鱼缸杀菌灯设计原理之脉冲强光技术概述

脉冲强光技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，光强度相当于到达地球表面太阳光强 度的数千乃至数万倍的一种世界领先的光源技术。它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭各类微生物，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点。脉冲强光技术出现 在80年代，发展至今已成为一项强大的工业技术，可应用到水处理、空气杀菌、食品加工、制药、农副产品等众多领域，该技术还可应用于光固化领域以及温室植 物助长，其固化效果优于传统紫外线固化，温室中可增加植物光合作用，促进生长以及具有灭虫效果。

脉冲强光的最基本结构是由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是向惰性气体灯单元提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供 所需的能量；惰性气体灯是在动力单元提供能量的基础上，发出由紫外线至近红外线区域的光线，紫外线波段尤为丰富，其光谱与太阳光光谱十分相近，但强度要超 出数千倍至数万倍，光谱分布如图：

脉冲强光的产生需要两部分装置完成，其一是具有功率放大作用的能量贮存器，它能够在相对较长的时间内（几分之一秒）积蓄能量，而后在短时间内 （微秒或毫秒级）将该能量释放出来做功，这样在每一工作循环内就会产生相当高的功率（而实际消耗平均功率并不高），从而起到功率放大的作用；其二是光电转 换系统，它将产生的脉冲能量贮存在惰性气体灯中，由电离作用即可产生高强度的瞬时脉冲强光。

脉冲强光是可见光、红外线和紫外线协同作用于微生物，能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀死微生物。脉冲强光对霉菌、革兰氏阳性致病菌、 革兰氏阴性致病菌、需氧细菌芽孢和真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、酵母菌等都有明显的杀菌效果。

由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸，当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构 体。这种物质会使细菌自身的新陈代谢机能出现障碍，并且会导致细菌的遗传性出现问题，直至死亡。脉冲强光中的200-280nm部分最易被吸收，光化作用 主要是UVC。

虽然光化作用主要来自于UVC,但脉冲强光的UVA和UVB部分也起着一定的杀菌作用。当辐射剂量达到一定的水平，UVA和UVB可以使细胞的表面温度迅速升高至130°C，从而破坏细菌的细胞壁，使细胞液蒸发，彻底破坏细胞结构，导致死亡。

脉冲强光的优点，高穿透性。低温，虽然脉冲强光的杀菌机理包含了光热作用，但以下的几个原因使它仍属于一种冷杀菌技术，低温特性有助于保持被处理食品的风味，食品的营养成分不会被破坏。作用时间短，热量来不及堆积。两个脉冲之间有足够的冷却时间，脉冲强光不需要像汞灯有足够高的温度对汞进行汽化.脉冲强光平均输出能量少. 即停/开控制。