日亚化学先前短暂停更“日亚化学对迈向无汞社会的贡献”系列的部落格文章，但近日有消息指出，日本制造商三浦工业（同时也是日亚化学的客户）推出了全新UV LED水杀菌装置，已成功取代传统汞灯系统。以该产品的特性为例，以下将说明三浦工业得以用LED取代汞灯的原因，以及采用LED所带来的各项优势。

市面上有各类含汞灯具，而本文聚焦于低压汞灯，即所谓的杀菌灯。在食品及制药工厂中，杀菌灯常用于消毒清洁剂用水及与产品接触的设备。

单就光源（而非整体系统）来说，低压汞灯的能量转换效率约为20%至30%，而UV-C LED在仅做为光源时的转换效率还要更低，导致有些厂商不愿采用UV LED杀菌灯。欧盟RoHS（针对电子电器设备中有害物质的禁限令法规）甚至还特地排除汞灯，原因为“缺乏可以取代的技术”。然而，仅以光源的转换效率来选择灯具其实不是合理的做法，而是要同时考量LED本身的优势。以目前的效能而言，LED已具备成为替代技术的条件。全球已有许多工厂开始使用UV LED水杀菌设备。

图1 辐射照射处理示意图

如图1所示，在传统水杀菌装置中，低压汞灯会向四周发出紫外线，而汞灯周围有许多管线围绕。这种设计会让紫外光线马上碰到装置的内管，平白消耗紫外辐射能量，最终降低紫外线的利用率。

反之，UV LED的体积小巧，让装置设计更加自由，形状也不受局限。设计上也能将紫外线的利用率极大化，借此达到近似低压汞灯的杀菌效果。

将直立低压汞灯改为UV LED光源的另一个好处是可以实现装置微型化，节省替换光源所需空间，减少约75%的安装空间。此外，汞灯在替换时可能会损坏，造成玻璃破碎或汞外泄等风险。相较之下，UV LED光源没有这样的风险，因此得减少安装限制并提升使用自由度。

图2 改用UV LED使维修更简易并节省安装空间

由于汞灯的重启时间很长，汞灯必须保持常开，而LED就没有这个困扰，可以快速开关。LED装置的电源可以在水流暂时不用或不需要杀菌的时候关闭即可。

此外，当流速较低时，所需的紫外辐射量也可随之减少，而LED的调光功能也能进一步调整辐射通量输出。这些UV LED特性可以减少能耗，进而降低二氧化碳排放量。

表1 低压汞灯与UV LED比较图

总结：

本案例分析可以看出，尽管LED光源的能量转换效率比汞灯低，UV LED的独特功能可以让LED装置成为水杀菌应用的另类选项。改用UV LED也带来诸多好处，不仅可以节省安装空间，更能利用其快速开关的特性缩短机器运作时间。
 
日亚化学计画持续提升UV LED技术，让UV LED不仅在水杀菌市场替代低压汞灯，更将应用扩展到各杀菌领域。日亚化学也希望随着UV LED技术发展，可以让RoHS在2027年将低压汞灯纳入禁限用名单，进而减少相关应用造成的环境污染。

日亚化学将继续努力，帮助整个社会达成无汞与碳中和的目标。（来源：日亚化学）

TrendForce 2025 深紫外线 LED 市场趋势与产品分析

出刊日期: 2025年03月31日 / 2025年09月30日
语系: 中文 / 英文
格式: PDF / EXCEL
页数: 50-60 / 半年