適用於 200 至 280 nm 的 UVC 量測儀與 UVC 輻射計

UVC 輻射可對水、空氣與表面進行消毒，推動光化學製程，並於研究中用於使病毒、細菌與真菌失去活性。UVC 光源是否達到所需效果、鄰近人員是否受到保護，唯有透過經校正的輻照度量測才能證實。Opsytec 的 UVC 量測儀涵蓋 200 至 280 nm 的光譜範圍，可量測燈管、LED、腔室與系統的輻照度，並依機型而定量測 UVC 劑量。

四個問題決定哪一款儀器適用：光源具有何種光譜？量測點預期的輻照度為何？量測幾何配置如何？以及所需的是瞬時值、劑量，還是持續監測？

量測 UVC 輻照度與 UVC 劑量

輻照度是入射於表面的輻射功率，以 W/m²、mW/cm² 或 µW/cm² 表示；1 mW/cm² 等於 10 W/m²。UVC 劑量為輻照度對時間的積分——對於恆定光源即輻照度乘以時間——以 J/m² 或 mJ/cm² 表示。在水消毒領域中，以介質為基準的物理量稱為注量。劑量是使微生物失活的關鍵：在 1 mW/cm² 下，經過 10 秒即達到 10 mJ/cm²。

並非每一款手持式量測儀都能自行求得劑量。RM-12 顯示瞬時輻照度。RMD 與 RMD Pro 以及 RMD Touch 會將輻照度對時間積分並直接顯示劑量；RMD Pro 與 RMD Touch 還可將量測序列儲存為 CSV 檔案。tinyTracker 則是高度僅 10 mm 的劑量計，可隨產品一同通過設備量測劑量。

254 nm 的 UVC 量測

低壓汞燈將大部分紫外線功率集中發射在 253.7 nm 的單一譜線上。量測此譜線是 UVC 輻射量測的典型任務：適用於 200 至 280 nm 的 UVC 感測器係以低壓燈管進行校正，可在不需光譜修正的情況下量測此類光源。此處評估的所有研究——從幾乎完全遮蔽的燈管後方 0.065 mW/cm² 到 UVC 閃光的 20 mW/cm²——均落在 RMD 上單一 UVC 感測器的量測範圍內。

相較之下，中壓燈管發射的是寬廣光譜，涵蓋 UVC、UVB 與 UVA 各波段；在此情況下，以 254 nm 校正的感測器會產生系統性的讀值偏差。關於 254 nm 譜線如何產生，以及在系統中必須區分哪些量測任務，請參閱254 nm 的 UVC 輻射量測與監控。

正確量測 UVC LED

依半導體材料的不同，UVC LED 的發射波長通常介於 265 至 280 nm 之間，頻寬約 10 nm。因此其部分發射正好落在 UVC 感測器位於 280 nm 的濾光邊緣。當 LED 為 275 nm 時，感測器會截斷長波側的斜邊；在 280 nm 時，發射峰則正好位於邊緣上。此時即使峰值波長只有些微偏移——無論是來自不同 LED 批次，或是運轉時升溫所致——對讀值造成的變化都會大於實際輻射功率的變化。

因此，對於 UVC LED，Opsytec 建議使用 UVBB 感測器（230～400 nm），其光譜範圍可涵蓋 LED 的全部發射，並以峰值波長相符的 LED 進行校正。至於低壓燈管，UVC 感測器仍是正確的選擇。本公司校正實驗室備有各種波長的 UV LED 作為校正光源。使用不適當的校正會造成多大的誤差，請參閱紫外線感測器的光譜失配。

222 nm 遠紫外線 C 與 172 nm 真空紫外線

氯化氪準分子燈管（KrCl*）發射波長為 222 nm，位於 200 至 230 nm 的遠紫外線 C 範圍。此波長具有殺菌效果，卻幾乎不會穿透皮膚——這正是可於有人員停留的空間中使用的基礎，Buonanno 等人 [2] 與 Welch 等人 [3] 等研究均曾探討。未加濾光片的燈管在較長波長的 UVC 區段仍有次級發射，而這對安全評估具決定性影響；因此供室內使用的遠紫外線 C 燈具均配備濾光片。

UVC 感測器在光譜上涵蓋 222 nm，但針對此類燈管必須以 222 nm 光源進行校正；若以 254 nm 校正，將會系統性地誤判 KrCl 燈管的輻照度。因此 Opsytec 校正實驗室以 222 nm 準分子燈管校正 UVC 感測器。唯有透過光譜量測，才能確認濾光片是否確實抑制了次級發射。已濾光與未濾光 KrCl 燈管的實測光譜可於紫外線燈管光譜資料庫中取得。

172 nm 的氙準分子燈管（Xe₂*）輻射屬於真空紫外線。此類輻射在空氣中數毫米內即被吸收；配有濾光片與擴散片的 UVC 感測器無法偵測。為此本公司提供 tinyTracker 172 nm，可在惰性氣體中直接於基材處量測劑量。詳細資訊請參閱量測氙準分子燈管的 172 nm 真空紫外線輻射。

紫外線飲用水消毒：DVGW 參考輻射計

在依據 DIN 19294-1 與 DVGW W 294-1 進行飲用水消毒的紫外線系統中，由固定安裝的感測器監測輻照度。參考輻射計則定期檢查此系統感測器。對參考輻射計的要求，低壓系統依 DIN 19294-3、中壓系統依 DIN 19294-4 規定；在奧地利則適用 ÖNORM M 5873-1。

DVGW 感測器並非評估整個 UVC 範圍的輻射，而是在 253.7 nm 譜線周圍 240 至 290 nm 的窄頻範圍內進行評估。DIN 19294-3 如此規定，是為了使不同製造商的系統輻射計在同一套設備上能提供可相互比較的數值。該感測器的量測範圍可達 200 W/m²，接收角為 160°，並搭配 RMD Pro 使用。針對中壓系統另有依據 DIN 19294-4 的專用參考感測器。所有資料均列於 DVGW 參考輻射計 頁面。

UVC 系統的長期監測

手持式量測儀可進行抽樣檢查。若系統必須在運轉期間受到監測，則由固定安裝的感測器持續量測，並將訊號傳送至控制系統：

• UVC-SE – 耐壓水型 UVC 感測器（180 至 280 nm，最高 1,000 W/m²），內建放大器，適用於反應器與濕式製程；輸出 0 至 10 V、4 至 20 mA 或 0 至 1 V。
• UVx-SE – 防水型感測器，採 G 3/4″ 接頭，亦適用於中壓燈管與 CIP 環境，最高 200 mW/cm²。
• PLC.D – 數位式紫外線感測器，具備 RS-485、RS-232 或 USB 介面，並於資料協定中提供校正狀態。
• PLC 感測器，具 4 至 20 mA、0 至 10 V 或 0 至 2 V 輸出，供控制系統使用。

已安裝的感測器應每隔固定時間，於相同位置與一台已校正的手持式量測儀進行比對，例如每週使用 RMD Pro 比對一次。

房間與表面的 UVC 去污

當使用移動式 UVC 設備對房間與表面進行消毒時，劑量高度取決於距離與方位。位於陰影處或遠離光源的表面，所接收的劑量比視線可及的表面少上數倍。在一間醫院病房中，Lindblad 等人使用 RM-22 輻射計（RMD 的前一代機型）進行量測，依位置不同所測得的劑量介於 15.9 至 1,068 mJ/cm²，中位數為 266 mJ/cm² [4]。因此，量測應在欲消毒的位置進行，而非僅在光源處。

Malayeri 等人彙整了細菌、病毒、原生動物與藻類達到特定對數削減所需的劑量 [1]。所需的照射時間可由量測到的輻照度求得，即劑量除以輻照度。關於紫外線消毒期間的人員防護，請參閱紫外線消毒的安全性。

[1] Malayeri, A. H. 等：達成細菌、原生動物、病毒與藻類遞增對數去活化所需之注量（紫外線劑量），IUVA。
[2] Buonanno, M. 等：222-nm 紫外光的殺菌效能與哺乳動物皮膚安全性。Radiat. Res. 187 (2017) 483–491，doi:10.1667/RR0010CC.1
[3] Welch, D. 等：遠紫外線 C 光：控制空氣傳播微生物疾病擴散的新工具。Sci. Rep. 8 (2018)，doi:10.1038/s41598-018-21058-w
[4] Lindblad, M. 等：醫院病房的紫外線 C 除污：所需的紫外光量。Burns 46 (2020) 842–849，doi:10.1016/j.burns.2019.10.004

UVC 的量測現場——來自研究的輻照度數值

在進行消毒的位置，究竟有多少 UVC 抵達？在採用 Opsytec 量測儀器與照射腔室的研究中，數值範圍從幾乎被完全遮蔽的燈管後方 0.065 mW/cm²，一直到 UVC 閃光的 20 mW/cm²——相差三百倍以上。多數量測點落在 0.3 至 15 mW/cm² 之間。距離、燈管數量，以及輻射是直接抵達或處於陰影之中，都會造成差異。正因如此，量測必須在預期產生效果的位置進行。

在低數值端，解析度為 0.01 mW/cm² 的儀器僅能顯示一至兩位數字；RMD 的解析度則可達 0.001 µW/cm²。

來自認證實驗室的已校正 UVC 感測器

UVC 量測的品質取決於感測器的校正，以及校正光源是否與所量測的光譜相符。所有輻射計與感測器出廠時均已校正，並可溯源至國家標準。Opsytec 校正實驗室通過 DAkkS 依據 DIN EN ISO/IEC 17025 的認證，可在 200 至 1000 nm 波長範圍、輻照度從 0.2 µW/cm² 至超過 10 W/cm² 的條件下校正感測器。UVC 感測器的典型校正不確定度為 4.5 至 6.0 %（k = 2）；實際使用時，光譜失配、溫度、老化與幾何條件還會另外增加不確定度（紫外線量測中的量測不確定度）。

除了標準感測器之外，本公司亦提供適用於特殊量測任務的解決方案：適用於極高輻照度的 XT 感測器、適用於難以接近之量測點的紫外線探頭，以及依照貴公司自有幾何條件設計的客製化方案。紫外線感測器選型工具可依應用與波長為您推薦合適的感測器。

我可以使用 UVC 量測儀量測 UVC LED 嗎？
可以，但並非每一種感測器都同樣適用。UVC LED 的發射範圍為 265 至 280 nm，會延伸至 UVC 感測器位於 280 nm 的濾光邊緣；峰值波長只要略有偏移，讀值便會失真。針對 UVC LED，Opsytec 建議使用 UVBB 感測器（230 至 400 nm），並以波長相符的 LED 進行校正。對於 254 nm 的低壓汞燈，UVC 感測器則是正確的選擇。

哪一款 UVC 量測儀可量測 UVC 劑量？
RMD、RMD Pro 與 RMD Touch 除輻照度外，亦以 J/m² 顯示劑量；RMD Pro 與 RMD Touch 還可將量測序列儲存為 CSV 檔案。tinyTracker 為扁平式劑量計，隨產品通過設備以量測劑量。RM-12 僅顯示瞬時輻照度——劑量即為輻照度乘以時間。

RMD 能否量測如 0.2 µW/cm² 的極低 UVC 輻照度？
可以。搭配職業安全用 UVC 感測器（量測範圍 0 至 10 mW/cm²），RMD 可穩定偵測約 0.05 µW/cm² 起的輻照度，例如工作場所的雜散輻射。進行此類量測時，本公司建議採用 2 s 的平均時間、執行偏移調整並使用三腳架。

哪一項 UVC 數值與職業安全相關？
人造光學輻射的曝露限值為每日 30 J/m² 的有效劑量，並以作用光譜 S(λ) 加權。由於 UVC 在此範圍內的加權特別高，即使輻照度極低，在一個工作日內也會接近限值。因此，RMD 備有專用的高靈敏度 UVC 感測器（0 至 10 mW/cm²），用以證明職業安全性。評估與措施請參閱：紫外線消毒的安全性。

RMD 是否適用於消毒輸送帶與連續式設備？
RMD Pro 可記錄量測值，因此原則上適用於輸送帶應用。不過，由於高度較低，tinyTracker、curelog 或可進行光譜量測的 UVpad 通常更為合適，因為它們可隨產品一同通過設備。

mW/cm² 還是 W/m²——哪一個單位正確？
兩者皆正確。1 mW/cm² 等於 10 W/m²，1 mJ/cm² 等於 10 J/m²。消毒相關研究通常使用 mW/cm² 與 mJ/cm²，水消毒標準則使用 W/m² 與 J/m²。輻射度量計算器可進行單位換算。

UVC 輻射計與一般紫外線量測儀有何不同？
許多一般紫外線量測儀是針對 UVA 或紫外線指數設計，完全無法偵測 UVC，或僅能不精確地偵測。UVC 輻射計需要具備 200 至 280 nm 光譜範圍的感測器、針對斜向入射輻射的餘弦修正，以及在光譜相符的光源上進行的校正——並以校正證書加以記錄。

UVC 量測儀多久需要校正一次？
並無普遍規定的週期。對許多紫外線量測儀而言，12 個月是實務上的起始基準，並應依據自身的量測紀錄加以確認或調整。頻繁使用、高劑量、高溫與污染都是縮短週期的理由。詳情請參閱紫外線量測設備的校正週期。