好文分享 | uvc led消毒水杯设计实战经验-金沙app下载大厅

水杯是日常生活中必不可少的物品之一，尤其是学生、旅行者、户外运动爱好者以及探险科考人员常常会随身携带水杯。然而水杯里的水长时间储存后容易滋生病菌，即使喝完水后水杯内的潮湿环境也是细菌繁殖的温床，这些都直接影响到饮用者的健康。

uvc-led作为热门的新型深紫外光源，其释放的波长260-280nm的深紫外线能直接破坏细菌和病毒的dna或rna，起到快速、安全无副作用的杀菌效果。

随着uvc-led技术的不断成熟，越来越多的日常用品中开始出现它的身影，其中搭载uvc-led消毒技术的水杯就是一个需求巨大的潜力产品。设计这样一款水杯新型需要注意哪些问题呢？下面分享的内容就是uvc-led杀菌水杯方案设计实战中的几个关键点，望能抛砖引玉，与君共勉。

一、应用场景

同样是消毒水杯，家用与户外应用在产品设计上有着本质的区别。

日常家用、日常的外出携带，这些场景中的水源是相对干净的，存水时间一般少于24小时，简单归纳就是要对洁净水以及无水时的潮湿环境进行持续抑菌；而户外应用、科考探险甚至行军作战中携带的水杯往往需要直接取野外水源，经过滤、杀菌后才能供人饮用，简单归纳就是对有菌水进行杀菌。

抑菌和杀菌这两个功能上的区别，直接影响方案中的uvc-led的选型、布局，以及对应的散热设计和供电设计，在产品设计之前就要进行明确的定位。

杀菌与抑菌场景的方案设计对比

二、光源模组的形状

目前市面常见的uvc-led光源模组，石英灯罩形状分为平面与球面两种，模组的使用环境分为水上与水中两种。下表以一颗3535封装，近朗伯光型的uvc-led为例，对比在不同情况下的出光情况：

不同灯罩形状与使用环境下的出光对比

对比可以看出球面灯罩的模组在不同环境下，出光效率与光照范围均大幅领先于平面灯罩模组。①③两种情况，uvc-led模组通常位于瓶盖位置，出于安全性考虑，建议用平面灯罩①。而②④两种情况建议选择球面灯罩④以降低uvc-led成本。

三、光源模组的位置

在水杯中，uvc-led光源模块的摆放位置有杯盖和杯底两种，需针对具体情况进行灵活选择。结合国内外的同行的实验数据以及本人的实操经验，总结如下：

❶ 抑菌场景

光路无遮挡，水面照射好；光路有遮挡，水底照射好。

对于洁净水的抑菌应用，在uvc辐射功率、容器形状、水量均相同且光照无遮挡的情况下，光源从水面照射的抑菌效果要好于水底照射。原因是洁净水的细菌来源是空气和水的接触面，也就是水位线。水面照射的方式离“防线”更近，辐射强度更高，抑菌效果更好。

抑菌效果的实验模型与测试数据

实际设计中，部分水杯的过滤网会遮挡紫外光路。滤网的开孔率和透光率成正比，市面水杯滤网开孔率在20~50%范围，意味着过滤网对紫外光的损耗有50~80%，同时还影响光均匀性。对于水杯中配置有滤网或者其他遮光结构的情况，光源从水底照射的抑菌效果反而更好。

光照情况对比（左为有过滤网遮挡）