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【过程】水消毒智能手机:微型UV-C LED系统

发布日期:2018-10-30 14:53 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

介绍 随着社会不断寻求更可靠,高效和环保的光源 , 紫外线(UV) -C或发射240至280纳米的杀菌发光二极管(LED) 的引入 已经开始影响水,空气和表面 消毒 市场的发展 消毒 应用的 来

介绍

随着社会不断寻求更可靠,高效和环保的光源紫外线(UV) -C或发射240至280纳米的杀菌发光二极管(LED)的引入已经开始影响水,空气和表面消毒市场的发展消毒应用的来源以非常低的成本生产持续更高产量的UV- CED 的前景意味着它有可能更广泛地部署到全球人口中。

为了帮助理解,其中这一新技术将带我们,我们对比小的发展规模,或微杀菌紫外线技术水处理智能手机的发展。许多技术(包括微处理器和可见LED)的进步使得世界上85%的人口目前能够访问分布式通信/信息接入。这发生在相对较短的时间范围内:大约15年。我们主张UV- LED的引入类似于可见LED的引入,作为智能手机开发的支持技术。也就是说,引入了紫外线-C-LED将通过增加获得安全饮用水的途径,对全球大部分人口产生深远影响。

UV -C LED的当前状态

LED是由基板材料构成的多层构成的半导体器件。它们可以设计成在UV- C范围内发射光子,因此用于执行与传统的气体放电 紫外相同的功能但是,它们是一种环保的替代品,因为它们不含重金属,不需要特殊处理或处理此外,它们的瞬时开关操作和减小的占位面积使得更大程度的设计自由度适用于尺寸,电压,快速操作和架构限制禁止使用传统汞灯技术的应用。(首先UV- LED器件主要在美国和日本开发,作为发射蓝光,然后发射UV- A和UV- B波长区域的LED器件的扩展。)

智能手机与微型UV- LED产品之间的相关性

那么,我们如何在两种技术之间划分相似之处呢?2016年发布的“ 世界发展报告”显示,在2000年,世界人口中只有5%可以使用手机。到2015年,这一数字增长到90%。这种增长主要归功于智能手机显示器和其他支持技术中使用的先进技术(如可见LED)。表1概述了增加智能手机对全球人口可及性的因素,并试图确定UV- LED系统的类似并行因素

值得注意的是,计算机的进步使我们今天在智能手机中可以实现分散和个性化的计算机会。回顾过去,计算机最初由政府所有,然后是大公司,最后由整个部门共享。这已转变为更多分散的机会,例如我们目前使用的个人和多个设备(例如智能手机,平板电脑,笔记本电脑)。通过开发基于UV -AC的水消毒系统,这为消毒领域提供了令人兴奋的平行

与计算机相比,紫外线消毒的起点非常相似。治疗始于大流量市政治疗设施,第一次是在1910年法国马赛。政府所有的研究和监管机构在大型企业的协助下,开发了适应紫外线消毒技术的开发项目。到21世纪初,出现了许多large- 规模 UV 处理安装在大型城市(如纽约,旧金山,伦敦,巴黎,奥克兰,悉尼,香港等)的系统。

传统的基于的灯也变得更小,并且与电子控制器和全球供应链相结合,家用(POE)和商用(POU)系统的商业化可用性增加。UV- CN LED 的引入大大增加了消毒应用的可能性,因为这种固态技术几乎可以嵌入任何可能引起空气,表面或水污染的产品中

当您检查分布式紫外线消毒的细节时,常规紫外线灯有一些限制,特别是与组合紫外灯和驱动器(镇流器)的占地面积有关考虑到LED技术的高功率密度的特性,固态UV - C LED总是具有占位面积优势。这有助于将UV- CN LED 更深地嵌入需要消毒的工艺中此外,较小的基于紫外灯(输入功率低于20W)通常效率低于高功率紫外灯,为采用紫外线提供了进一步的驱动力。 -C-LED用于更小,更分散的流量,例如小于20 L / m(5.2 / gpm)。

UV- LED LED水消毒产品现状

UV- LED水消毒系统目前正在用于尚未使用传统汞灯系统的应用中,在医疗设备,牙线消毒,饮水机,制冰机,电器等领域创造了全新的市场。目前可用的UV- LED水消毒系统通常针对低于20 L / m的流量和对气体放电灯具有挑战性的特定应用例如,基于UV -LED的系统极小的占地面积使其能够直接集成在水龙头和电器中。UVLED的无状态允许这些系统被整合到医疗设备,航空航天和军事应用中,传统的紫外线系统经常因潜在的破损和 污染风险而被打折(见图2和图3)。

UV- LED设备和系统的未来UV社区中备受争议的话题当前焦点和讨论的是对相对低的效率和所述个体的光输出UV -C LED在文献中报道的设备相比,最大的可用 -vapor UV灯。然而,考虑到低于20 L / m范围的商用UV -CED基产品的产品性能,以及类似容量的传统汞 -蒸汽灯产品更有帮助市场经验已经证明用户要求消毒具有UV- AC光源提供的独特优势的解决方案,并愿意集成这些新解决方案。在某些情况下,成本较低,而在其他情况下,用户准备支付额外费用。然而,在大多数情况下,UV- CN LED解决方案正在为UV技术创造新的应用,而不是取代现有的气体电灯。

所有这些发展将在何处引领,对未来的应用有何影响?一个很好的参考点是由Roland Haitz博士开发的Haitz定律被称为“LED教父”。它指出,每十年,LED的光输出将增加20倍,而每光输出的价格将下降10倍。对当前光输出数据和UV- CN LED 定价的回顾表明UV- LED器件开发在Haitz定律描述的范围内基于这一轨迹,2026的含义是每个LED 1.4瓦特,0.1美元/毫瓦。

这是什么意思?基于当前技术的现状,我们已经看到了发达国家UV- LED水消毒技术在其增值效益得到重视的应用中的应用。但是发展中国家呢?这项技术是否会使发展中国家更容易进行水消毒早些时候,我们讨论了智能手机技术的快速发展以及90%的世界人口现在可以使用这些技术的事实。为了展示改善水消毒的需要,同样的数据来源(世界发展报告)表明,改善世界各地的卫生条件从2000年到2015年仅增长了20%。进一步的是以绝对值获得安全饮酒的成本和净收入的百分比。大多数美国居民每立方米洁净水支付不到1美元,而菲律宾则增加到3美元,哥伦比亚则增加5美元。

结论

几个世纪以来,清洁水一直是世界各地的一场斗争。发达国家越来越多地采用UV- AC LED水消毒技术,确实有利于发展中国家并增加消毒技术的可及性发达国家的产量增加将降低基础 UV-LED技术的总体价格,并结合工程改进,将增加该技术对发展中国家的承受能力。虽然纳米技术的进步使得世界上85%的人在15年内获得了移动电话,但紫外纳米技术将在世界的用水需求中发挥重要作用。

(责任编辑:活性炭网)
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