Пара ртуці, святловыпрамяняльны дыёд (LED) і эксімер - гэта розныя тэхналогіі лямп з УФ-отверждением. У той час як усе тры выкарыстоўваюцца ў розных працэсах фотапалімерызацыі для сшывання чарнілаў, пакрыццяў, клеяў і экструзій, механізмы генерацыі выпраменьванай УФ-энергіі, а таксама характарыстыкі адпаведнага спектральнага выхаду абсалютна розныя. Разуменне гэтых адрозненняў важна для прымянення і распрацоўкі рэцэптуры, выбару крыніцы УФ-отвержденія і інтэграцыі.
Ртутныя лямпы
Як электродныя дугавыя лямпы, так і бесэлектродныя мікрахвалевыя лямпы адносяцца да катэгорыі пара ртуці. Ртутныя лямпы - гэта тып газаразрадных лямпаў сярэдняга ціску, у якіх невялікая колькасць элементарнай ртуці і інэртнага газу выпараецца ў плазму ўнутры герметычнай кварцавай трубкі. Плазма - гэта неверагодна высокатэмпературны іянізаваны газ, здольны праводзіць электрычнасць. Ён вырабляецца шляхам падачы электрычнага напружання паміж двума электродамі ў дугавой лямпе або пры награванні ў мікрахвалеўцы бесэлектроднай лямпы ўнутры корпуса або камеры, падобнай па канцэпцыі да бытавой мікрахвалевай печы. Пасля выпарэння ртутная плазма выпраменьвае святло шырокага спектру ва ўльтрафіялетавым, бачным і інфрачырвоным дыяпазонах.
У выпадку электрычнай дугавой лямпы прыкладзенае напружанне зараджае герметычную кварцавую трубку. Гэтая энергія выпарае ртуць у плазму і вызваляе электроны з выпараных атамаў. Частка электронаў (-) цячэ да станоўчага вальфрамавага электрода або анода лямпы (+) і ў электрычны ланцуг УФ-сістэмы. Атамы з нядаўна адсутнымі электронамі становяцца станоўча зараджанымі катыёнамі (+), якія цякуць да адмоўна зараджанага вальфрамавага электрода або катода лямпы (-). Рухаючыся, катыёны сутыкаюцца з нейтральнымі атамамі ў газавай сумесі. Удар пераносіць электроны ад нейтральных атамаў да катыёнаў. Калі катыёны атрымліваюць электроны, яны пераходзяць у стан з меншай энергіяй. Дыферэнцыял энергіі разраджаецца ў выглядзе фатонаў, якія выпраменьваюцца вонкі з кварцавай трубкі. Пры ўмове, што лямпа мае адпаведнае сілкаванне, правільна астуджаецца і працуе на працягу тэрміну службы, пастаянны запас зноў створаных катыёнаў (+) імкнецца да адмоўнага электрода або катода (-), дзівячы больш атамаў і ствараючы бесперапыннае выпраменьванне УФ-святла. Мікрахвалевыя лямпы працуюць аналагічным чынам, за выключэннем таго, што мікрахвалевыя печы, таксама вядомыя як радыёчастота (ВЧ), замяняюць электрычны ланцуг. Паколькі мікрахвалевыя лямпы не маюць вальфрамавых электродаў і ўяўляюць сабой проста герметычную кварцавую трубку, якая змяшчае ртуць і інэртны газ, іх звычайна называюць безэлектроднымі.
Ультрафіялетавае выпраменьванне шырокапалосных або шырокіх спектраў ртутных лямпаў ахоплівае ўльтрафіялетавае, бачнае і інфрачырвонае выпраменьванне ў прыблізна роўнай прапорцыі. Ультрафіялетавая частка ўключае сумесь даўжынь хваль UVC (ад 200 да 280 нм), UVB (ад 280 да 315 нм), UVA (ад 315 да 400 нм) і UVV (ад 400 да 450 нм). Лямпы, якія выпраменьваюць ультрафіялетавае выпраменьванне з даўжынямі хваль ніжэй за 240 нм, ствараюць азон і патрабуюць выхлапу або фільтрацыі.
Спектральны выхад для ртутнай лямпы можа быць зменены шляхам дадання невялікай колькасці легіровак, такіх як: жалеза (Fe), галій (Ga), свінец (Pb), волава (Sn), вісмут (Bi) або індый (In ). Дададзеныя металы змяняюць склад плазмы і, адпаведна, энергію, якая вылучаецца, калі катыёны набываюць электроны. Лямпы з даданнем металаў называюцца легіраванымі, адытыўнымі і металагалогеннымі. Большасць УФ-фармуляваных чарнілаў, пакрыццяў, клеяў і экструзій распрацаваны, каб адпавядаць магутнасці стандартных ртутных (Hg) або жалеза (Fe) лямпаў. Лямпы, легаваныя жалезам, перамяшчаюць частку ультрафіялетавага выпраменьвання ў больш доўгія, амаль бачныя даўжыні хваль, што прыводзіць да лепшага пранікнення праз больш густыя, моцна пігментаваныя склады. Ультрафіялетавыя склады, якія змяшчаюць дыяксід тытана, як правіла, лепш отверждаются з лямпамі з даданнем галію (GA). Гэта таму, што галиевыя лямпы ссоўваюць значную частку УФ-выпраменьвання ў бок хваль з даўжынямі больш за 380 нм. Паколькі дабаўкі дыяксіду тытана звычайна не паглынаюць святло з даўжынёй даўжыні больш за 380 нм, выкарыстанне галиевых лямпаў з белымі складамі дазваляе фотаініцыятарам паглынаць больш УФ-энергіі ў адрозненне ад дадаткаў.
Спектральныя профілі даюць распрацоўшчыкам і канчатковым карыстальнікам візуальнае ўяўленне аб тым, як выпраменьванне для канкрэтнай канструкцыі лямпы размяркоўваецца па электрамагнітным спектры. У той час як выпараная ртуць і дадатковыя металы маюць пэўныя характарыстыкі выпраменьвання, дакладная сумесь элементаў і інэртных газаў унутры кварцавай трубкі, а таксама канструкцыя лямпы і дызайн сістэмы отвержденія ўплываюць на УФ-выпраменьванне. Спектральны выхад неўбудаванай лямпы, якая працуе і вымяраецца пастаўшчыком лямпаў на адкрытым паветры, будзе адрознівацца ад спектральнага выхаду лямпы, усталяванай у галоўцы лямпы з належным чынам спраектаваным адбівальнікам і астуджэннем. Спектральныя профілі лёгка даступныя ў пастаўшчыкоў УФ-сістэм, і яны карысныя пры распрацоўцы рэцэптуры і выбары лямпаў.
Агульны спектральны профіль адлюстроўвае спектральную асветленасць па восі ординат і даўжыню хвалі па восі х. Спектральнае апрамяненне можа быць адлюстравана некалькімі спосабамі, уключаючы абсалютнае значэнне (напрыклад, Вт/см2/нм) або адвольныя, адносныя або нармалізаваныя (без адзінак) меры. Профілі звычайна адлюстроўваюць інфармацыю альбо ў выглядзе лінейнай дыяграмы, альбо ў выглядзе гістаграмы, якая групуе выхад у дыяпазоны 10 нм. Наступны графік спектральнага выхаду ртутнай дугавой лямпы паказвае адносную апраменьванасць у залежнасці ад даўжыні хвалі для сістэм GEW (малюнак 1).
ФІГУРА 1 »Дыяграмы спектральнага выхаду ртуці і жалеза.
Лямпа - гэта тэрмін, які выкарыстоўваецца для абазначэння УФ-выпраменьвальнай кварцавай трубкі ў Еўропе і Азіі, у той час як жыхары Паўночнай і Паўднёвай Амерыкі, як правіла, выкарыстоўваюць узаемазаменную сумесь лямпы і лямпы. Лямпа і галоўка лямпы адносяцца да поўнай зборкі, у якой размешчаны кварцавая трубка і ўсе іншыя механічныя і электрычныя кампаненты.
Электродныя дугавыя лямпы
Сістэмы электрадугавых лямпаў складаюцца з галоўкі лямпы, вентылятара астуджэння або ахаладжальніка, крыніцы харчавання і інтэрфейсу чалавек-машына (HMI). Галоўка лямпы ўключае ў сябе лямпу (лямпачку), адбівальнік, металічны кажух або корпус, засаўку ў зборы, а часам і кварцавае акно або драцяную абарону. GEW усталёўвае свае кварцавыя трубкі, адбівальнікі і засаўкі ўнутры касетных вузлоў, якія можна лёгка зняць з вонкавага корпуса галоўкі лямпы або корпуса. Выдаленне касеты GEW звычайна выконваецца на працягу некалькіх секунд з дапамогай аднаго гаечнага ключа. Паколькі магутнасць ультрафіялетавага выпраменьвання, агульны памер і форма галоўкі лямпы, характарыстыкі сістэмы і патрэбы ў дапаможным абсталяванні адрозніваюцца ў залежнасці ад прымянення і рынку, сістэмы электродных дугавых лямпаў звычайна распрацаваны для пэўнай катэгорыі прымянення або падобных тыпаў машын.
Ртутныя лямпы выпраменьваюць святло на 360° з кварцавай трубкі. У сістэмах дугавых лямпаў выкарыстоўваюцца адбівальнікі, размешчаныя па баках і ззаду лямпы, каб захопліваць і факусаваць больш святла на зададзенай адлегласці перад галоўкай лямпы. Гэтая адлегласць вядомая як фокус і знаходзіцца там, дзе апраменьванне найбольшае. Дугавыя лямпы звычайна выпраменьваюць у дыяпазоне ад 5 да 12 Вт/см2 у фокусе. Паколькі каля 70% УФ-выпраменьвання галоўкі лямпы паступае ад адбівальніка, важна падтрымліваць адбівальнікі ў чысціні і перыядычна іх замяняць. Адсутнасць ачысткі або замены адбівальнікаў часта прыводзіць да недастатковага лячэння.
На працягу больш за 30 гадоў GEW паляпшала эфектыўнасць сваіх сістэм отвержденія, наладжвала функцыі і прадукцыю ў адпаведнасці з патрэбамі канкрэтных прыкладанняў і рынкаў, а таксама распрацоўвала вялікі асартымент аксесуараў для інтэграцыі. У выніку сённяшнія камерцыйныя прапановы ад GEW уключаюць кампактныя канструкцыі корпуса, адбівальнікі, аптымізаваныя для большага адлюстравання УФ-прамянёў і паніжанага інфрачырвонага выпраменьвання, ціхія інтэгральныя механізмы аканіц, палотнішча і шчыліны, падачу палотны з малюскаў, інэрцыю азоту, галоўкі пад станоўчым ціскам, сэнсарны экран інтэрфейс аператара, цвёрдацельныя крыніцы харчавання, больш высокая эфектыўнасць працы, маніторынг ультрафіялетавага выпраменьвання і аддалены маніторынг сістэмы.
Калі працуюць электродныя лямпы сярэдняга ціску, тэмпература паверхні кварца складае ад 600 °C да 800 °C, а ўнутраная тэмпература плазмы складае некалькі тысяч градусаў па Цэльсіі. Прымусовае паветра з'яўляецца асноўным сродкам падтрымання правільнай працоўнай тэмпературы лямпы і выдалення часткі выпраменьванай інфрачырвонай энергіі. GEW пастаўляе гэтае паветра адмоўна; гэта азначае, што паветра ўцягваецца праз корпус, уздоўж адбівальніка і лямпы, і выцякае з вузла і далей ад машыны або паверхні отвержденія. У некаторых сістэмах GEW, такіх як E4C, выкарыстоўваецца вадкаснае астуджэнне, якое забяспечвае крыху большую магутнасць ультрафіялету і памяншае агульны памер галоўкі лямпы.
Электродныя дугавыя лямпы маюць цыклы разагрэву і астуджэння. Лямпы выбіваюцца з мінімальным астуджэннем. Гэта дазваляе ртутнай плазме падымацца да патрэбнай працоўнай тэмпературы, вырабляць свабодныя электроны і катыёны і забяспечваць паток току. Калі галоўка лямпы выключана, астуджэнне працягвае працаваць на працягу некалькіх хвілін для раўнамернага астуджэння кварцавай трубкі. Занадта цёплая лямпа не загарыцца паўторна і павінна працягваць астываць. Працягласць цыкла запуску і астывання, а таксама дэградацыя электродаў падчас кожнага ўдару напругі з'яўляюцца прычынай таго, што пнеўматычныя засаўкі заўсёды інтэгруюцца ў вузлы электродных дугавых лямпаў GEW. На малюнку 2 паказаны электродныя дугавыя лямпы з паветраным (E2C) і вадкасным (E4C).
ФІГУРА 2 »Электродныя дугавыя лямпы з вадкасным (E4C) і паветраным (E2C) астуджэннем.
УФ святлодыёдныя лямпы
Паўправаднікі - гэта цвёрдыя крышталічныя матэрыялы, якія збольшага праводзяць. Электрычнасць праходзіць праз паўправаднік лепш, чым праз ізалятар, але не так добра, як праз металічны праваднік. Прыродныя, але даволі неэфектыўныя паўправаднікі ўключаюць элементы крэмній, германій і селен. Сінтэтычна вырабленыя паўправаднікі, прызначаныя для выхаду і эфектыўнасці, з'яўляюцца складанымі матэрыяламі з прымешкамі, дакладна прасякнутымі ўнутры крышталічнай структуры. У выпадку ультрафіялетавых святлодыёдаў звычайна выкарыстоўваецца нітрыд галію алюмінія (AlGaN).
Паўправаднікі з'яўляюцца фундаментальнымі для сучаснай электронікі і створаны для стварэння транзістараў, дыёдаў, святлодыёдаў і мікрапрацэсараў. Паўправадніковыя прылады інтэгруюцца ў электрычныя схемы і ўсталёўваюцца ўнутры такіх прадуктаў, як мабільныя тэлефоны, ноўтбукі, планшэты, бытавая тэхніка, самалёты, аўтамабілі, пульты дыстанцыйнага кіравання і нават дзіцячыя цацкі. Гэтыя малюсенькія, але магутныя кампаненты дазваляюць паўсядзённым прадуктам функцыянаваць, а таксама дазваляюць вырабам быць кампактнымі, танчэйшымі, лёгкімі і больш даступнымі.
У прыватным выпадку святлодыёдаў, дакладна распрацаваныя і вырабленыя паўправадніковыя матэрыялы выпраменьваюць адносна вузкія паласы даўжынь хваль святла пры падключэнні да крыніцы пастаяннага току. Святло генеруецца толькі тады, калі ток цячэ ад станоўчага анода (+) да адмоўнага катода (-) кожнага святлодыёда. Паколькі святлодыёдны выхад хутка і лёгка кантралюецца і квазіманахраматычны, святлодыёды ідэальна падыходзяць для выкарыстання ў якасці: індыкатараў; інфрачырвоныя сігналы сувязі; падсвятленне для тэлевізараў, ноўтбукаў, планшэтаў і смартфонаў; электронныя шыльды, білборды і джамбатроны; і УФ-отвержденія.
Святлодыёд - гэта станоўча-адмоўны пераход (pn-пераход). Гэта азначае, што адна частка святлодыёда мае станоўчы зарад і называецца анодам (+), а другая частка мае адмоўны зарад і называецца катодам (-). У той час як абодва бакі з'яўляюцца адносна праводнымі, мяжа злучэння, дзе сустракаюцца абодва бакі, вядомая як зона знясілення, не праводзіць. Калі станоўчая (+) клема крыніцы пастаяннага току (DC) падлучана да анода (+) святлодыёда, а адмоўная (-) клема крыніцы падлучана да катода (-), адмоўна зараджаныя электроны у катодзе і станоўча зараджаныя электронныя вакансіі ў анодзе адштурхваюцца крыніцай энергіі і выштурхваюцца да зоны знясілення. Гэта зрушэнне наперад, і яно мае эфект пераадолення неправоднай мяжы. У выніку свабодныя электроны ў вобласці n-тыпу перасякаюцца і запаўняюць вакансіі ў вобласці p-тыпу. Калі электроны цякуць праз мяжу, яны пераходзяць у стан меншай энергіі. Адпаведнае падзенне энергіі вылучаецца з паўправадніка ў выглядзе фатонаў святла.
Матэрыялы і дабаўкі, якія ўтвараюць крышталічны святлодыёд, вызначаюць спектральны выхад. Сёння камерцыйна даступныя святлодыёдныя крыніцы отвержденія маюць ультрафіялетавае выпраменьванне з цэнтрам на 365, 385, 395 і 405 нм, тыповы допуск ±5 нм і спектральнае размеркаванне Гаўса. Чым больш пікавая спектральная апраменьванасць (Вт/см2/нм), тым вышэй пікавая крывая. У той час як распрацоўка UVC працягваецца ў дыяпазоне ад 275 да 285 нм, выхад, тэрмін службы, надзейнасць і кошт яшчэ не з'яўляюцца камерцыйна жыццяздольнымі для сістэм і прымянення.
Паколькі выхад УФ-святлодыёда ў цяперашні час абмежаваны больш доўгімі даўжынямі хваль УФА, сістэма отвержденія УФ-святлодыёдаў не выпраменьвае шырокапалоснага спектральнага выпраменьвання, характэрнага для ртутных лямпаў сярэдняга ціску. Гэта азначае, што ўльтрафіялетавыя святлодыёдныя сістэмы отвержденія не выпраменьваюць UVC, UVB, большасць бачнага святла і інфрачырвонае выпраменьванне, якое вылучае цяпло. У той час як гэта дазваляе выкарыстоўваць УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія ў больш адчувальных да цяпла прыкладаннях, існуючыя фарбы, пакрыцця і клеі, распрацаваныя для ртутных лямпаў сярэдняга ціску, павінны быць перапрацаваны для УФ-святлодыёдных сістэм отвержденія. На шчасце, пастаўшчыкі хіміі ўсё часцей распрацоўваюць прапановы ў якасці падвойнага лячэння. Гэта азначае, што склад двайнога отвержденія, прызначаны для отвержденія з дапамогай УФ-святлодыёднай лямпы, таксама будзе отверждаться з дапамогай ртутнай лямпы (малюнак 3).
ФІГУРА 3 »Дыяграма спектральнага выхаду святлодыёда.
УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія GEW выпраменьваюць да 30 Вт/см2 у акне выпраменьвання. У адрозненне ад электродных дугавых лямпаў, УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія не ўключаюць адбівальнікі, якія накіроўваюць светлавыя прамяні ў канцэнтраваны фокус. У выніку пікавае апраменьванне УФ-святлодыёдаў адбываецца паблізу выпраменьвальнага акна. Выпраменьваныя УФ-святлодыёдныя прамяні разыходзяцца адзін ад аднаго па меры павелічэння адлегласці паміж галоўкай лямпы і паверхняй отвержденія. Гэта зніжае канцэнтрацыю святла і велічыню апраменьвання, якое дасягае паверхні отвержденія. У той час як пікавая апраменьванасць важная для сшывання, павышэнне апраменьвання не заўсёды з'яўляецца выгадным і можа нават перашкаджаць большай шчыльнасці сшывання. Даўжыня хвалі (нм), апраменьванасць (Вт/см2) і шчыльнасць энергіі (Дж/см2) гуляюць вырашальную ролю ў цвярдзенні, і іх агульны ўплыў на цвярдзенне трэба правільна разумець пры выбары крыніцы УФ-святлодыёдаў.
Святлодыёды з'яўляюцца крыніцамі Ламберта. Іншымі словамі, кожны УФ-святлодыёд выпраменьвае раўнамерны выхад наперад па ўсёй паўсферы 360° x 180°. Шматлікія ультрафіялетавыя святлодыёды, кожны парадку квадратнага міліметра, размешчаны ў адзін радок, матрыцу з радкоў і слупкоў або іншую канфігурацыю. Гэтыя вузлы, вядомыя як модулі або масівы, сканструяваны з інтэрвалам паміж святлодыёдамі, які забяспечвае змешванне паміж зазорамі і палягчае астуджэнне дыёдаў. Затым некалькі модуляў або масіваў аб'ядноўваюцца ў больш буйныя зборкі, каб сфармаваць розныя памеры сістэм УФ-отвержденія (малюнкі 4 і 5). Да дадатковых кампанентаў, неабходных для пабудовы УФ-святлодыёднай сістэмы отвержденія, адносяцца радыятар, выпраменьваючае акно, электронныя драйверы, крыніцы харчавання пастаяннага току, сістэма вадкаснага астуджэння або ахаладжальнік і чалавек-машынны інтэрфейс (HMI).
ФІГУРА 4 »Сістэма LeoLED для Інтэрнэту.
ФІГУРА 5 »Сістэма LeoLED для высакахуткасных шматлямпавых установак.
Так як УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія не выпраменьваюць інфрачырвоныя хвалі. Яны па сваёй сутнасці перадаюць менш цеплавой энергіі на отверждаемую паверхню, чым ртутныя лямпы, але гэта не значыць, што ультрафіялетавыя святлодыёды варта разглядаць як тэхналогію халоднага отвержденія. УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія могуць выпраменьваць вельмі высокі пік апраменьвання, а ультрафіялетавае выпраменьванне з'яўляецца формай энергіі. Любы выхад, які не паглынаецца хіміяй, будзе награваць ніжнюю частку або падкладку, а таксама навакольныя кампаненты машыны.
УФ-святлодыёды таксама з'яўляюцца электрычнымі кампанентамі з неэфектыўнасцю, абумоўленай канструкцыяй і вырабам неапрацаваных паўправаднікоў, а таксама метадамі вытворчасці і кампанентамі, якія выкарыстоўваюцца для ўпакоўкі святлодыёдаў у большы блок отвержденія. У той час як тэмпература кварцавай трубкі з парамі ртуці падчас працы павінна падтрымлівацца ў дыяпазоне ад 600 да 800 °C, тэмпература pn-пераходу святлодыёда павінна заставацца ніжэй за 120 °C. Толькі 35-50% электраэнергіі, якая сілкуецца УФ-святлодыёдам, пераўтворыцца ў ультрафіялетавае выпраменьванне (у значнай ступені залежыць ад даўжыні хвалі). Астатняе ператвараецца ў цеплавое цяпло, якое неабходна выдаляць, каб падтрымліваць жаданую тэмпературу спалучэння і забяспечваць зададзеную сістэму апраменьвання, шчыльнасць энергіі і аднастайнасць, а таксама працяглы тэрмін службы. Святлодыёды па сваёй сутнасці з'яўляюцца даўгавечнымі цвёрдацельнымі прыладамі, і інтэграцыя святлодыёдаў у больш буйныя вузлы з належным чынам спраектаванымі і абслугоўваемымі сістэмамі астуджэння мае вырашальнае значэнне для дасягнення спецыфікацый працяглага тэрміну службы. Не ўсе сістэмы ўльтрафіялетавага отвержденія аднолькавыя, і няправільна спраектаваныя і астуджаныя ўльтрафіялетавыя святлодыёдныя сістэмы адверджанні маюць большую верагоднасць перагрэву і катастрафічнага выхаду з ладу.
Дугавыя/святлодыёдныя гібрыдныя лямпы
На любым рынку, дзе зусім новая тэхналогія ўводзіцца ў якасці замены існуючай тэхналогіі, можа ўзнікнуць страх адносна прыняцця, а таксама скептыцызм адносна прадукцыйнасці. Патэнцыйныя карыстальнікі часта адкладаюць прыняцце, пакуль не сфармуецца добра наладжаная база ўстаноўкі, не будуць апублікаваны тэматычныя даследаванні, не пачнуць масава распаўсюджвацца станоўчыя водгукі і/або яны не атрымаюць вопыт з першых вуснаў або рэкамендацыі ад людзей і кампаній, якіх яны ведаюць і якім давяраюць. Часта патрабуюцца важкія доказы, перш чым увесь рынак цалкам адмовіцца ад старога і цалкам пераходзіць да новага. Гэта не дапамагае, што гісторыі поспеху, як правіла, застаюцца ў строгім сакрэце, паколькі першыя карыстальнікі не хочуць, каб канкурэнты разумелі супастаўныя перавагі. У выніку як сапраўдныя, так і перабольшаныя гісторыі расчаравання часам могуць адбівацца па ўсім рынку, маскіруючы сапраўдныя вартасці новых тэхналогій і яшчэ больш затрымліваючы прыняцце.
На працягу ўсёй гісторыі і ў якасці процідзеяння неахвотнаму прыняццю гібрыдныя праекты часта выкарыстоўваліся як пераходны мост паміж існуючымі і новымі тэхналогіямі. Гібрыды дазваляюць карыстальнікам здабыць упэўненасць і самастойна вызначаць, як і калі трэба выкарыстоўваць новыя прадукты ці метады, не ахвяруючы бягучымі магчымасцямі. У выпадку УФ-отвержденія гібрыдная сістэма дазваляе карыстальнікам хутка і лёгка пераключацца паміж ртутнымі лямпамі і святлодыёднай тэхналогіяй. Для ліній з некалькімі станцыямі отвержденія гібрыдныя прэсы дазваляюць працаваць на 100% святлодыёдах, 100% парах ртуці або любой сумесі гэтых дзвюх тэхналогій, неабходнай для дадзенай працы.
GEW прапануе дугавыя/святлодыёдныя гібрыдныя сістэмы для вэб-канвертараў. Рашэнне было распрацавана для найбуйнейшага рынку GEW, вузкасеткавай этыкеткі, але гібрыдная канструкцыя таксама можа выкарыстоўвацца ў іншых вэб-прыкладаннях і не-вэб-праграмах (малюнак 6). Дуга/святлодыёд уключае ў сябе агульны корпус лямпы, які можа змясціць альбо касету з парамі ртуці, альбо святлодыёдную касету. Абедзве касеты працуюць ад універсальнай сістэмы харчавання і кіравання. Інтэлект у сістэме дазваляе адрозніваць тыпы касет і аўтаматычна забяспечваць адпаведнае харчаванне, астуджэнне і аператарскі інтэрфейс. Выдаленне або ўстаноўка ртутных або святлодыёдных касет GEW звычайна выконваецца за некалькі секунд з дапамогай аднаго ключа Allen.
ФІГУРА 6 »Сістэма Arc/LED для Інтэрнэту.
Эксімерныя лямпы
Эксімерныя лямпы — разнавіднасць газаразрадных лямпаў, якія выпраменьваюць квазіманахраматычную ультрафіялетавую энергію. У той час як эксімерныя лямпы даступныя ў розных даўжынях хваль, агульныя ультрафіялетавыя выхады сканцэнтраваны на 172, 222, 308 і 351 нм. Эксімерныя лямпы 172 нм трапляюць у дыяпазон вакуумнага ультрафіялету (ад 100 да 200 нм), у той час як 222 нм - гэта выключна ультрафіялет (ад 200 да 280 нм). Эксімерныя лямпы 308 нм выпраменьваюць UVB (ад 280 да 315 нм), а 351 нм - гэта цвёрдае UVA (ад 315 да 400 нм).
Даўжыня хваль вакуумнага УФ-выпраменьвання 172 нм карацейшая і ўтрымлівае больш энергіі, чым УФ-выпраменьванне; аднак яны з цяжкасцю пранікаюць вельмі глыбока ў рэчывы. Фактычна, 172-нм даўжыні хвалі цалкам паглынаюцца ў межах ад 10 да 200 нм УФ-фармуляванай хіміі. У выніку 172-нм эксімерныя лямпы будуць сшываць толькі крайнюю паверхню УФ-кампазіцый і павінны быць інтэграваныя ў спалучэнні з іншымі прыладамі отвержденія. Паколькі вакуумныя ультрафіялетавыя хвалі таксама паглынаюцца паветрам, 172-нм эксімерныя лямпы павінны працаваць у атмасферы з азотнай інерцыяй.
Большасць эксімерных лямпаў складаецца з кварцавай трубкі, якая служыць дыэлектрычным бар'ерам. Трубка запоўнена рэдкімі газамі, здольнымі ўтвараць малекулы эксімер або эксіплекс (малюнак 7). Розныя газы вырабляюць розныя малекулы, і розныя ўзбуджаныя малекулы вызначаюць, якую даўжыню хвалі выпраменьвае лямпа. Электрод высокага напружання праходзіць уздоўж унутранай даўжыні кварцавай трубкі, а электроды зазямлення - па вонкавай даўжыні. У лямпу падаецца імпульснае напружанне на высокіх частотах. Гэта прымушае электроны цячы ўнутры ўнутранага электрода і разраджацца праз газавую сумесь да вонкавых зазямляючых электродаў. Гэта навуковае з'ява вядома як дыэлектрычны бар'ерны разрад (DBD). Калі электроны рухаюцца праз газ, яны ўзаемадзейнічаюць з атамамі і ствараюць зараджаныя або іянізаваныя разнавіднасці, якія вырабляюць малекулы эксімера або эксіплекса. Малекулы эксімера і эксіплекса маюць неверагодна кароткі тэрмін жыцця, і калі яны распадаюцца з узбуджанага стану ў асноўны, выпраменьваюцца фатоны квазіманахраматычнага размеркавання.
ФІГУРА 7 »Эксімерная лямпа
У адрозненне ад ртутных лямпаў, паверхня кварцавай трубкі эксімернай лямпы не награваецца. У выніку большасць эксімерных лямпаў практычна не астуджаюцца. У іншых выпадках патрабуецца нізкі ўзровень астуджэння, які звычайна забяспечваецца азотам. Дзякуючы цеплавой стабільнасці лямпы эксімерныя лямпы імгненна ўключаюцца/выключаюцца і не патрабуюць цыклаў разагрэву або астуджэння.
Калі эксімерныя лямпы, якія выпраменьваюць з даўжынёй даўжыні 172 нм, аб'ядноўваюцца ў камбінацыю як з квазіманахраматычнымі сістэмамі UVA-LED, так і з шырокапалоснымі ртутнымі лямпамі, ствараюцца эфекты матавання паверхні. УФА святлодыёдныя лямпы ўпершыню выкарыстоўваюцца для гелеобразования хіміі. Затым для палімерызацыі паверхні выкарыстоўваюцца квазіманахраматычныя эксімерныя лямпы, і, нарэшце, шырокапалосныя ртутныя лямпы зшываюць астатнюю хімію. Унікальныя спектральныя выхады трох тэхналогій, якія прымяняюцца на асобных этапах, забяспечваюць карысныя аптычныя і функцыянальныя эфекты зацвярдзення паверхні, якія не могуць быць дасягнуты ні адной з УФ-крыніц самастойна.
Эксімерныя даўжыні хваль 172 і 222 нм таксама эфектыўныя для знішчэння небяспечных арганічных рэчываў і шкодных бактэрый, што робіць эксімерныя лямпы практычнымі для ачысткі паверхняў, дэзінфекцыі і апрацоўкі паверхневай энергіяй.
Жыццё лямпы
Што тычыцца тэрміну службы лямпы або лямпы, дугавыя лямпы GEW звычайна складаюць да 2000 гадзін. Тэрмін службы лямпы не з'яўляецца абсалютным вызначэннем, паколькі магутнасць ультрафіялету з цягам часу паступова памяншаецца і залежыць ад розных фактараў. Канструкцыя і якасць лямпы, а таксама працоўны стан УФ-сістэмы і рэакцыйная здольнасць рэцэптуры маюць значэнне. Правільна спраектаваныя УФ-сістэмы забяспечваюць правільную магутнасць і астуджэнне, неабходныя для канкрэтнай канструкцыі лямпы (лямпы).
Лямпы (лямпачкі), якія пастаўляюцца GEW, заўсёды забяспечваюць самы доўгі тэрмін службы пры выкарыстанні ў сістэмах отвержденія GEW. Дадатковыя крыніцы падачы, як правіла, рэканструявалі лямпу з узору, і копіі могуць не мець аднолькавага фітынга, кварцавага дыяметра, утрымання ртуці або газавай сумесі, што можа паўплываць на УФ-выпраменьванне і вылучэнне цяпла. Калі выпрацоўка цяпла не збалансавана з астуджэннем сістэмы, лямпа пакутуе як на магутнасць, так і на тэрмін службы. Лямпы, якія працуюць ніжэй, выпраменьваюць менш ультрафіялету. Больш гарачыя лямпы служаць не так доўга і дэфармуюцца пры высокай тэмпературы паверхні.
Тэрмін службы электродных дугавых лямпаў абмежаваны працоўнай тэмпературай лямпы, колькасцю гадзін працы і колькасцю пускаў або запальванняў. Кожны раз, калі падчас запуску лямпа запальваецца дугой высокага напружання, частка вальфрамавага электрода зношваецца. У рэшце рэшт, лямпа не загарыцца паўторна. Электродна-дугавыя лямпы маюць механізмы засаўкі, якія пры спрацоўванні блакуюць УФ-выпраменьванне ў якасці альтэрнатывы неаднаразоваму пераключэнню магутнасці лямпы. Большая колькасць рэактыўных чарнілаў, пакрыццяў і клеяў можа павялічыць тэрмін службы лямпы; у той час як для менш рэактыўных складаў можа спатрэбіцца больш частая замена лямпаў.
Ультрафіялетавыя святлодыёдныя сістэмы па сваёй сутнасці даўгавечней, чым звычайныя лямпы, але тэрмін службы УФ-святлодыёдаў таксама не з'яўляецца абсалютным. Як і ў выпадку са звычайнымі лямпамі, ультрафіялетавыя святлодыёды маюць абмежаванні ў тым, наколькі моцна яны могуць працаваць, і звычайна яны павінны працаваць пры тэмпературы спалучэння ніжэй за 120 °C. Святлодыёды празмернага ўключэння і недастатковага астуджэння прывядуць да пагаршэння тэрміну службы, што прывядзе да больш хуткай дэградацыі або катастрафічнага выхаду з ладу. Не ўсе пастаўшчыкі УФ-святлодыёдных сістэм у цяперашні час прапануюць праекты, якія адпавядаюць самым высокім устаноўленым тэрмінам службы, які перавышае 20 000 гадзін. Лепш спраектаваныя і абслугоўваемыя сістэмы праслужаць больш за 20 000 гадзін, а горшыя сістэмы выйдуць з ладу на працягу значна карацейшых прамежкаў. Добрай навіной з'яўляецца тое, што дызайн святлодыёдных сістэм працягвае ўдасканальвацца і служыць даўжэй з кожнай ітэрацыяй дызайну.
Азон
Калі меншая даўжыня хвалі UVC уздзейнічае на малекулы кіслароду (O2), яны выклікаюць расшчапленне малекул кіслароду (O2) на два атамы кіслароду (O). Затым свабодныя атамы кіслароду (O) сутыкаюцца з іншымі малекуламі кіслароду (O2) і ўтвараюць азон (O3). Паколькі трохкісларод (O3) менш стабільны на ўзроўні зямлі, чым двухкісларод (O2), азон лёгка ператвараецца ў малекулу кіслароду (O2) і атам кіслароду (O), рухаючыся ў атмасферным паветры. Затым свабодныя атамы кіслароду (O) рэкамбінуюць адзін з адным у выхлапной сістэме, утвараючы малекулы кіслароду (O2).
Для прамысловага прымянення УФ-отвержденія азон (O3) утвараецца пры ўзаемадзеянні атмасфернага кіслароду з ультрафіялетавымі выпраменьваннямі з даўжынямі хваль ніжэй за 240 нм. Шырокапалосныя крыніцы з парай ртуці выпраменьваюць УФ-выпраменьванне ад 200 да 280 нм, якое перакрывае частку вобласці генерацыі азону, а эксімерныя лямпы выпраменьваюць вакуумнае УФ-выпраменьванне пры 172 нм або УФ-выпраменьванне пры 222 нм. Азон, які ствараецца парамі ртуці і эксімернымі лямпамі, з'яўляецца няўстойлівым і не стварае сур'ёзнай экалагічнай праблемы, але яго неабходна выдаліць з непасрэднага атачэння рабочых, паколькі ён выклікае раздражненне дыхальных шляхоў і таксічны ў высокіх узроўнях. Паколькі камерцыйныя УФ-святлодыёдныя сістэмы отвержденія выпраменьваюць УФА-выпраменьванне ад 365 да 405 нм, азон не выпрацоўваецца.
Азон мае пах, падобны на пах металу, палаючага дроту, хлору і электрычнай іскры. Органы нюху чалавека могуць выяўляць азон ад 0,01 да 0,03 частак на мільён (праміле). Нягледзячы на тое, што гэта залежыць ад чалавека і ўзроўню актыўнасці, канцэнтрацыя больш за 0,4 праміле можа прывесці да негатыўных рэспіраторных эфектаў і галаўнога болю. Каб абмежаваць уздзеянне азону на работнікаў, на лініях ультрафіялетавага выпраменьвання неабходна ўсталяваць належную вентыляцыю.
Ультрафіялетавыя сістэмы цвёрдасці звычайна распрацаваны для ўтрымання адпрацаванага паветра, якое выходзіць з галовак лямпаў, каб яго можна было адвесці ад аператараў і за межы будынка, дзе яно натуральным чынам распадаецца ў прысутнасці кіслароду і сонечнага святла. У якасці альтэрнатывы лямпы без азону ўключаюць кварцавую дабаўку, якая блакуе даўжыні хваль, якія ўтвараюць азон, і аб'екты, якія жадаюць пазбегнуць каналаў або адтулін у даху, часта выкарыстоўваюць фільтры на выхадзе выцяжных вентылятараў.
Час публікацыі: 19 чэрвеня 2024 г
