醫(yī)療殺菌領(lǐng)域，慧億科技推出針對(duì)醫(yī)院環(huán)境的UVC LED大范圍表面殺菌模組，集成36顆大功率UVC LED，搭配專為UVC LED設(shè)計(jì)的二次光學(xué)模塊，在2m的距離上，實(shí)現(xiàn)了1min照射劑量30mJ/cm2以上，能夠有效地滅殺附著在受光面的細(xì)菌和病毒。

孟楠博士表示，UVC LED殺菌應(yīng)用正逐步被市場(chǎng)認(rèn)可，應(yīng)用正在向消費(fèi)市場(chǎng)下沉，未來(lái)在消費(fèi)市場(chǎng)和商用公共場(chǎng)所的大規(guī)模應(yīng)用可期，但這需要多樣化的解決方案及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)市場(chǎng)的共同開(kāi)發(fā)和拓展。（文：LEDinside Mia）

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