当前电梯行业杀菌灯的现状
电梯是常用于公共环境的产品，新冠肺炎疫情期间，诸多电梯内部增加了免洗手液及一次性纸巾等防护产品，同时维护人员会对电梯定期喷洒消毒液及对乘客常接触地方进行清洁，但这些方式并不能完全覆盖电梯的诸多死角，同时会有不少的消毒遗留物存在，对乘客刺激性大，同时可能会对电梯部件造成腐蚀。
后来，诸多电梯厂家从多方面进行考虑和尝试，其中由于紫外线具有可有效杀灭大多数细菌和病毒的特性，使其得到了广泛的应用。
目前常用的自动扶梯扶手带的平均运行速度为0.6m/s，扶手带经过杀菌灯仅有很短的时间。目前市场上很多应用于自动扶梯上的杀菌灯在杀菌测试上要花费几十秒，甚至几分钟才能起到杀菌的作用，其实际杀菌效率并不是很高。那么如何从各式各样的产品中挑选出适合使用的产品呢?这就需要从紫外线杀菌的原理以及结构功能上进行分析。
紫外线杀菌的原理
为何短波紫外线(UVC)发光二极管(LED)可以进行杀菌消毒?紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞中的脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。
病菌微生物DNA是由核苷酸的4种碱基腺嘌呤组成的。而深紫外线是一种不连接的粒子流，每一粒波长的紫外线光子具有一定的能量。当照射到微生物时，会让微生物不断吸收，其吸收到一定剂量的紫外光后，会导致DNA断裂，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡(见图1)。
由于公共场所空间人群易聚集、空气欠流通，病毒感染的风险较高，消毒杀菌在防控疫情的工作中显得尤为重要。需要精选波长稳定、质量可靠的紫外线LED芯片，在保证外观颜值的基础上，对产品的功能、安全性、产品的使用体验也要严格地把关。
自动扶梯扶手带紫外线杀菌灯的选型
了解紫外线的杀菌原理之后，可以从结构上结合自动扶梯需求进行选型。下文中，笔者以一款紫外线LED杀菌灯产品为例，进行介绍。
产品设计思路
图2是一款自动扶梯扶手带紫外线杀菌灯示意图。灯具外形与自动扶梯扶手相贴切，可以很好地将扶手带包裹;该装置原理是通过反光罩的反射作用，全方位地对扶手进行杀菌消毒。
波段的选择
紫外线分几种不同的波段，不同波段的紫外线穿透能力有所不同。
UVA波段。波长320～400nm，又称长波黑斑效应紫外线。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料制品。日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面，UVA可以直达肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，晒黑皮肤。此波段穿透力过高，对自动扶梯其余部件会有很大的影响，不适用于自动扶梯。
UVB波段。波长275～320nm，又称中波红斑效应紫外线。中等穿透力，它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收，日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收，只有不足2%能达到地球表面，在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，但长期或过量照射会晒黑皮肤，并引起红肿脱皮。此波段穿透力也不低，对自动扶梯部件会产生影响，同样不适用于自动扶梯。
UVC波段。波长200～280nm，又称短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料制品。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。
UVD波段。波长100～200nm，又称为真空紫外线。它的穿透能力极弱，但是能使空气中的氧气氧化成臭氧。此波段虽然穿透力弱，但是由于会产生臭氧，应用于公共场所极其不适。
综上所述，UVC波段无论是穿透性及对自动扶梯其他零部件的影响都比较适中，是用于自动扶梯扶手带杀菌的不二选择。
自动扶梯扶手带表面-灯具定制化玻璃的选择
普通的玻璃含铁量高，紫外线透过率只有30%左右，所以可以选用石英玻璃。石英玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段中都有较好的透光性能，可见光透过率达到93%以上;特别是在紫外线光谱区，透过率在80%以上。另外，紫外光很难穿透聚碳酸酯(PC)、聚甲醛丙烯酸甲酯(PMMA)材质，即便紫外光穿过透明PC也会大量衰减达不到短时间内杀死一些细菌的功效;更不用说市面上有些产品是使用塑料面壳的，紫外线本身就会对塑料有一定的影响，这类产品整体使用寿命并不会很长。
紫外线对扶手带寿命的影响
扶手带也含有塑料成分，那么这些紫外线产品是否也会对扶手带产生影响以至于缩减其寿命呢?据了解，产品功率越高，所产生的紫外线辐射量也会越大，相应对扶手带寿命的影响也会越大。选用产品前需要慎重地了解其功率的大小。
笔者所在公司生产的一款紫外线杀菌灯曾进行过对扶手带影响的测试。通过常亮照射扶手带和开关模拟转动照射两种方式对比，测试时长达30天，发现扶手带材质和表面没有明显变化。同一时间，通过损坏式方法加大灯具功率到一定程度进行试验，可发现在哪个功率范围会对扶手带材料有明显影响。结合测试结果，这款灯具选用了合适的功率范围，在保证杀菌的同时不会对扶手带造成很大的影响。
杀菌效果测试
笔者所在公司生产的产品通过国内知名微生物分析检测机构进行实验模拟显示，可在短短5s内成功杀灭99%的菌种，能够满足扶手带在实际应用环境中快速移动也能灭菌的需求。
结语
由于受新冠肺炎疫情影响，市场上自动扶梯扶手带杀菌灯具产品百花缭乱。用户不应该盲目选择产品，应当根据自动扶梯实际的应用环境及需要进行选择，否则不但达不到理想的效果，还会对其他零部件造成影响。笔者从杀菌灯的杀菌原理、结构、作用等方面介绍此类产品的选择，供大家参考。
参考文献
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