LED紫外光源與汞燈光源的光譜線的區別

現在市場上越來越多的UV LED紫外光源來取代傳統的汞燈光源，那就必須要先了解汞燈和LED紫外線1燈的區別，各自有什么優缺點等等。因為UV涂料能夠固化，是因為配方里面的光引發劑吸收了某個波長的紫外光而產生自由基（或者陽離子、陰離子）進而引發單體的聚合，所以我們首先看一下汞燈和紫外LED的發射光譜圖。

這張圖是大家經常見到的很經典的一張UV LED紫外線燈和汞燈光源的發射光譜的對比圖，從圖上我們可以看到，汞燈光源的發射光譜是連續的，從紫外到紅外都有，特別是在UVB到短波的UVA這一段的光強比較集中，而LED的發射光譜比較窄，常見的是峰值為365nm和395nm（包括385、395、405nm）的這兩個波段。

當前能工業化應用的主要是UVA波段的近紫外光，主要就是圖1所示的365nm和395nm兩個波長的LED光源，在這個波長范圍內，大部分引發劑的摩爾消光系數都比較低，所以UV-LED普遍存在引發效率低，氧阻聚嚴重的問題，不利于表干（備注：當前很多UVLED廠家或者做LEDUV涂料的廠家所宣稱的LEDUV打磨性好，嚴格說來就是表面固化不好的結果，難的不是打磨性好，而是如何實現打磨性的可調控，既能耐磨又能好打磨。

甚至還有些廠家掛羊頭賣狗肉，在LED燈的后面加設一條汞燈，真正起作用的其實還是汞燈。但是，我們同時也看到，在365nm和395nm這兩個波段，LED的光強比汞燈要強很多，有利于UV材料的深層固化（很多傳統的UV固化設備，會在汞燈后面加一個鎵燈（主發射波長為415nm），目的就是為了加強深層固化。）

LED紫外光源與汞燈光源能耗的差別

一般意義上，大家都認為UV LED比汞燈要節能，甚至很多廠家打出了用LED以后能夠降低70%的能耗的宣傳口號。其實這里面有很大的誤區，有兩方面的原因：一是有些企業嘩眾取寵，夸大宣傳；二是很多人根本就不了解LED，把兩個概念搞混了。持這種觀點的一般是基于高壓汞燈發出來的光只有30%是紫外光，而UV LED發出來的光全部都是紫外光這個基礎得出來的結論，而真正影響系統能耗的是光電轉換效率和有效光效率，汞燈的光電轉換效率是很高的，只是汞燈發出來的光很大部分是可見光和紅外光，UV材料固化需要的紫外光只占30%。

     而UV LED的光電轉換效率要低得多，目前UVA的光電轉換效率只有大概30%（其實跟汞燈的紫外光效率差不多），而根據能量守恒原理，剩下70%的電就轉換成了熱（的區別是LED的熱通過燈板從背面散出去了，出光面是沒有熱量的，LED冷光源;的稱號由此而來；而汞燈的熱則通過反射罩和紅外線從正面發出來。），這就是為什么UV LED光源一般都需要風冷散熱，大功率的UV LED光源還需要要按光源的電功率的70%配備一個水冷機來給燈頭散熱的原因。

    真正能夠實現節能的是LED可以即開即用，能夠通過光學設計實現精準照射，提高有效光效率的特點，而這些需要紅外探測，智能控制等等的配合，對目前市場上大部分UVLED的設備廠商而言，都沒有足夠的實力去進行這方面的研發。

汞燈光源的環保問題

汞燈的環境污染主要有兩點：一是汞燈的發射光譜有200nm以下的遠紫外光，會產生大量的臭氧（很多車間工人反映的用汞燈會覺得有臭味，這就是根本原因）；二是汞燈的使用壽命比較短，只有800-1000小時，而廢棄的汞燈帶來的二次污染（汞污染），一直是個難以解決的問題。

     據報道，每年處理汞廢棄物的能耗，需要兩個三峽水電站的發電量，而更要命的是，目前還沒有徹底處理廢棄汞的好辦法。LED則沒有這樣的問題。隨著《關于汞的水俁公約》自2017年8月16日在我國正式生效，去汞燈化就提上了日程。

     雖然公約里面有備注，暫時沒有可替代產品的工業生產用的汞熒光燈不在限制的名單之內，但是也注明了，如果締約方有可替代方案的情況下，可以提請把相關的產品加入到限制名單。所以說，UV固化用的汞燈產品什么時候能夠全面淘汰，取決于UVLED在UV固化領域的發展情況。

    其它的關于LED的優點還有：LED是窄波長，可以實現精準固化（一方面是可以實現局部精準固化，譬如3D打印；另一方面可以通過不同引發劑的選擇，更好的實現不同程度的固化）；LED光源是燈珠結構，可以根據需要進行調節長度、寬度、照射角度等等，做成點光源、線光源、面光源，滿足不同的照射工藝要求。

LED紫外線燈和傳統高壓汞燈對比：