Kvikasilfursgufa, ljósdíóða (LED) og excimer eru aðskildar útfjólubláa herðingarlampatækni. Þó að allar þrjár séu notaðar í ýmsum ljósfjölliðunarferlum til að tengja saman blek, húðun, lím og útdrátt, eru aðferðirnar sem mynda útfjólubláa orkuna, sem og eiginleikar samsvarandi litrófsútgangs, gjörólíkar. Að skilja þennan mun er lykilatriði í þróun notkunar og formúlu, vali á útfjólubláum herðingargjafa og samþættingu.
Kvikasilfursgufulampar
Bæði rafskautbogalampar og rafskautlausir örbylgjulampar falla undir flokk kvikasilfursgufu. Kvikasilfursgufulampar eru tegund af miðlungsþrýstings gasútskriftarlampum þar sem lítið magn af frumefnis kvikasilfri og óvirku gasi er gufað upp í plasma inni í lokuðu kvarsröri. Plasma er ótrúlega hátt jónað gas sem getur leitt rafmagn. Það er framleitt með því að beita rafspennu milli tveggja rafskauta innan bogalampa eða með því að örbylgjuofna rafskautlausa lampa inni í lokuðu eða holrými sem er svipað að hugmynd og örbylgjuofn heimilis. Þegar kvikasilfursplasma hefur gufað upp gefur það frá sér breiðvirkt ljós yfir útfjólubláa, sýnilega og innrauða bylgjulengdir.
Í tilviki rafbogalampa setur spenna orku í lokaða kvarsrörið. Þessi orka gufar upp kvikasilfrið í plasma og losar rafeindir úr uppgufuðum atómum. Hluti rafeindanna (-) streymir í átt að jákvæðu wolframrafskauti eða anóðu (+) lampans og inn í rafrás útfjólubláa kerfisins. Atómin með nýlega týndar rafeindir verða að jákvæðum orkugjöfum í katjónum (+) sem streyma í átt að neikvætt hlaðnu wolframrafskauti eða katóðu (-) lampans. Þegar þær hreyfast rekast katjónirnar á hlutlaus atóm í gasblöndunni. Áreksturinn flytur rafeindir frá hlutlausum atómum til katjóna. Þegar katjónir fá rafeindir falla þær í ástand með lægri orku. Orkumunurinn losnar sem ljóseindir sem geisla út frá kvarsrörinu. Að því gefnu að lampinn sé nægilega knúinn, rétt kældur og notaður innan endingartíma síns, þá þrýstist stöðugt framboð af nýmynduðum katjónum (+) að neikvæða rafskautinu eða katóðu (-), sem lendir á fleiri atómum og framleiðir stöðuga útfjólubláa ljósgeislun. Örbylgjulampar virka á svipaðan hátt nema að örbylgjur, einnig þekktar sem útvarpsbylgjur (RF), koma í stað rafrásarinnar. Þar sem örbylgjulampar eru ekki með wolframrafskautum og eru einfaldlega innsigluð kvarsrör sem inniheldur kvikasilfur og óvirkt gas, eru þeir almennt kallaðir rafskautslausir.
Útfjólubláa geislun breiðvirkra eða breiðvirkra kvikasilfurslampa spannar útfjólubláa, sýnilega og innrauða bylgjulengdir, í nokkurn veginn jöfnum hlutföllum. Útfjólublái hlutinn inniheldur blöndu af UVC (200 til 280 nm), UVB (280 til 315 nm), UVA (315 til 400 nm) og UVV (400 til 450 nm) bylgjulengdum. Lampar sem gefa frá sér UVC í bylgjulengdum undir 240 nm mynda óson og þurfa útblástur eða síun.
Hægt er að breyta litrófsútgangi kvikasilfurslampa með því að bæta við litlu magni af efni, svo sem: járni (Fe), gallíum (Ga), blýi (Pb), tini (Sn), bismút (Bi) eða indíum (In). Viðbættir málmar breyta samsetningu plasmasins og þar af leiðandi orkunni sem losnar þegar katjónir taka upp rafeindir. Lampar með viðbættum málmum eru kallaðir efnislyf, aukefnislampar og málmhalíðlampar. Flest UV-samsett blek, húðun, lím og útdráttarefni eru hönnuð til að passa við útgang annað hvort staðlaðra kvikasilfurslampa (Hg) eða járnlampa (Fe). Járnlampar færa hluta af UV-útgáfunni yfir í lengri, nær sýnilegar bylgjulengdir, sem leiðir til betri gegndræpi í gegnum þykkari og litarefnaríkar samsetningar. UV-samsetningar sem innihalda títaníumdíoxíð harðna yfirleitt betur með gallíumlampum (GA)-samsettum lampum. Þetta er vegna þess að gallíumlampar færa verulegan hluta af UV-útgáfunni yfir í bylgjulengdir sem eru lengri en 380 nm. Þar sem títaníumdíoxíðaukefni gleypa almennt ekki ljós yfir 380 nm, þá gerir notkun gallíumlampa með hvítum samsetningum kleift að gleypa meiri útfjólubláa orku af ljósvökvum samanborið við aukefni.
Litrófssnið veita framleiðendum og notendum sjónræna framsetningu á því hvernig geislun frá tiltekinni lampahönnun dreifist yfir rafsegulrófið. Þótt gufað kvikasilfur og aukefnismálmar hafi skilgreinda geislunareiginleika, þá hefur nákvæm blanda frumefna og óvirkra lofttegunda inni í kvarsrörinu ásamt smíði lampans og hönnun herðingarkerfisins áhrif á útfjólubláa geislun. Litrófsúttak ósambyggðrar lampa sem knúin er og mæld af lampabirgja undir berum himni mun hafa aðra litrófsúttak en lampi sem er festur í lampahaus með rétt hönnuðum endurskinsbúnaði og kælingu. Litrófssnið eru auðfáanleg frá birgjum útfjólubláa kerfa og eru gagnleg við þróun formúlu og val á lampum.
Algengt litrófssnið sýnir litrófsgeislun á y-ásnum og bylgjulengd á x-ásnum. Hægt er að birta litrófsgeislunina á nokkra vegu, þar á meðal með algildi (t.d. W/cm2/nm) eða með handahófskenndum, afstæðum eða staðluðum (einingalausum) mælingum. Sniðin birta upplýsingarnar venjulega annað hvort sem línurit eða sem súlurit sem flokkar úttakið í 10 nm bönd. Eftirfarandi litrófsúttakslínurit kvikasilfursbogalampa sýnir hlutfallslega geislun með tilliti til bylgjulengdar fyrir kerfi GEW (Mynd 1).
MYND 1 »Litrófsúttakstöflur fyrir kvikasilfur og járn.
Hugtakið „lampi“ er notað yfir kvarsrör sem gefur frá sér útfjólubláa geislun í Evrópu og Asíu, en Norður- og Suður-Ameríkubúar nota yfirleitt skiptanlegar perur og lampa. Lampi og lampahaus vísa bæði til heildarsamstæðunnar sem hýsir kvarsrörið og alla aðra vélræna og rafmagnslega íhluti.
Rafskautbogalampar
Rafskautbogalampakerfi samanstanda af lampahaus, kæliviftu eða kæli, aflgjafa og mann-vélaviðmóti (HMI). Lampahausinn inniheldur lampa (peru), endurskinsmerki, málmhús eða -hús, lokarasamstæðu og stundum kvarsglugga eða vírhlíf. GEW festir kvarsrör sín, endurskinsmerki og lokarakerfi inni í kassettusamstæðum sem auðvelt er að fjarlægja af ytra lampahaushúsinu eða -húsinu. Að fjarlægja GEW kassettu er venjulega gert á nokkrum sekúndum með einum sexkantslykli. Þar sem útfjólubláa geislunin, heildarstærð og lögun lampahaussins, eiginleikar kerfisins og þarfir fyrir aukabúnað eru mismunandi eftir notkun og markaði, eru rafskautbogalampakerfi almennt hönnuð fyrir tiltekna flokk notkunar eða svipaðar vélargerðir.
Kvikasilfurslampar gefa frá sér 360° ljós frá kvarsrörinu. Bogalampakerfi nota endurskinsfleti sem eru staðsettir á hliðum og aftan á lampanum til að fanga og beina meira af ljósinu að ákveðinni fjarlægð fyrir framan lampahausinn. Þessi fjarlægð er þekkt sem brennipunkturinn og er þar sem geislunin er mest. Bogalampar gefa venjulega frá sér á bilinu 5 til 12 W/cm2 í brennipunktinum. Þar sem um 70% af útfjólubláa geisluninni frá lampahausnum kemur frá endurskinsfletinum er mikilvægt að halda endurskinsfletinum hreinum og skipta honum reglulega út. Að þrífa eða skipta ekki um endurskinsfleti er algengur þáttur í ófullnægjandi herðingu.
Í meira en 30 ár hefur GEW verið að bæta skilvirkni herðingarkerfa sinna, aðlaga eiginleika og afköst að þörfum tiltekinna nota og markaða og þróa stórt úrval af samþættingarbúnaði. Þar af leiðandi innihalda viðskiptaframboð GEW í dag þétt hús, endurskinsmerki sem eru fínstillt fyrir meiri útfjólubláa endurskinsstuðul og minni innrautt ljós, hljóðláta samþætta lokarakerfi, vefjaskört og raufar, skellaga veffóðrun, köfnunarefnisvirkni, jákvætt þrýstihausa, snertiskjáviðmót fyrir notendur, solid-state aflgjafa, meiri rekstrarhagkvæmni, eftirlit með útfjólubláum afköstum og fjarstýrða kerfiseftirlit.
Þegar meðalþrýstiljósaperur eru í gangi er yfirborðshitastig kvarssins á milli 600°C og 800°C og innra plasmahitastigið er nokkur þúsund gráður á Celsíus. Þvingað loft er aðal leiðin til að viðhalda réttu rekstrarhitastigi lampans og fjarlægja hluta af geisluðu innrauða orkunni. GEW veitir þessu lofti neikvætt; þetta þýðir að loft er dregið í gegnum hlífina, meðfram endurskinsmerkinu og lampanum, og blásið út úr samsetningunni og frá vélinni eða herðingaryfirborðinu. Sum GEW kerfi eins og E4C nota vökvakælingu, sem gerir kleift að fá aðeins meiri útfjólubláa geislun og minnkar heildarstærð lampahaussins.
Rafskautbogalampar hafa upphitunar- og kælingarferli. Lamparnir eru kveiktir með lágmarkskælingu. Þetta gerir kvikasilfursplasmanum kleift að ná æskilegu hitastigi, framleiða frjálsar rafeindir og katjónir og virkja straumflæði. Þegar slökkt er á lampahausnum heldur kælingin áfram í nokkrar mínútur til að kæla kvarsrörið jafnt. Lampi sem er of heitur mun ekki kveikja aftur og verður að halda áfram að kólna. Lengd ræsingar- og kælingarferlisins, sem og niðurbrot rafskautanna við hverja spennuáköst, eru ástæðan fyrir því að loftknúnir lokarakerfi eru alltaf samþætt í GEW rafskautbogalampasamstæður. Mynd 2 sýnir loftkældar (E2C) og vökvakældar (E4C) rafskautbogalampar.
MYND 2 »Vökvakældar (E4C) og loftkældar (E2C) rafskautbogalampar.
UV LED lampar
Hálfleiðarar eru fast, kristallað efni sem eru nokkuð leiðandi. Rafmagn flæðir betur í gegnum hálfleiðara en einangrara, en ekki eins vel og málmleiðari. Náttúrulegir en frekar óhagkvæmir hálfleiðarar eru meðal annars kísill, germaníum og selen. Tilbúnir hálfleiðarar sem eru hannaðir með afköst og skilvirkni að leiðarljósi eru samsett efni með óhreinindum sem eru nákvæmlega gegndreyptar í kristalbyggingunni. Í tilviki útfjólublárra LED-ljósa er ál-gallíumnítríð (AlGaN) algengt efni.
Hálfleiðarar eru grundvallaratriði í nútíma rafeindatækni og eru hannaðir til að mynda smára, díóður, ljósdíóður og örgjörva. Hálfleiðarar eru samþættir í rafrásir og festir í vörum eins og farsímum, fartölvum, spjaldtölvum, heimilistækjum, flugvélum, bílum, fjarstýringum og jafnvel barnaleikföngum. Þessir litlu en öflugu íhlutir gera daglegar vörur virka en gera það einnig kleift að gera hlutina samþjappaða, þynnri, léttari og hagkvæmari.
Í sérstöku tilviki LED-ljósa gefa nákvæmlega hönnuð og smíðuð hálfleiðaraefni frá sér tiltölulega þröng bylgjulengdarsvið ljóss þegar þau eru tengd við jafnstraumsaflgjafa. Ljósið myndast aðeins þegar straumur fer frá jákvæðu anóðu (+) til neikvæðrar katóðu (-) hverrar LED-ljósa. Þar sem LED-úttak er fljótt og auðveldlega stjórnað og næstum einlita, henta LED-ljós fullkomlega til notkunar sem: vísirljós; innrauð samskiptamerki; baklýsing fyrir sjónvörp, fartölvur, spjaldtölvur og snjallsíma; rafræn skilti, auglýsingaskilti og risaljós; og UV-herding.
LED ljós er jákvætt-neikvætt tengipunktur (pn tengipunktur). Þetta þýðir að annar hluti LED ljóssins hefur jákvæða hleðslu og er kallaður anóða (+), og hinn hlutinn hefur neikvæða hleðslu og er kallaður katóða (-). Þó að báðar hliðar séu tiltölulega leiðandi, þá er tengipunktamörkin þar sem hliðarnar tvær mætast, þekkt sem tæmingarsvæðið, ekki leiðandi. Þegar jákvæði (+) pól jafnstraums (DC) aflgjafa er tengdur við anóðu (+) LED ljóssins, og neikvæði (-) pól uppsprettunnar er tengdur við katóðuna (-), þá eru neikvætt hlaðnar rafeindir í katóðunni og jákvætt hlaðnar rafeindalausar raðir frá aflgjafanum og ýttar í átt að tæmingarsvæðinu. Þetta er framvirk skekkja og hefur þau áhrif að yfirvinna óleiðandi mörkin. Niðurstaðan er sú að frjálsar rafeindir á n-gerð svæðinu ganga yfir og fylla lausar raðir á p-gerð svæðinu. Þegar rafeindir flæða yfir mörkin fara þær yfir í ástand með minni orku. Viðkomandi orkulækkun losnar frá hálfleiðaranum sem ljósfótónur.
Efnin og íblöndunarefnin sem mynda kristallaða LED-byggingu ákvarða litrófsútgáfuna. Í dag eru LED-herðingargjafar sem fást í verslunum með útfjólubláa geislun miðuð við 365, 385, 395 og 405 nm, dæmigerð vikmörk upp á ±5 nm og Gauss-litrófsdreifingu. Því meiri sem hámarkslitrófsgeislunin (W/cm2/nm) er, því hærri er hámark bjöllukúrfunnar. Þó að þróun á UVC sé í gangi á milli 275 og 285 nm, eru afköst, endingartími, áreiðanleiki og kostnaður ekki enn hagkvæm fyrir herðingarkerfi og notkun.
Þar sem útfjólubláa LED-ljósgjöf er nú takmörkuð við lengri UVA bylgjulengdir, gefur UV-LED herðingarkerfi ekki frá sér breiðbandsúttak eins og meðalþrýstings kvikasilfursgufulampar. Þetta þýðir að UV-LED herðingarkerfi gefa ekki frá sér UVC, UVB, flest sýnilegt ljós og hitamyndandi innrauðar bylgjulengdir. Þó að þetta geri kleift að nota UV-LED herðingarkerfi í hitanæmari forritum, verður að endurmóta núverandi blek, húðanir og lím sem eru samsett fyrir meðalþrýstings kvikasilfurslampa fyrir UV-LED herðingarkerfi. Sem betur fer eru efnaframleiðendur í auknum mæli að hanna tilboð með tvöfaldri herðingu. Þetta þýðir að tvöföld herðingarformúla sem ætluð er til að herða með UV-LED lampa mun einnig herða með kvikasilfursgufulampa (Mynd 3).
MYND 3 »Litrófsúttakskort fyrir LED.
UV-LED herðingarkerfi GEW gefa frá sér allt að 30 W/cm2 í gegnum útgeislunargluggann. Ólíkt rafskautbogalömpum eru UV-LED herðingarkerfi ekki með endurskinsgler sem beina ljósgeislum að einbeittum brennipunkti. Þar af leiðandi á sér hámarksgeislun UV-LED stað nálægt útgeislunarglugganum. Útgeislarnir frá UV-LED færast frá hvor öðrum eftir því sem fjarlægðin milli lampahaussins og herðingaryfirborðsins eykst. Þetta dregur úr ljósþéttni og stærð geislunarinnar sem nær til herðingaryfirborðsins. Þó að hámarksgeislun sé mikilvæg fyrir þvertengingu, er sífellt meiri geislun ekki alltaf kostur og getur jafnvel hamlað meiri þvertengingarþéttleika. Bylgjulengd (nm), geislun (W/cm2) og orkuþéttleiki (J/cm2) gegna öll mikilvægu hlutverki í herðingu og sameiginleg áhrif þeirra á herðingu ættu að vera skilin rétt við val á UV-LED ljósgjafa.
LED ljósgjafar eru Lambertsljósgjafar. Með öðrum orðum, hver útfjólublá LED ljósgjafi gefur frá sér einsleita framútgeislun yfir heilt 360° x 180° hálfkúlu. Fjölmargar útfjólubláar LED ljósgjafar, hver um sig á stærðargráðu millimetra, eru raðaðar í eina röð, fylki af röðum og dálkum, eða einhverja aðra stillingu. Þessar undireiningar, þekktar sem einingar eða fylki, eru hannaðar með bili á milli LED ljósgjafa sem tryggir blandun yfir bil og auðveldar kælingu díóðna. Margar einingar eða fylki eru síðan raðað í stærri samstæður til að mynda útfjólubláa herðingarkerfi af ýmsum stærðum (Myndir 4 og 5). Viðbótaríhlutir sem þarf til að smíða útfjólubláa LED herðingarkerfi eru meðal annars kælir, útgeislunargluggi, rafeindadrif, jafnstraumsaflgjafar, vökvakælikerfi eða kælir og mann-vél-viðmót (HMI).
MYND 4 »LeoLED kerfið fyrir vefinn.
MYND 5 »LeoLED kerfi fyrir hraðvirkar uppsetningar á mörgum perum.
Þar sem UV-LED herðingarkerfi geisla ekki frá sér innrauða bylgjulengd, flytja þau í eðli sínu minni varmaorku á herðingaryfirborðið en kvikasilfursgufulampar, en það þýðir ekki að UV-LED ætti að líta á sem kaldherðingartækni. UV-LED herðingarkerfi geta gefið frá sér mjög háa geislunarstyrk og útfjólubláar bylgjulengdir eru ein tegund orku. Sú útgeislun sem efnasamsetningin gleypir ekki mun hita upp undirliggjandi hlut eða undirlag sem og nærliggjandi vélhluti.
Útfjólubláar LED-ljós eru einnig rafmagnsíhlutir með óhagkvæmni sem stafar af hönnun og smíði hráefnis hálfleiðarans, sem og framleiðsluaðferðum og íhlutum sem notaðir eru til að pakka LED-ljósunum inn í stærri herðingareininguna. Þó að hitastig kvikasilfursgufukvarsrörs verði að vera haldið á milli 600 og 800°C meðan á notkun stendur, verður pn-gathitastig LED-ljósanna að vera undir 120°C. Aðeins 35-50% af rafmagninu sem knýr UV-LED-fylkingu er breytt í útfjólubláa geislun (mjög bylgjulengdarháð). Afgangurinn breytist í varma sem verður að fjarlægja til að viðhalda æskilegu gathitastigi og tryggja tiltekna geislun, orkuþéttleika og einsleitni kerfisins, sem og langan líftíma. LED-ljós eru í eðli sínu endingargóð föstu-efna tæki, og að samþætta LED-ljós í stærri samsetningar með rétt hönnuðum og viðhaldnum kælikerfum er mikilvægt til að ná langtímaforskriftum. Ekki eru öll UV-herðingarkerfi eins, og rangt hönnuð og kæld UV-LED-herðingarkerfi eru líklegri til að ofhitna og bila alvarlega.
Boga/LED blendingarlampar
Á hverjum markaði þar sem glæný tækni er kynnt til sögunnar í stað núverandi tækni getur verið óvissa varðandi innleiðingu hennar og efasemdir um afköst. Hugsanlegir notendur fresta oft innleiðingu þar til vel þekktur grunnur hefur myndast, dæmisögur eru birtar, jákvæð umsögn fer að dreifast í stórum stíl og/eða þeir fá reynslu eða meðmæli frá einstaklingum og fyrirtækjum sem þeir þekkja og treysta. Oft þarf traustar sannanir áður en heill markaður hættir alveg við það gamla og færir sig að fullu yfir í það nýja. Það hjálpar ekki að velgengnissögur eru yfirleitt þröngt geymdar leyndarmál þar sem þeir sem eru fyrstu til að taka upp tækni vilja ekki að samkeppnisaðilar njóti sambærilegs ávinnings. Fyrir vikið geta bæði raunverulegar og ýktar sögur um vonbrigði stundum ómað um allan markaðinn og dylja raunverulega kosti nýrrar tækni og seinkað innleiðingu enn frekar.
Í gegnum söguna, og sem mótvægi við tregðu við notkun, hafa blendingarhönnun oft verið tekin upp sem bráðabirgðabrú milli núverandi og nýrrar tækni. Blendingar gera notendum kleift að öðlast sjálfstraust og ákveða sjálfir hvernig og hvenær nýjar vörur eða aðferðir ættu að vera notaðar, án þess að fórna núverandi getu. Þegar kemur að útfjólubláum herðingu gerir blendingskerfi notendum kleift að skipta fljótt og auðveldlega á milli kvikasilfursgufulampa og LED-tækni. Fyrir línur með mörgum herðingarstöðvum gera blendingar kleift að keyra pressur með 100% LED, 100% kvikasilfursgufu eða hvaða blöndu af þessum tveimur tækni sem krafist er fyrir tiltekið verk.
GEW býður upp á blendingakerfi fyrir ljósboga/LED perur fyrir vefbreyta. Lausnin var þróuð fyrir stærsta markað GEW, þröngvefsmerki, en blendingahönnunin er einnig nothæf í öðrum vef- og öðrum forritum (Mynd 6). Ljósbogi/LED peran er með sameiginlegt lampahaushús sem getur rúmað annað hvort kvikasilfursgufu- eða LED perur. Báðar perurnar ganga fyrir alhliða aflgjafa- og stjórnkerfi. Greind innan kerfisins gerir kleift að greina á milli gerða perna og veitir sjálfkrafa viðeigandi afl, kælingu og notendaviðmót. Að fjarlægja eða setja upp annað hvort kvikasilfursgufu- eða LED perur frá GEW er venjulega gert á nokkrum sekúndum með einum sexkantslykli.
MYND 6 »Boga/LED kerfi fyrir vefinn.
Excimer lampar
Excimerlampar eru tegund gasútskriftarlampa sem gefur frá sér hálf-einlita útfjólubláa orku. Þó að excimerlampar séu fáanlegir í fjölmörgum bylgjulengdum, þá er algeng útfjólublá geislun miðuð við 172, 222, 308 og 351 nm. 172 nm excimerlampar falla innan tómarúm-útfjólubláa geislunarsviðsins (100 til 200 nm), en 222 nm er eingöngu UVC (200 til 280 nm). 308 nm excimerlampar gefa frá sér UVB (280 til 315 nm) og 351 nm er eingöngu UVA (315 til 400 nm).
172 nm útfjólubláar bylgjulengdir í lofttæmi eru styttri og innihalda meiri orku en útfjólublá geislun; þær eiga hins vegar erfitt með að komast mjög djúpt inn í efni. Reyndar frásogast 172 nm bylgjulengdir að fullu innan efstu 10 til 200 nm af útfjólubláum efnasamsetningum. Þar af leiðandi munu 172 nm excimer lampar aðeins þverbinda ysta yfirborð útfjólubláa samsetninga og verða að vera samþættar öðrum herðingarbúnaði. Þar sem útfjólubláar bylgjulengdir í lofttæmi frásogast einnig af lofti, verður að nota 172 nm excimer lampa í köfnunarefnisóvirku andrúmslofti.
Flestir excimer-lampar eru úr kvarsröri sem þjónar sem rafskautshindrun. Rörið er fyllt með nægilegum lofttegundum sem geta myndað excimer- eða exciplex-sameindir (Mynd 7). Mismunandi lofttegundir framleiða mismunandi sameindir og mismunandi örvuðu sameindirnar ákvarða hvaða bylgjulengdir lampinn sendir frá sér. Háspennurafskaut liggur eftir innri lengd kvarsrörsins og jarðskautar liggja eftir ytri lengdinni. Spennur eru púlsaðar inn í lampann við háar tíðnir. Þetta veldur því að rafeindir flæða innan innri rafskautsins og tæmast yfir gasblönduna í átt að ytri jarðskautunum. Þetta vísindalega fyrirbæri er þekkt sem rafskautshindrunarúthleðsla (DBD). Þegar rafeindir ferðast í gegnum gasið hafa þær samskipti við frumeindir og mynda orkugefnar eða jónaðar tegundir sem framleiða excimer- eða exciplex-sameindir. Excimer- og exciplex-sameindir hafa ótrúlega stuttan líftíma og þegar þær brotna niður úr örvuðu ástandi í grunnástand eru ljóseindir með hálf-einlita dreifingu sendir frá sér.
MYND 7 »Excimer lampi
Ólíkt kvikasilfurslampum hitnar yfirborð kvarsrörs excimerlampa ekki. Þar af leiðandi kælast flestir excimerlampar lítið sem ekkert. Í öðrum tilfellum þarfnast lítillar kælingar sem venjulega er veitt með köfnunarefnisgasi. Vegna hitastöðugleika lampans eru excimerlampar strax kveiktir og slökktir og þurfa ekki upphitun eða kælingu.
Þegar excimerlampar sem gefa frá sér 172 nm bylgjulengd eru samþættir bæði hálf-einlita UVA-LED-herðingarkerfum og breiðbands kvikasilfursgufulampar, myndast möttuáhrif á yfirborðið. UVA LED lampar eru fyrst notaðir til að mynda hlaup í efnasamsetningu. Síðan eru hálf-einlita excimerlampar notaðir til að fjölliða yfirborðið og að lokum tengja breiðbands kvikasilfurslampar restina af efnasamsetningunni saman. Einstök litrófsútgáfa þessara þriggja tækni sem notuð er í aðskildum stigum skilar jákvæðum sjónrænum og hagnýtum yfirborðsherðingaráhrifum sem ekki er hægt að ná með neinum af útfjólubláu ljósgjöfunum einum og sér.
Bylgjulengdir excimer-lampa upp á 172 og 222 nm eru einnig áhrifaríkar við að eyða hættulegum lífrænum efnum og skaðlegum bakteríum, sem gerir excimer-lampa hentuga til að þrífa yfirborð, sótthreinsa og meðhöndla yfirborð með orku.
Líftími lampa
Hvað varðar líftíma lampa eða peru, þá endast ljósbogalampar frá GEW almennt í allt að 2.000 klukkustundir. Líftími lampa er ekki algildur þar sem útfjólublá geislun minnkar smám saman með tímanum og er undir áhrifum ýmissa þátta. Hönnun og gæði lampans, sem og rekstrarskilyrði útfjólubláa kerfisins og hvarfgirni efnisins. Rétt hönnuð útfjólublá kerfi tryggja að rétt afl og kæling sé veitt sem krafist er af tiltekinni lampahönnun (peru).
Perur frá GEW hafa alltaf lengstan líftíma þegar þær eru notaðar í GEW-herðingarkerfum. Aukaframleiðendur hafa almennt bakvirkt verklagað peruna úr sýni og afritin innihalda hugsanlega ekki sama endatengi, kvarsþvermál, kvikasilfursinnihald eða gasblöndu, sem getur allt haft áhrif á útfjólubláa geislun og varmamyndun. Þegar varmamyndun er ekki jöfn á móti kælingu kerfisins, þjáist peran bæði hvað varðar afköst og líftíma. Perur sem eru kaldari gefa frá sér minna útfjólublátt ljós. Perur sem eru heitari endast ekki eins lengi og skekkjast við hátt yfirborðshitastig.
Líftími rafskautsbogalampa er takmarkaður af rekstrarhita lampans, fjölda keyrslustunda og fjölda kveikinga eða kveikinga. Í hvert skipti sem háspennuboga kviknar á lampa við ræsingu slitnar hluti af wolframrafskautinu. Að lokum kviknar ekki á lampanum aftur. Rafskautsbogalampar eru með lokunarbúnaði sem, þegar hann er virkur, lokar fyrir útfjólubláa geislun í stað þess að skipta um lampa ítrekað. Hvarfgjarnari blek, húðun og lím geta leitt til lengri líftíma lampans, en minna hvarfgjarnar samsetningar geta þurft tíðari lampaskipti.
Útfjólubláa LED-kerfi endast lengur en hefðbundnar perur, en líftími útfjólubláa LED-kerfa er ekki heldur algildur. Eins og með hefðbundnar perur eru takmarkanir á því hversu hratt hægt er að knýja þau og verða almennt að starfa við gatnamótahita undir 120°C. Of mikil knýjun á LED-kerfum og of lítil kæling á þeim mun skerða líftíma þeirra, sem leiðir til hraðari niðurbrots eða stórfelldra bilana. Ekki bjóða allir framleiðendur útfjólubláa LED-kerfa upp á hönnun sem uppfyllir hæstu viðurkenndu líftíma, sem er yfir 20.000 klukkustundir. Betur hönnuð og viðhaldin kerfi endast lengur en 20.000 klukkustundir, og verri kerfin bila innan mun styttri tímaramma. Góðu fréttirnar eru þær að hönnun LED-kerfa heldur áfram að batna og endast lengur með hverri hönnunarútgáfu.
Óson
Þegar styttri bylgjulengdir útfjólublárar geislunar (UVC) hafa áhrif á súrefnisameindir (O2) valda þær því að súrefnisameindir (O2) klofna í tvö súrefnisatóm (O). Frí súrefnisatómin (O) rekast síðan á önnur súrefnisatóm (O2) og mynda óson (O3). Þar sem þrísúrefni (O3) er óstöðugari við jörðu en dísúrefni (O2), breytist óson auðveldlega í súrefnisameind (O2) og súrefnisatóm (O) þegar það berst um andrúmsloftið. Frí súrefnisatóm (O) sameinast síðan hvert öðru í útblásturskerfinu til að framleiða súrefnisatóm (O2).
Í iðnaðarnotkun með útfjólubláum geislum myndast óson (O3) þegar súrefni í andrúmsloftinu hefur samskipti við útfjólubláar bylgjulengdir undir 240 nm. Breiðbands kvikasilfursgufuherðingarlampar gefa frá sér útfjólublátt ljós (UVC) á bilinu 200 til 280 nm, sem nær yfir hluta af ósonmyndunarsvæðinu, og excimer-lampar gefa frá sér útfjólublátt ljós í lofttæmi við 172 nm eða UVC við 222 nm. Óson sem myndast við kvikasilfursgufu og excimer-herðingarlampa er óstöðugt og ekki verulegt umhverfisáhyggjuefni, en nauðsynlegt er að fjarlægja það úr nánasta umhverfi starfsmanna þar sem það er ertandi fyrir öndunarfæri og eitrað í miklu magni. Þar sem UV-LED-herðingarlampar í atvinnuskyni gefa frá sér UVA-geislun á bilinu 365 til 405 nm, myndast ekki óson.
Óson hefur svipaða lykt og lykt af málmi, brennandi vír, klór og rafmagnsneista. Lyktarskyn manna getur greint óson allt niður í 0,01 til 0,03 hluta á milljón (ppm). Þótt það sé mismunandi eftir einstaklingum og virknistigi getur styrkur hærri en 0,4 ppm leitt til skaðlegra öndunarfæraáhrifa og höfuðverkja. Viðeigandi loftræsting ætti að vera sett upp á UV-herðingarlínum til að takmarka útsetningu starfsmanna fyrir ósoni.
Útfjólubláherslukerfi eru almennt hönnuð til að halda útblástursloftinu frá lampahausunum í skefjum svo hægt sé að leiða það frá notendum og út fyrir bygginguna þar sem það brotnar niður náttúrulega í viðurvist súrefnis og sólarljóss. Ósonlausar lampar innihalda einnig kvarsaukefni sem blokkar bylgjulengdir sem mynda óson, og mannvirki sem vilja forðast að leggja loftstokka eða skera göt í þakið nota oft síur á útblástursviftum.
Birtingartími: 19. júní 2024
