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艾迈斯欧司朗迟光伟:五大类应用案例,揭示UVC LED消杀市场未来发展路径

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-12-17 来源:艾迈斯欧司朗浏览次数:363
近日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)、国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)联合主办,北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛(IFWS & SSLCHINA 2021)在深圳会展中心举行。
迟光伟
期间,由艾迈斯欧司朗、中科潞安紫外光电科技有限公司、山西中科潞安半导体技术研究院有限公司、广州市鸿利秉一光电科技有限公司协办支持的“固态紫外器件应用“论坛如期举行。会上,艾迈斯欧司朗技术应用经理迟光伟带来了题为“UVC LED的技术发展及其创新应用“的主题报告。

迟光伟简要介绍称,合并后的艾迈斯欧司朗集团将主要专注于消费、汽车、工业和医疗领域,继续扩大
在光学系统的4大核心技术支柱领域布局,即围绕光源、光学元器件+微型模组、探测器以及相应的算法和软件等方面发力,为客户提供整个光学系统的所有部件,进一步增强自身在光学解决方案领域的全球领导者地位。

接着,迟光伟向到场嘉宾和观众详细介绍了UVC杀菌原理、UVC的技术路线选择、ams OSRAM的UVC LED产品定位和创新应用等,引起到场听众的强烈兴趣并积极交流探讨。

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01
UVC杀菌原理及效率

按照波长范围,紫外光(UV)通常分为UVA、UVB、UVC。迟光伟指出,UVC波长短、能量高,通过高能光子打破DNA/RNA结构中最薄弱环节,使得细菌/病毒等微生物繁殖过程失活,实现高效快速的广谱杀菌效果。

 

当前,“平均杀菌反应曲线(由IESNA和DIN定义)”是国际化的共识标准,指引业界找到更适合消杀的具体波段。比如,下图中253nm到300nm区间有一个峰值,意味着对应波长(即265nm)的光源杀菌效果最好。这也是为什么后来整个行业都围绕着265nm附近来开发UVC杀菌光源的主要原因。

 

实际的杀菌效果,除了要选对”药“,即效果更好的、靠近265nm波长的光源,还要考虑“暴露剂量",其计算方式可以表示为单位面积光功率(W/m²)与暴露时间(s)的乘积。迟光伟强调到,暴露剂量非常重要,为达到较佳消杀效果,往往要求暴露剂量要针对不同病原体,达到甚至超出目标消杀效果所需。

02
275nm UVC LED成主流

当前,UVC LED前景向好,这主要受益于其寿命长、不易碎、体积小,且符合安全、环保的无汞要求。但是,迟光伟指出,在未来不太短的时间里,我们将面对UVC LED和注汞石英灯并存的现状,因为UVC LED的出光效率(WPE)目前仅能做到6%,而汞灯可高达25%。预计最早在2026年,UVC LED的WPE有望实现20%,并在2028年前提升至25%。

 

为什么UVC LED行业选择265nm波长的厂商很少?迟光伟解释称,265nm波长的UVC平均杀菌效果最大,但是UVC LED出光效率最高的波长却在约280nm波长处,为兼顾消杀效果和LED光效,ams OSRAM等行业主流厂商都以275nm附近为主。

03
ams OSRAM UVC LED产品定位

迟光伟简要介绍了目前ams OSRAM相关产品,OSLON® UV系列。尺寸上,OSLON® UV系列主要有3636封装和6060封装,其中,3636封装的产品为小功率,从5mW到40mW;6060封装的是新推出的产品,功率为100mW,光效高达6%。

 

迟光伟还透露,受益于技术创新,ams OSRAM未来即将推出最佳消杀效率波长265nm的6060封装产品,引领业界取得更佳消杀效率。

从UVC LED应用拓展路线来看,迟光伟表示,ams OSRAM认为随着技术水平的提升,市场将呈现4波发展浪潮。第一波是当前时期,以消费类产品为主;第二波将主要拓展至小规模的流水、通风、室内表面和食品等消杀;第三波是专业的流水、医疗和公共交通工具的应用;第四波就是比较大型的水处理或者是一些冷链消杀。

 

不同阶段应用需求重点不同。以对UVC光效要求为例,越往后要求越高。比如,目前一般小功率产品的光效是2%,ams OSRAM作为业界领军企业,100mW 6060产品也仅仅是6%,而大型或大流量场所的消杀要求UVC LED光效要达到甚至高于20%,这是对全行业技术提升的更高期待

在现有的UVC LED技术水平下,如何保证消杀效果?目前业内普遍的做法是请第三方如广微所等出检测结果,在实际应用中尚未有更便捷的方案。迟光伟表示,ams OSRAM正在开发一款传感器,用于实时检测UV在物体表面的剂量,值得期待。

对比市面众多UVC LED产品可以发现,ams OSRAM产品具有高输出、高可靠、高效率和无臭氧优势。迟光伟具体介绍到,从实际检测结果来看,ams OSRAM产品的可靠性和寿命都是满足国际标准要求的,甚至有些标准比国际标准更为严苛。从光输出来看,相同尺寸时,ams OSRAM产品的光输出更高,比如同样是做到100mW,ams OSRAM可以用更少LED来达到同样的系统效果。可见,从UVC LED系统成本来考量,ams OSRAM产品都是极佳的选择。

 

04
OSLON® UV系列产品创新应用

迟光伟分五大类,逐一展示了ams OSRAM客户用OSLON® UV系列做的实际应用成品。

 

第一类是便携式消毒棒/杀菌棒、医疗给药器/留置针消毒,电梯扶手、公用台面等公共表面消毒,以及空气净化器滤网杀菌、静态水(水箱)消毒模组等消杀。

 

第二类是常见的家电类消杀,包括饮水机、咖啡机、除螨仪、除湿器,以及洗衣机、洗碗机、冰箱、空调等的消杀。

 

第三类是水的消杀。从消费类、小型水到工业水,不同的等级对LED光功率的需求是不一样的。在不同的流量条件、不同的消杀效果要求、不同的流水方式下,消杀要求的光功率也不同。

第四类是UV消毒灯具。其中有些主要是用传统的灯管来做的。ams OSRAM有些欧洲客户,做棚顶UVC的消杀,在一次病毒广泛传播情况下验证过,棚顶消杀在医院中能起到非常好的效果。ams OSRAM结合自身技术优势,会建议添加传感器和网络控制以确保安全运行。

 

 

第五类是车内及交通工具舱内这些环境中对表面的消杀。

迟光伟表示,希望这些实际应用成品能帮助大家形成比较感性的认识,从而对UVC LED的技术路线有更清晰的认知,也对其应用未来抱有更大的信心。

 
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