Стерилизация светодиодным UV-C излучением и рекомендации по выбору блоков питания от компании MEAN WELL

Одним из наиболее растущих рынков в период пандемии COVID-19 стал рынок дезинфекции и стерилизации поверхностей контакта различных людей за счет использования источников ультрафиолетового излучения в коротковолновом диапазоне (так называемый «жесткий» ультрафиолет, UV-C), которое оказывает эффективное бактерицидное действие. Традиционно для стерилизации используются ртутные ультрафиолетовые лампы низкого давления, однако такие источники излучения потребляют большое количество электроэнергии, и требуют больше времени для своего запуска, что приводит к уменьшению количества циклов их использования (стерилизации) или невозможности использования в цикличном режиме.

Использование светодиодных светильников жесткого ультрафиолета (UV-C LED) является более перспективным и популярным направлением для создания стерилизующих установок и применения их в гостиницах, транспортных средствах и медицинских учреждениях. Также такие установки на основе UV-C LED можно использовать для встраивания в системы с частым использованием, например, банкоматы и другие устройства массового обслуживания. Компания MEAN WELL предлагает ряд источников питания, которые в силу своих свойств наиболее применимы для использования в установках стерилизации на основании UV-C LED.

В отличие от светодиодов, используемых для освещения и подсветки, UV-C светодиод излучает только в фиолетовом или лиловом (пурпурном) цветовом диапазоне спектра с типовой длиной волны 275 нм и максимальной интенсивностью, чем обеспечивается эффективность стерилизации и уничтожения вирусов и микробов:

Рис. 1. Интенсивность свечения UV-C светодиода

Стерилизация жестким ультрафиолетом на основе LED для дезинфекции поверхностей имеет два ключевых параметра:  время стерилизации и расстояние до поверхности. Одиночный UV-C светодиод мощностью 2.5Вт может выдавать порядка 99.9% освещенности в центре поверхности на расстоянии 6 см (освещенность – это количество энергии потока или яркости на поверхности). Однако, когда края поверхности находятся немного дальше, например, 10 см от оси излучения, уровень освещенности падает до 25%. Соответственно, для улучшения качества стерилизации требуется больше времени, то есть чем больше площадь стерилизуемой поверхности, тем дольше требуется освещать ее УФ излучением для достижения того же эффекта.

Рис. 2. Уровень освещенности на поверхности

Рис. 3. Параметры эффективности стерилизации ультрафиолетовым излучением

Как видно из графика, для эффективной дезинфекции (порядка 99,9%) на расстоянии 45 см от поверхности требуется порядка 5 минут освещения жестким ультрафиолетом, а на расстоянии 1 м – до 18 минут для стерилизации. Таким образом, время и расстояние до поверхности являются ключевыми факторами для установок стерилизации на основе UV-C светодиодов. Соответственно, при разработке установки стерилизации следует учитывать необходимость цикличной работы и программирования времени работы с дистанционным включением и выключением UV-C LED.

Расстояние, время и управление включением/выключением напрямую связаны с выбором подходящего драйвера светодиода для управления светодиодами UV-C – исходя из этих особенностей, инженеры компании MEAN WELL подобрали светодиодные драйверы, которые подходят наилучшим образом для использования в установках стерилизации. В таблице представлены модели блоков питания в зависимости от расстояния до поверхности стерилизации, параметра стабилизации (напряжения или тока) и мощности светильника UV-C. Например, светодиодный драйвер мощностью 20 Вт может использоваться для питания светодиодной матрицы UV-C мощностью 18 Вт для стерилизации 99.9% микробов на поверхности 45-60 см в течение примерно 5 минут. Светодиодный драйвер с функцией включения/выключения позволяет программировать включение/выключение света для стерилизации в цикле. Подобно светодиоду подсветки, он может приводиться в действие светодиодным драйвером со стабилизацией по току (Constant Current, CC) или со стабилизацией по напряжению (Constant Voltage, CV), первый из которых напрямую управляет светодиодом UV-C, а второй – косвенно, с помощью встроенного понижающего светодиодного драйвера постоянного тока.

Более того, для светодиодов с жестким ультрафиолетом UV-C на 360 градусов с более высокими требованиями по мощности также доступны блоки питания серий XLG-100 / 150 / 200 / 240.

Примечание

Коротковолновое ультрафиолетовое излучение UV-C (жесткий ультрафиолет) вредно для человеческого организма при прямом воздействии. Близкое воздействие даже обычных бытовых ультрафиолетовых дезинфицирующих средств может привести к повреждению глаз и кожи. При использовании и работе с источниками ультрафиолетового излучения необходимо применять средства защиты или исключать присутствие человека в зоне излучения.

По вопросам, связанным с выбором и использованием продукции компании MEAN WELL, следует обращаться по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.