Kvikasilfursgufa, ljósdíóða (LED) og excimer eru sérstök UV-herðandi lampatækni. Þó að allir þrír séu notaðir í ýmsum ljósfjölliðunarferlum til að krosstengja blek, húðun, lím og útpressur, eru aðferðirnar sem mynda útgeislaða UV orkuna, sem og eiginleikar samsvarandi litrófsúttaks, algjörlega mismunandi. Skilningur á þessum mun er mikilvægur í þróun umsóknar og samsetningar, val á UV-herðandi uppruna og samþættingu.
Kvikasilfursgufulampar
Bæði rafskautsbogalampar og rafskautslausir örbylgjulampar falla undir kvikasilfursgufu. Kvikasilfursgufulampar eru tegund af miðlungsþrýsti gasúthleðslulömpum þar sem lítið magn af frumkvikasilfri og óvirku gasi er gufað upp í plasma inni í lokuðu kvarsröri. Plasma er ótrúlega háhita jónað gas sem getur leitt rafmagn. Það er framleitt með því að beita rafspennu á milli tveggja rafskauta í ljósbogalampa eða með því að örbylgja rafskautslausan lampa inni í girðingu eða holrúmi svipað og í örbylgjuofni til heimilisnota. Þegar það hefur gufað upp gefur kvikasilfursplasma frá sér breiðvirkt ljós yfir útfjólubláar, sýnilegar og innrauðar bylgjulengdir.
Þegar um er að ræða ljósbogalampa, virkjar spenna á lokuðu kvarsrörinu. Þessi orka gufar kvikasilfrið í plasma og losar rafeindir úr gufuðum atómum. Hluti rafeinda (-) streymir í átt að jákvæðu wolfram rafskautinu eða rafskautinu (+) lampans og inn í rafrás UV kerfisins. Atómin með rafeindir sem nýlega vantar verða katjónir með jákvætt orku (+) sem streyma í átt að neikvætt hlaðinni wolfram rafskaut eða bakskaut (-) lampans. Þegar þær hreyfast snerta katjónir hlutlaus atóm í gasblöndunni. Áreksturinn flytur rafeindir frá hlutlausum atómum til katjóna. Þegar katjónir fá rafeindir falla þær niður í minni orku. Orkumunurinn er losaður sem ljóseindir sem geisla út frá kvarsrörinu. Að því tilskildu að lampinn sé nægilega knúinn, rétt kældur og starfræktur innan endingartíma síns, dregur stöðugt framboð af nýsköpuðum katjónum (+) í átt að neikvæðu rafskautinu eða bakskautinu (-), slær fleiri atóm og framleiðir stöðuga útstreymi UV-ljóss. Örbylgjulampar virka á svipaðan hátt nema að örbylgjuofnar, einnig þekktar sem útvarpsbylgjur (RF), koma í stað rafrásarinnar. Þar sem örbylgjulampar eru ekki með wolfram rafskaut og eru einfaldlega innsigluð kvarsrör sem inniheldur kvikasilfur og óvirkt gas, eru þeir almennt nefndir rafskautslausir.
UV framleiðsla breiðbands eða breiðvirkra kvikasilfursgufulampa spannar útfjólubláar, sýnilegar og innrauðar bylgjulengdir, í um það bil jöfnu hlutfalli. 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) bylgjulengdir. Lampar sem gefa frá sér UVC á bylgjulengdum undir 240 nm mynda óson og þurfa útblástur eða síun.
Litrófsúttakið fyrir kvikasilfursgufulampa er hægt að breyta með því að bæta við litlu magni af dópefnum, svo sem: járni (Fe), gallíum (Ga), blý (Pb), tin (Sn), bismút (Bi) eða indíum (Indíum). ). Viðbættir málmar breyta samsetningu plasma og þar af leiðandi orkunni sem losnar þegar katjónir fá rafeindir. Lampar með viðbættum málmum eru nefndir dópaðir, aukefni og málmhalíð. Flest útfjólubláa blek, húðun, lím og útpressunarefni eru hönnuð til að passa við framleiðslu annaðhvort venjulegra kvikasilfurs- (Hg) eða járn- (Fe) dópaðra lampa. Járndópaðir lampar færa hluta af útfjólubláu útstreymi yfir á lengri, næstum sýnilegar bylgjulengdir, sem skilar sér í betri skarpskyggni í gegnum þykkari, mikið litarefnisblöndur. UV samsetningar sem innihalda títantvíoxíð hafa tilhneigingu til að lækna betur með gallíum (GA)-dópuðum lömpum. Þetta er vegna þess að gallíumlampar færa umtalsverðan hluta UV-útgáfu í átt að bylgjulengdum lengri en 380 nm. Þar sem títantvíoxíðaukefni gleypa almennt ekki ljós yfir 380 nm, gerir notkun gallíumlampa með hvítum samsetningum kleift að frásogast meiri útfjólubláa orku af ljósvirkjum en aukefnum.
Litrófssnið veita mótunaraðilum og endanotendum sjónræna framsetningu á því hvernig útgeislun fyrir tiltekna lampahönnun dreifist yfir rafsegulrófið. Þó að uppgufað kvikasilfur og íblöndunarmálmar hafi skilgreinda geislaeiginleika, þá hefur nákvæm blanda af frumefnum og óvirkum lofttegundum inni í kvarsrörinu ásamt lampabyggingu og herðakerfishönnun öll áhrif á UV-útgang. Litrófsútstreymi ósamþættrar lampa sem knúinn er og mældur af lampabirgi undir berum himni mun hafa annað litrófsúttak en lampa sem festur er í lampahaus með rétt hönnuðum endurskinsmerki og kælingu. Litrófssnið eru aðgengileg frá birgjum útfjólubláa kerfa og eru gagnleg við þróun samsetningar og val á lampa.
Algengt litrófssnið sýnir litrófsgeislun á y-ásnum og bylgjulengd á x-ásnum. Litrófsgeislunin er hægt að sýna á nokkra vegu, þar með talið algildi (td W/cm2/nm) eða handahófskenndar, hlutfallslegar eða staðlaðar (einingalausar) mælingar. Snið sýnir almennt upplýsingarnar sem annað hvort línurit eða sem súlurit sem flokkar úttak í 10 nm bönd. Eftirfarandi línurit fyrir litrófsúttak kvikasilfursbogalampa sýnir hlutfallslega útgeislun með tilliti til bylgjulengdar fyrir kerfi GEW (Mynd 1).
MYND 1 »Litrófsúttakstöflur fyrir kvikasilfur og járn.
Lampi er hugtakið sem notað er til að vísa til UV-gemittandi kvarsrörsins í Evrópu og Asíu, en Norður- og Suður-Ameríkumenn hafa tilhneigingu til að nota skiptanlega blöndu af peru og lampa. Lampi og lampahaus vísa bæði til heildarsamstæðunnar sem hýsir kvarsrörið og alla aðra vélræna og rafmagnsíhluti.
Rafskautsbogalampar
Rafskautsbogalampakerfi samanstanda af lampahaus, kæliviftu eða kælivél, aflgjafa og mann-vél tengi (HMI). Lampahausinn inniheldur lampa (peru), endurskinsmerki, málmhlíf eða hús, lokarasamstæðu og stundum kvarsglugga eða vírhlíf. GEW festir kvarsrör, endurskinsmerki og lokunarbúnað inn í snældasamstæður sem auðvelt er að fjarlægja úr ytri lampahausnum eða hlífinni. Að fjarlægja GEW snælda er venjulega náð innan nokkurra sekúndna með því að nota einn innsexlykil. Vegna þess að UV framleiðsla, heildarstærð og lögun lampahaussins, kerfiseiginleikar og þarfir aukabúnaðar eru mismunandi eftir notkun og markaði, eru rafskautsbogalampakerfi almennt hönnuð fyrir tiltekinn flokk notkunar eða svipaðar vélagerðir.
Kvikasilfursgufulampar gefa frá sér 360° ljós frá kvarsrörinu. Bogalampakerfi nota endurskinsmerki staðsett á hliðum og aftan á lampanum til að fanga og fókusa meira af ljósinu í tiltekna fjarlægð fyrir framan lampahausinn. Þessi fjarlægð er þekkt sem fókus og er þar sem geislunin er mest. Bogalampar gefa venjulega frá sér á bilinu 5 til 12 W/cm2 við fókusinn. Þar sem um 70% af útfjólubláu útstreymi frá lampahausnum kemur frá endurskinsljósinu er mikilvægt að halda endurskinsljósum hreinum og skipta um þá reglulega. Það að þrífa ekki eða skipta um endurskinsmerki er algengur þáttur í ófullnægjandi lækningu.
Í meira en 30 ár hefur GEW verið að bæta skilvirkni ráðhúskerfa sinna, sérsníða eiginleika og framleiðslu til að mæta þörfum sérstakra forrita og markaða, og þróa stórt safn af samþættingarbúnaði. Fyrir vikið inniheldur viðskiptaframboð frá GEW í dag fyrirferðarlítið húshönnun, endurskinsmerki sem eru fínstillt fyrir meiri UV endurkast og minnkað innrauða, hljóðláta samþætta lokunarbúnað, vefpils og raufar, veffóðrun með samloku, köfnunarefnistreglu, hausum með jákvæðum þrýstingi, snertiskjá. rekstrarviðmót, aflgjafar í föstu formi, meiri hagkvæmni í rekstri, eftirlit með útfjólubláum útgangi og eftirlit með ytri kerfi.
Þegar meðalþrýsti rafskautslampar eru í gangi er yfirborðshiti kvars á milli 600 °C og 800 °C og innri plasmahiti nokkur þúsund gráður á Celsíus. Þvingað loft er helsta leiðin til að viðhalda réttu hitastigi lampa og fjarlægja hluta af innrauðri orku sem geislað er. GEW veitir þessu lofti neikvætt; þetta þýðir að loft er dregið í gegnum hlífina, meðfram endurskinsmerki og lampa, og tæmist út úr samsetningunni og í burtu frá vélinni eða yfirborðinu. Sum GEW kerfi eins og E4C nota fljótandi kælingu, sem gerir aðeins meiri útfjólubláa útstreymi og minnkar heildarstærð lampahaussins.
Rafskautsbogalampar hafa upphitunar- og kælingarlotur. Lampar eru slegnir með lágmarks kælingu. Þetta gerir kvikasilfursplasmanum kleift að hækka upp í æskilegt rekstrarhitastig, framleiða frjálsar rafeindir og katjónir og gera straumflæði kleift. Þegar slökkt er á lampahausnum heldur kælingin áfram að keyra í nokkrar mínútur til að kæla kvarsrörið jafnt. Of heitur lampi slær ekki aftur og verður að halda áfram að kólna. Lengd ræsingar- og kælingarferilsins, sem og niðurbrot rafskautanna við hvert spennuslag, er ástæða þess að pneumatic lokarbúnaður er alltaf samþættur í GEW rafskautsbogalampasamstæður. Mynd 2 sýnir loftkælda (E2C) og vökvakælda (E4C) rafskautsbogalampa.
MYND 2 »Vökvakældir (E4C) og loftkældir (E2C) rafskautsbogalampar.
UV LED lampar
Hálfleiðarar eru solid, kristalluð efni sem eru nokkuð leiðandi. Rafmagn flæðir betur í gegnum hálfleiðara en einangrunartæki, en ekki eins vel og málmleiðari. Náttúrulegir en frekar óhagkvæmir hálfleiðarar innihalda frumefnin sílikon, germaníum og selen. Tilbúið tilbúið hálfleiðara sem er hannað fyrir framleiðsla og skilvirkni eru samsett efni með óhreinindum sem eru nákvæmlega gegndreypt í kristalbyggingunni. Þegar um er að ræða UV LED er ál gallíumnítríð (AlGaN) algengt efni.
Hálfleiðarar eru grundvallaratriði í nútíma rafeindatækni og eru hannaðir til að mynda smára, díóða, ljósdíóða og örgjörva. Hálfleiðaratæki eru samþætt rafrásir og fest inni í vörum eins og farsímum, fartölvum, spjaldtölvum, tækjum, flugvélum, bílum, fjarstýringum og jafnvel barnaleikföngum. Þessir örsmáu en kraftmiklu íhlutir láta hversdagsvörur virka á sama tíma og hlutir eru þéttir, þynnri, léttir og hagkvæmari.
Í sérstöku tilviki ljósdíóða gefa nákvæmlega hönnuð og framleidd hálfleiðaraefni frá sér tiltölulega þröngt bylgjulengdarsvið af ljósi þegar það er tengt við DC aflgjafa. Ljósið myndast aðeins þegar straumur flæðir frá jákvæðu rafskautinu (+) til neikvæðu bakskautsins (-) hvers LED. Þar sem LED framleiðsla er fljótt og auðveldlega stjórnað og hálf-einlita, eru LED fullkomlega til þess fallin að nota sem: gaumljós; innrauð samskiptamerki; baklýsing fyrir sjónvörp, fartölvur, spjaldtölvur og snjallsíma; rafræn skilti, auglýsingaskilti og stórmerki; og UV-herðingu.
Ljósdíóða er jákvætt-neikvætt mót (pn junction). Þetta þýðir að annar hluti ljósdíóðunnar er með jákvæða hleðslu og er nefndur rafskautið (+) og hinn hlutinn hefur neikvæða hleðslu og er vísað til sem bakskautið (-). Þó að báðar hliðar séu tiltölulega leiðandi, eru mótamörkin þar sem hliðarnar tvær mætast, þekkt sem eyðingarsvæðið, ekki leiðandi. Þegar jákvæði (+) skaut jafnstraums (DC) aflgjafa er tengdur við rafskaut (+) ljósdíóðunnar og neikvæði (-) skaut uppsprettu er tengdur við bakskaut (-), neikvætt hlaðnar rafeindir í bakskautinu og jákvætt hlaðin rafeindalaus rými í forskautinu hrinda frá sér af aflgjafanum og ýtt í átt að eyðingarsvæðinu. Þetta er hlutdrægni fram á við og hefur þau áhrif að sigrast á óleiðandi mörkum. Niðurstaðan er sú að frjálsar rafeindir á n-gerð svæði fara yfir og fylla laus rými á p-gerð svæði. Þegar rafeindir streyma yfir mörkin fara þær yfir í minni orku. Viðkomandi orkufall losnar frá hálfleiðaranum sem ljóseindir.
Efnin og dópefnin sem mynda kristallaða LED uppbyggingu ákvarða litrófsúttakið. Í dag hafa LED-herðingargjafar sem eru fáanlegir í verslunum útfjólubláa útgang með miðju við 365, 385, 395 og 405 nm, dæmigerð vikmörk ±5 nm og Gaussísk litrófsdreifing. Því meiri sem hámarksgeislun litrófsins er (W/cm2/nm), því hærra er toppur bjöllukúrfunnar. Þó að UVC þróun sé í gangi á milli 275 og 285 nm, eru framleiðsla, líf, áreiðanleiki og kostnaður ekki enn viðskiptalega hagkvæmur fyrir herðunarkerfi og forrit.
Þar sem UV-LED framleiðsla er eins og er takmörkuð við lengri UVA bylgjulengdir, gefur UV-LED herðingarkerfi ekki frá sér breiðbandsrófútgang sem einkennir meðalþrýsta kvikasilfursgufuperur. Þetta þýðir að UV-LED herðingarkerfi gefa ekki frá sér UVC, UVB, mest sýnilega ljósið og hitamyndandi innrauða bylgjulengd. Þó að þetta geri kleift að nota UV-LED herðingarkerfi í hitanæmari forritum, verður að endurútbúa núverandi blek, húðun og lím sem eru samsett fyrir meðalþrýsta kvikasilfurslampa fyrir UV-LED herðingarkerfi. Sem betur fer eru birgjar efnafræði í auknum mæli að hanna tilboð sem tvöfalda lækningu. Þetta þýðir að tvíherðandi samsetning sem ætlað er að lækna með UV-LED lampa mun einnig lækna með kvikasilfursgufulampa (Mynd 3).
MYND 3 »Litrófsúttakstöflu fyrir LED.
UV-LED herðingarkerfi GEW gefa frá sér allt að 30 W/cm2 við útblástursgluggann. Ólíkt rafskautsbogalömpum eru UV-LED herðingarkerfi ekki með endurskinsmerki sem beina ljósgeislum í einbeittan fókus. Fyrir vikið á sér stað UV-LED hámarksgeislun nálægt útblástursglugganum. Útgefin UV-LED geislar víkja hver frá öðrum eftir því sem fjarlægðin á milli lampahaussins og lækningaflatarins eykst. Þetta dregur úr ljósstyrk og magni geislunar sem nær til yfirborðsmeðferðarinnar. Þó að hámarksgeislun sé mikilvæg fyrir þvertengingu er sífellt meiri geislun ekki alltaf hagkvæm og getur jafnvel hindrað meiri þvertengingarþéttleika. Bylgjulengd (nm), útgeislun (W/cm2) og orkuþéttleiki (J/cm2) gegna öll mikilvægu hlutverki við herðingu, og sameiginleg áhrif þeirra á lækningu ættu að vera rétt skilin við val á UV-LED uppsprettu.
LED eru Lambertian uppsprettur. Með öðrum orðum, hver UV LED gefur frá sér samræmda framrás yfir heilt 360° x 180° heilahvel. Fjölmörgum UV ljósdíóðum, hver um sig af stærðargráðunni millimetra ferningur, er raðað í eina röð, fylki af röðum og dálkum, eða einhverri annarri uppsetningu. Þessar undireiningar, þekktar sem einingar eða fylki, eru hannaðar með bili á milli ljósdíóða sem tryggir að blandast yfir eyður og auðveldar díóðakælingu. Mörgum einingum eða fylkjum er síðan raðað í stærri samsetningar til að mynda ýmsar stærðir UV-herðingarkerfa (myndir 4 og 5). Viðbótaríhlutir sem þarf til að byggja upp UV-LED herðingarkerfi eru meðal annars hitaskápur, útblástursgluggi, rafeindastýringar, DC aflgjafar, vökvakælikerfi eða kælitæki og mannavélaviðmót (HMI).
MYND 4 »LeoLED kerfið fyrir vefinn.
MYND 5 »LeoLED kerfi fyrir háhraða fjölperuuppsetningar.
Þar sem UV-LED ráðhúskerfi geisla ekki innrauða bylgjulengd. Þeir flytja í eðli sínu minni varmaorku á yfirborðið til að herða en kvikasilfursgufulampar, en það þýðir ekki að líta á á UV LED sem kaldherðingartækni. UV-LED herðakerfi geta gefið frá sér mjög háa hámarksgeislun og útfjólubláar bylgjulengdir eru form orku. Hvaða framleiðsla sem er ekki frásogast af efnafræðinni mun hita upp undirliggjandi hluta eða undirlag sem og nærliggjandi vélarhluta.
UV LED eru einnig rafmagnsíhlutir með óhagkvæmni sem knúin er áfram af hrári hálfleiðarahönnun og framleiðslu sem og framleiðsluaðferðum og íhlutum sem notaðir eru til að pakka ljósdíóðunum inn í stærri hertunareininguna. Þó að hitastig kvikasilfursgufukvarsrörs verði haldið á milli 600 og 800 °C meðan á notkun stendur, verður hitastig LED pn tengisins að vera undir 120 °C. Aðeins 35-50% af rafmagninu sem knýr UV-LED fylki er breytt í útfjólubláa útgang (mjög háð bylgjulengd). Afgangurinn er umbreyttur í varmahita sem verður að fjarlægja til að viðhalda æskilegu hitastigi mótamótanna og tryggja tiltekna kerfisgeislun, orkuþéttleika og einsleitni, auk langrar líftíma. LED eru í eðli sínu langvarandi solid-state tæki og samþætting LED í stærri samsetningar með rétt hönnuð og viðhaldið kælikerfi er mikilvægt til að ná langlífi forskriftum. Ekki eru öll UV-herðingarkerfi eins og óviðeigandi hönnuð og kæld UV-LED-herðingarkerfi eru meiri líkur á að ofhitna og bila skelfilega.
Arc/LED Hybrid lampar
Á hvaða markaði sem er þar sem glæný tækni er kynnt í stað núverandi tækni, getur verið skelfing varðandi upptöku sem og efasemdir um frammistöðu. Hugsanlegir notendur fresta oft ættleiðingu þar til rótgróinn uppsetningargrunnur myndast, dæmisögur eru birtar, jákvæðar sögur byrja að dreifast í fjöldanum og/eða þeir fá fyrstu hendi reynslu eða tilvísanir frá einstaklingum og fyrirtækjum sem þeir þekkja og treysta. Oft er þörf á hörðum sönnunargögnum áður en heill markaður afsalar sér algjörlega því gamla og færist að fullu yfir í það nýja. Það hjálpar ekki að árangurssögur hafa tilhneigingu til að vera leyndarmál þar sem snemma ættleiðendur vilja ekki að keppinautar geri sér grein fyrir sambærilegum ávinningi. Fyrir vikið geta bæði raunverulegar og ýktar sögur af vonbrigðum stundum endurómað um allan markaðinn sem felur í sér sanna kosti nýrrar tækni og tafið enn frekar fyrir innleiðingu.
Í gegnum söguna, og sem mótvægi við tregðri upptöku, hefur blendingshönnun oft verið tekin sem bráðabirgðabrú milli núverandi og nýrrar tækni. Blendingar gera notendum kleift að öðlast sjálfstraust og ákveða sjálfir hvernig og hvenær nýjar vörur eða aðferðir eigi að nota, án þess að fórna núverandi getu. Þegar um er að ræða UV-herðingu, gerir blendingskerfi notendum kleift að skipta fljótt og auðveldlega á milli kvikasilfursgufulampa og LED tækni. Fyrir línur með mörgum hertunarstöðvum leyfa blendingar pressum að keyra 100% LED, 100% kvikasilfursgufu eða hvaða blanda af þessum tveimur tækni sem þarf fyrir tiltekið verk.
GEW býður upp á boga/LED hybrid kerfi fyrir vefbreytir. Lausnin var þróuð fyrir stærsta markað GEW, þröngt vefmerki, en blendingshönnunin nýtist einnig í öðrum vef- og öðrum forritum (mynd 6). Boginn/ljósdíóðan inniheldur sameiginlegt lampahaus sem getur hýst annað hvort kvikasilfursgufu eða LED snælda. Báðar snældurnar ganga fyrir alhliða afl- og stýrikerfi. Vitneskja innan kerfisins gerir kleift að greina á milli snældategunda og veita sjálfkrafa viðeigandi afl, kælingu og viðmót stjórnanda. Að fjarlægja eða setja upp annað hvort kvikasilfursgufu eða LED snælda frá GEW er venjulega náð innan nokkurra sekúndna með því að nota einn innsexlykil.
MYND 6 »Boga/LED kerfi fyrir vef.
Excimer lampar
Excimer lampar eru tegund af gasúthleðslu lampa sem gefur frá sér hálf-einlita útfjólubláa orku. Þó excimer lampar séu fáanlegir í fjölmörgum bylgjulengdum eru algeng útfjólublá útstreymi miðuð við 172, 222, 308 og 351 nm. 172 nm excimer lampar falla innan lofttæmis UV bandsins (100 til 200 nm), en 222 nm er eingöngu UVC (200 til 280 nm). 308 nm excimer lampar gefa frá sér UVB (280 til 315 nm) og 351 nm er fast UVA (315 til 400 nm).
172-nm tómarúm UV bylgjulengdir eru styttri og innihalda meiri orku en UVC; þó eiga þeir í erfiðleikum með að komast mjög djúpt inn í efni. Reyndar eru 172 nm bylgjulengdir alveg frásogast innan efstu 10 til 200 nm af UV-samsettri efnafræði. Fyrir vikið munu 172 nm excimer lampar aðeins krosstengja ysta yfirborð UV samsetninga og verða að vera samþættir í samsetningu með öðrum hertunarbúnaði. Þar sem lofttæmi útfjólubláa bylgjulengd frásogast einnig í lofti, verða 172 nm excimer lampar að vera starfræktir í köfnunarefnisvirku andrúmslofti.
Flestir excimer lampar samanstanda af kvarsröri sem þjónar sem rafmagnshindrun. Rörið er fyllt með sjaldgæfum lofttegundum sem geta myndað excimer eða exciplex sameindir (Mynd 7). Mismunandi lofttegundir framleiða mismunandi sameindir og mismunandi örvaðar sameindir ákvarða hvaða bylgjulengdir lampinn gefur frá sér. Háspennu rafskaut liggur eftir innri lengd kvarsrörsins og jarðrafskaut liggja eftir ytri lengd. Spenna er púlsað inn í lampann á háum tíðnum. Þetta veldur því að rafeindir flæða innan innra rafskautsins og losna yfir gasblönduna í átt að ytri jarðskautunum. Þetta vísindalega fyrirbæri er þekkt sem dielectric barrier discharge (DBD). Þegar rafeindir ferðast í gegnum gasið hafa þær samskipti við atóm og búa til orkugefnar eða jónaðar tegundir sem framleiða excimer eða exciplex sameindir. Excimer og exciplex sameindir hafa ótrúlega stuttan líftíma, og þegar þær brotna niður úr spenntu ástandi í grunnástand, gefast ljóseindir með hálf-einlita dreifingu frá sér.
MYND 7 »Excimer lampi
Ólíkt kvikasilfursgufulömpum verður yfirborð kvarsrörs á excimer lampa ekki heitt. Þess vegna ganga flestir excimer lampar með litla sem enga kælingu. Í öðrum tilfellum er þörf á lágri kælingu sem venjulega er veitt af köfnunarefnisgasi. Vegna hitastöðugleika lampans eru excimer lampar strax „ON/OFF“ og þurfa enga upphitunar- eða kælingarlotu.
Þegar excimer lampar sem geisla við 172 nm eru samþættir í samsetningu með bæði hálf-einlita UVA-LED-herðingarkerfum og breiðbands kvikasilfursgufulömpum, myndast mattandi yfirborðsáhrif. UVA LED lampar eru fyrst notaðir til að hlaupa efnafræðina. Hálf-einlita excimer lampar eru síðan notaðir til að fjölliða yfirborðið og að lokum þverbinda breiðband kvikasilfurslampar restina af efnafræðinni. Einstök litrófsútgangur þessara þriggja tækni sem beitt er í aðskildum áföngum skilar jákvæðum sjónrænum og hagnýtum yfirborðsmeðferðaráhrifum sem ekki er hægt að ná með neinum af UV uppsprettunum ein og sér.
Excimer bylgjulengdir 172 og 222 nm eru einnig áhrifaríkar við að eyða hættulegum lífrænum efnum og skaðlegum bakteríum, sem gerir excimer lampa hagnýta fyrir yfirborðshreinsun, sótthreinsun og yfirborðsorkumeðferð.
Líf lampa
Með tilliti til líftíma lampa eða peru, þá eru ljósbogalampar GEW yfirleitt allt að 2.000 klst. Líftími lampa er ekki algjör, þar sem UV framleiðsla minnkar smám saman með tímanum og verður fyrir áhrifum af ýmsum þáttum. Hönnun og gæði lampans, sem og rekstrarástand útfjólubláa kerfisins og hvarfgirni blöndunnar skiptir máli. Rétt hönnuð útfjólubláa kerfi tryggja að rétt afl og kæling sem krafist er af tiltekinni lampa (peru) hönnun sé veitt.
GEW-ljósker (perur) veita alltaf lengsta líftímann þegar þeir eru notaðir í GEW-herðingarkerfi. Aðrar birgðagjafar hafa almennt öfugsnúna lampann úr sýninu og afritin mega ekki innihalda sömu endafestingu, kvarsþvermál, kvikasilfursinnihald eða gasblöndu, sem getur allt haft áhrif á útfjólubláa útstreymi og hitamyndun. Þegar hitamyndun er ekki jöfnuð á móti kælingu kerfisins þjáist lampinn bæði í framleiðslu og endingu. Lampar sem keyra kælir gefa frá sér minna UV. Lampar sem verða heitari endast ekki eins lengi og skekjast við háan yfirborðshita.
Líftími rafskautsbogalampa takmarkast af notkunarhitastigi lampans, fjölda keyrslustunda og fjölda ræsinga eða slaga. Í hvert skipti sem háspennubogi er sleginn á lampa við ræsingu slitnar hluti af wolframrafskautinu. Að lokum mun lampinn ekki slá aftur. Rafskautsbogalampar eru með lokarabúnaði sem, þegar kveikt er á þeim, hindrar útfjólubláu útstreymi sem valkostur við að endurtaka raforku lampans. Hvarfgjarnara blek, húðun og lím getur leitt til lengri endingartíma lampa; en minna hvarfgjarnar samsetningar gætu þurft tíðari lampaskipti.
UV-LED kerfi eru í eðli sínu lengri endingartími en hefðbundnir lampar, en UV-LED líf er heldur ekki algert. Eins og með hefðbundna lampa, hafa UV LED takmarkanir á því hversu hart er hægt að knýja þær og verða almennt að virka við mótshitastig undir 120 °C. Ofkeyrandi LED og vankælandi LED munu skerða líftíma, sem leiðir til hraðari niðurbrots eða skelfilegrar bilunar. Ekki eru allir birgjar UV-LED kerfisins sem bjóða upp á hönnun sem stenst hæsta líftíma sem er umfram 20.000 klukkustundir. Betra hönnuð og viðhaldið kerfi munu endast lengur en í 20.000 klukkustundir og óæðri kerfin munu bila innan mun styttri glugga. Góðu fréttirnar eru þær að LED kerfishönnun heldur áfram að bæta og endast lengur með hverri hönnunarendurtekningu.
Óson
Þegar styttri UVC-bylgjulengdir hafa áhrif á súrefnissameindir (O2), valda þær því að súrefnissameindir (O2) klofna í tvö súrefnisatóm (O). Frjálsu súrefnisatómin (O) rekast síðan á aðrar súrefnissameindir (O2) og mynda óson (O3). Þar sem þrísúrefni (O3) er minna stöðugt á jörðu niðri en tvísúrefni (O2), breytist óson auðveldlega í súrefnissameind (O2) og súrefnisatóm (O) þegar það rekur í gegnum andrúmsloftið. Frjáls súrefnisatóm (O) sameinast síðan hvert við annað innan útblásturskerfisins til að framleiða súrefnissameindir (O2).
Fyrir iðnaðar UV-herðingu er óson (O3) framleitt þegar súrefni í andrúmsloftinu hefur samskipti við útfjólubláar bylgjulengdir undir 240 nm. Breiðband kvikasilfursgufuherðandi uppsprettur gefa frá sér UVC á milli 200 og 280 nm, sem skarast hluta af ósonmyndunarsvæðinu, og excimer lampar gefa frá sér lofttæmi UV við 172 nm eða UVC við 222 nm. Óson sem myndast af kvikasilfursgufu og excimer lömpum er óstöðugt og ekki verulegt umhverfisáhyggjuefni, en nauðsynlegt er að það sé fjarlægt frá nánasta umhverfi starfsmanna þar sem það er ertandi í öndunarfærum og eitrað í miklu magni. Þar sem UV-LED ráðhúskerfi gefa frá sér UVA úttak á milli 365 og 405 nm myndast ekki óson.
Óson hefur svipaða lykt og lykt af málmi, brennandi vír, klór og rafmagnsneisti. Lyktarskyn manna geta greint óson allt að 0,01 til 0,03 ppm (ppm). Þó að það sé mismunandi eftir einstaklingum og virknistigi, getur styrkur sem er meiri en 0,4 ppm leitt til skaðlegra áhrifa á öndunarfæri og höfuðverk. Rétt loftræsting skal komið fyrir á UV-herðandi línum til að takmarka útsetningu starfsmanna fyrir ósoni.
UV-herðingarkerfi eru almennt hönnuð til að innihalda útblástursloftið þegar það fer frá lampahausunum svo hægt sé að leiða það í burtu frá rekstraraðilum og út fyrir bygginguna þar sem það eyðist náttúrulega í nærveru súrefnis og sólarljóss. Að öðrum kosti eru ósonlausir lampar með kvarsaukefni sem hindrar bylgjulengdir sem mynda óson, og aðstaða sem vill forðast leiðslu eða skera göt á þakið notar oft síur við útgang útblástursvifta.
Birtingartími: 19-jún-2024
