UV-LED辐射模式对表面消毒辐射场均匀度的影响

O434.2; 在使用紫外发光二极管(Ultraviolet light-emitting diodes,UV-LED)进行表面消毒时,物体表面会出现部分区域消毒剂量超出必要,部分区域消毒剂量不足的现象.理想的辐射场是物体表面各点的辐射照度相同.为了优化辐射场,建立了辐射场的通用公式,编写VBA程序,实现了对辐射场的数学模拟、分析和优化.对9种UV-LED辐射模式的辐射场进行了实际模拟分析.结果显示:对于由多颗UV-LED组成的光源板,辐射距离与UV-LED间距的比以及UV-LED的辐射模式是辐射场均匀性的决定因素.由于边缘效应,在光源板正下方投影的边长的80%范围内才有可能实现辐射场均匀.当...

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Published in辐射研究与辐射工艺学报 Vol. 42; no. 2; pp. 125 - 132
Main Authors 姚森, 江怡清, 张莲茜, 张连峰, 童张法
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057%深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057 01.04.2024
南昌航空大学环境与化学工程学院 南昌 330063%深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057%广西大学化学化工学院 南宁 530004
广西大学化学化工学院 南宁 530004
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ISSN1000-3436
DOI10.11889/j.1000-3436.2023-0096

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Abstract O434.2; 在使用紫外发光二极管(Ultraviolet light-emitting diodes,UV-LED)进行表面消毒时,物体表面会出现部分区域消毒剂量超出必要,部分区域消毒剂量不足的现象.理想的辐射场是物体表面各点的辐射照度相同.为了优化辐射场,建立了辐射场的通用公式,编写VBA程序,实现了对辐射场的数学模拟、分析和优化.对9种UV-LED辐射模式的辐射场进行了实际模拟分析.结果显示:对于由多颗UV-LED组成的光源板,辐射距离与UV-LED间距的比以及UV-LED的辐射模式是辐射场均匀性的决定因素.由于边缘效应,在光源板正下方投影的边长的80%范围内才有可能实现辐射场均匀.当辐射距离和UV-LED间距之比在3~15的范围内时,均匀性良好(最小和最大值的比≥81.8%).较小的最大发光角的辐射模式在照射距离和UV-LED间距比例偏大的情况下更为适用,反之亦然.
AbstractList O434.2; 在使用紫外发光二极管(Ultraviolet light-emitting diodes,UV-LED)进行表面消毒时,物体表面会出现部分区域消毒剂量超出必要,部分区域消毒剂量不足的现象.理想的辐射场是物体表面各点的辐射照度相同.为了优化辐射场,建立了辐射场的通用公式,编写VBA程序,实现了对辐射场的数学模拟、分析和优化.对9种UV-LED辐射模式的辐射场进行了实际模拟分析.结果显示:对于由多颗UV-LED组成的光源板,辐射距离与UV-LED间距的比以及UV-LED的辐射模式是辐射场均匀性的决定因素.由于边缘效应,在光源板正下方投影的边长的80%范围内才有可能实现辐射场均匀.当辐射距离和UV-LED间距之比在3~15的范围内时,均匀性良好(最小和最大值的比≥81.8%).较小的最大发光角的辐射模式在照射距离和UV-LED间距比例偏大的情况下更为适用,反之亦然.
Abstract_FL When ultraviolet light-emitting diodes(UV-LEDs)are used for surface disinfection,the UV dose in some areas may exceed the required level but be insufficient in other areas.The most ideal radiation field is that with the same irradiance level at each point.In this study,a universal formula for determining the radiation field was derived,and a corresponding VBA program was coded for the mathematical simulation,analysis,and optimization of the radiation field.The radiation fields of nine UV-LED radiation patterns were simulated and analyzed.The results indicate that for a board with multiple UV-LEDs,the ratio of the radiation distance to the UV-LED spacing and the radiation patterns of the UV-LEDs are the key factors that influence the uniformity of the radiation field.Because of edge effects,a uniform radiation field can be reached only within 80%of the edge length projected directly below the UV-LED board.When the ratio of the radiation distance to the UV-LED spacing is within the range of 3 to 15,the uniformity is good(the ratio of the minimum to maximum values≥81.8%).The radiation pattern with a smaller maximum emission angle is good for a relatively higher ratio of the irradiation distance to UV-LED spacing,and vice versa.
Author 江怡清
童张法
张连峰
姚森
张莲茜
AuthorAffiliation 广西大学化学化工学院 南宁 530004;深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057%深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057;南昌航空大学环境与化学工程学院 南昌 330063%深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室 深圳 518057%广西大学化学化工学院 南宁 530004
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Author_FL JIANG Yiqing
ZHANG Lianxi
ZHANG Lianfeng
TONG Zhangfa
YAO Sen
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Issue 2
Keywords 辐射场
紫外发光二极管
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