Uap raksa, dioda pemancar cahaya (LED), sareng excimer mangrupikeun téknologi lampu UV-curing anu béda. Sanaos katiluna dianggo dina rupa-rupa prosés fotopolimerisasi pikeun ngaitkeun tinta, palapis, perekat, sareng ékstrusi, mékanisme anu ngahasilkeun énergi UV anu diradiasi, ogé karakteristik kaluaran spéktral anu saluyu, béda pisan. Ngartos bédana ieu penting pisan dina pamekaran aplikasi sareng formulasi, pamilihan sumber UV-curing, sareng integrasi.
Lampu Uap Merkuri
Lampu busur éléktroda sareng lampu gelombang mikro tanpa éléktroda kalebet kana kategori uap raksa. Lampu uap raksa nyaéta jinis lampu tekanan sedeng, anu ngaluarkeun gas dimana sajumlah leutik raksa unsur sareng gas inert diuapkeun kana plasma di jero tabung kuarsa anu disegel. Plasma nyaéta gas terionisasi suhu anu luar biasa luhur anu sanggup ngalirkeun listrik. Ieu dihasilkeun ku cara nerapkeun tegangan listrik antara dua éléktroda dina lampu busur atanapi ku cara nga-microwave lampu tanpa éléktroda di jero wadah atanapi rongga anu sami dina konsépna sareng oven gelombang mikro rumah tangga. Sakali diuapkeun, plasma raksa ngaluarkeun cahaya spéktrum lega dina panjang gelombang ultraviolét, katingali, sareng infra red.
Dina kasus lampu busur listrik, tegangan anu diterapkeun bakal ngagerakkeun tabung kuarsa anu disegel. Énergi ieu nguapkeun raksa kana plasma sareng ngaleupaskeun éléktron tina atom anu nguap. Sabagian éléktron (-) ngalir ka arah éléktroda tungsten positif atanapi anoda (+) lampu sareng kana sirkuit listrik sistem UV. Atom-atom anu éléktronna leungit anyar janten kation anu énergina positip (+) anu ngalir ka arah éléktroda tungsten atanapi katoda (-) lampu anu muatanna négatif. Nalika aranjeunna gerak, kation nabrak atom nétral dina campuran gas. Dampakna mindahkeun éléktron tina atom nétral ka kation. Nalika kation kéngingkeun éléktron, aranjeunna turun kana kaayaan énergi anu langkung handap. Diferensial énergi dikaluarkeun salaku foton anu memancar ka luar tina tabung kuarsa. Asalkeun lampu dikuatkeun kalayan leres, didinginkan kalayan leres, sareng dioperasikeun dina umur manfaatna, suplai kation anu nembé didamel (+) anu terus-terusan condong ka arah éléktroda atanapi katoda négatif (-), nabrak langkung seueur atom sareng ngahasilkeun émisi sinar UV anu terus-terusan. Lampu gelombang mikro beroperasi dina cara anu sami kecuali gelombang mikro, ogé katelah frékuénsi radio (RF), ngagentos sirkuit listrik. Kusabab lampu gelombang mikro henteu gaduh éléktroda tungsten sareng ngan saukur tabung kuarsa anu disegel anu ngandung raksa sareng gas inert, éta umumna disebut tanpa éléktroda.
Kaluaran UV tina lampu uap raksa broadband atanapi spéktrum lega ngawengku panjang gelombang ultraviolét, katingali, sareng infra red, dina babandingan anu sami. Bagian ultraviolét ngawengku campuran panjang gelombang UVC (200 dugi ka 280 nm), UVB (280 dugi ka 315 nm), UVA (315 dugi ka 400 nm), sareng UVV (400 dugi ka 450 nm). Lampu anu ngaluarkeun UVC dina panjang gelombang di handap 240 nm ngahasilkeun ozon sareng meryogikeun knalpot atanapi filtrasi.
Kaluaran spéktral pikeun lampu uap raksa bisa dirobah ku cara nambahkeun saeutik dopan, saperti: beusi (Fe), galium (Ga), timbal (Pb), timah (Sn), bismut (Bi), atawa indium (In). Logam anu ditambahkeun ngarobah komposisi plasma jeung, akibatna, énergi anu dileupaskeun nalika kation meunangkeun éléktron. Lampu anu ditambahkeun logam disebut halida anu didoping, aditif, jeung logam. Kaseueuran tinta, palapis, perekat, jeung ékstrusi anu diformulasikeun UV dirancang pikeun cocog jeung kaluaran lampu anu didoping raksa (Hg) atawa beusi (Fe) standar. Lampu anu didoping beusi mindahkeun sabagian kaluaran UV ka panjang gelombang anu leuwih panjang jeung ampir katingali, anu ngahasilkeun penetrasi anu leuwih alus ngaliwatan formulasi anu leuwih kandel jeung loba pigménna. Formulasi UV anu ngandung titanium dioksida condong leuwih alus pikeun ngeringkeun ku lampu anu didoping galium (GA). Ieu kusabab lampu galium mindahkeun sabagian anu signifikan tina kaluaran UV ka panjang gelombang anu leuwih panjang tibatan 380 nm. Kusabab aditif titanium dioksida umumna henteu nyerep cahaya di luhur 380 nm, nganggo lampu galium kalayan formulasi bodas ngamungkinkeun langkung seueur énergi UV anu diserep ku fotoinisiator tibatan aditif.
Profil spéktral nyayogikeun formulator sareng pangguna akhir gambaran visual ngeunaan kumaha kaluaran radiasi pikeun desain lampu khusus disebarkeun di sakuliah spéktrum éléktromagnétik. Sanaos raksa anu nguap sareng logam aditif gaduh karakteristik radiasi anu ditetepkeun, campuran unsur sareng gas inert anu tepat di jero tabung kuarsa sareng konstruksi lampu sareng desain sistem pangubaran sadayana mangaruhan kaluaran UV. Kaluaran spéktral tina lampu anu henteu terintegrasi anu dikuatkeun sareng diukur ku supplier lampu di udara terbuka bakal gaduh kaluaran spéktral anu béda tibatan lampu anu dipasang dina sirah lampu kalayan reflektor sareng pendinginan anu dirancang kalayan leres. Profil spéktral sayogi ti supplier sistem UV, sareng mangpaat dina pamekaran formulasi sareng pilihan lampu.
Profil spéktral umum ngagambarkeun iradiasi spéktral dina sumbu-y sareng panjang gelombang dina sumbu-x. Iradiasi spéktral tiasa dipidangkeun dina sababaraha cara kalebet nilai absolut (contona W/cm2/nm) atanapi ukuran anu teu tangtu, relatif, atanapi dinormalisasi (tanpa unit). Profil umumna nampilkeun inpormasi salaku bagan garis atanapi salaku bagan batang anu ngagolongkeun kaluaran kana pita 10 nm. Grafik kaluaran spéktral lampu busur raksa di handap ieu nunjukkeun iradiasi relatif anu aya hubunganana sareng panjang gelombang pikeun sistem GEW (Gambar 1).
GAMBAR 1 »Bagan kaluaran spéktral pikeun raksa sareng beusi.
Lampu nyaéta istilah anu dianggo pikeun nuduhkeun tabung kuarsa anu ngaluarkeun UV di Éropa sareng Asia, sedengkeun urang Amérika Kalér sareng Kidul condong nganggo campuran bohlam sareng lampu anu tiasa ditukeurkeun. Lampu sareng sirah lampu duanana nuduhkeun rakitan lengkep anu nampung tabung kuarsa sareng sadaya komponén mékanis sareng listrik anu sanés.
Lampu Busur Éléktroda
Sistem lampu busur éléktroda diwangun ku sirah lampu, kipas pendingin atanapi chiller, catu daya, sareng antarmuka manusa-mesin (HMI). Hulu lampu ngawengku lampu (bohlam), reflektor, selubung logam atanapi wadah, rakitan rana, sareng sakapeung jandela kuarsa atanapi pelindung kawat. GEW masang tabung kuarsa, reflektor, sareng mékanisme rana di jero rakitan kaset anu tiasa gampang dicabut tina selubung atanapi wadah sirah lampu luar. Ngaleupaskeun kaset GEW biasana dilakukeun dina sababaraha detik nganggo konci Allen tunggal. Kusabab kaluaran UV, ukuran sareng bentuk sirah lampu sacara umum, fitur sistem, sareng kabutuhan peralatan tambahan bénten-bénten gumantung kana aplikasi sareng pasar, sistem lampu busur éléktroda umumna dirancang pikeun kategori aplikasi anu dipasihkeun atanapi jinis mesin anu sami.
Lampu uap raksa ngaluarkeun cahaya 360° tina tabung kuarsa. Sistem lampu busur nganggo reflektor anu aya di sisi sareng tukang lampu pikeun néwak sareng museurkeun langkung seueur cahaya kana jarak anu ditangtukeun di payuneun sirah lampu. Jarak ieu katelah fokus sareng mangrupikeun tempat iradiasi panggedéna. Lampu busur biasana ngaluarkeun cahaya dina kisaran 5 dugi ka 12 W/cm2 dina fokus. Kusabab sakitar 70% tina kaluaran UV tina sirah lampu asalna tina reflektor, penting pikeun ngajaga reflektor tetep bersih sareng ngagentosna sacara périodik. Henteu ngabersihkeun atanapi ngagentos reflektor mangrupikeun panyumbang umum kana pangubaran anu teu cekap.
Salila leuwih ti 30 taun, GEW parantos ningkatkeun efisiensi sistem pangubaranna, ngaropea fitur sareng kaluaran pikeun minuhan kabutuhan aplikasi sareng pasar khusus, sareng ngembangkeun portopolio ageung asesoris integrasi. Hasilna, tawaran komérsial ayeuna ti GEW ngagabungkeun desain wadah kompak, reflektor anu dioptimalkeun pikeun pantulan UV anu langkung ageung sareng infra red anu dikirangan, mékanisme rana integral anu sepi, rok sareng slot web, pakan web clam-shell, inersi nitrogén, sirah anu diteken positif, antarmuka operator layar rampa, catu daya solid-state, efisiensi operasional anu langkung ageung, pemantauan kaluaran UV, sareng pemantauan sistem jarak jauh.
Nalika lampu éléktroda tekanan sedeng hurung, suhu permukaan kuarsa antara 600 °C sareng 800 °C, sareng suhu plasma internal sababaraha rébu derajat Celcius. Udara paksa mangrupikeun cara utama pikeun ngajaga suhu operasi lampu anu leres sareng miceun sababaraha énergi infra red anu diradiasi. GEW nyayogikeun hawa ieu sacara négatif; ieu hartosna hawa ditarik ngaliwatan casing, sapanjang reflektor sareng lampu, teras dikaluarkeun tina rakitan sareng jauh tina mesin atanapi permukaan pangubaran. Sababaraha sistem GEW sapertos E4C ngamangpaatkeun pendinginan cair, anu ngamungkinkeun kaluaran UV anu rada ageung sareng ngirangan ukuran sirah lampu sacara umum.
Lampu busur éléktroda mibanda siklus pemanasan sareng pendinginan. Lampu dipanaskeun kalayan pendinginan minimal. Ieu ngamungkinkeun plasma raksa naék kana suhu operasi anu dipikahoyong, ngahasilkeun éléktron sareng kation bébas, sareng ngamungkinkeun aliran arus. Nalika sirah lampu dipareuman, pendinginan terus dijalankeun salami sababaraha menit pikeun niiskeun tabung kuarsa sacara rata. Lampu anu teuing haneut moal nyerang deui sareng kedah teras niiskeun. Panjang siklus ngamimitian sareng niiskeun, ogé degradasi éléktroda salami unggal serangan tegangan mangrupikeun alesan kunaon mékanisme rana pneumatik salawasna diintegrasikeun kana rakitan lampu busur éléktroda GEW. Gambar 2 nunjukkeun lampu busur éléktroda anu didinginkan ku hawa (E2C) sareng cairan anu didinginkan (E4C).
GAMBAR 2 »Lampu busur éléktroda anu ditiiskeun ku cairan (E4C) sareng hawa (E2C).
Lampu LED UV
Semi-konduktor nyaéta bahan padet kristalin anu rada konduktif. Listrik ngalir ngaliwatan semi-konduktor leuwih alus tibatan insulator, tapi teu sakumaha alusna konduktor logam. Semi-konduktor anu alami tapi rada teu efisien ngawengku unsur silikon, germanium, jeung selenium. Semi-konduktor anu didamel sacara sintétis anu dirancang pikeun kaluaran sareng efisiensi nyaéta bahan majemuk kalayan pangotor anu diresapi sacara tepat dina struktur kristal. Dina kasus LED UV, aluminium galium nitrida (AlGaN) mangrupikeun bahan anu umum dianggo.
Semi-konduktor mangrupa dasar pikeun éléktronika modéren sareng direkayasa pikeun ngabentuk transistor, dioda, dioda pemancar cahaya, sareng mikro-prosesor. Alat semi-konduktor diintegrasikeun kana sirkuit listrik sareng dipasang di jero produk sapertos telepon sélulér, laptop, tablet, alat-alat rumah tangga, pesawat, mobil, remot kontrol, sareng bahkan cocooan barudak. Komponen alit tapi kuat ieu ngajantenkeun produk sadidinten tiasa dianggo bari ogé ngamungkinkeun barang-barang janten kompak, langkung ipis, hampang, sareng langkung murah.
Dina kasus khusus LED, bahan semi-konduktor anu dirancang sareng didamel sacara tepat ngaluarkeun pita panjang gelombang cahaya anu relatif sempit nalika disambungkeun ka sumber daya DC. Cahaya dihasilkeun ngan nalika arus ngalir ti anoda positif (+) ka katoda négatip (-) tina unggal LED. Kusabab kaluaran LED gancang sareng gampang dikontrol sareng ampir monokromatik, LED idéalna cocog pikeun dianggo salaku: lampu indikator; sinyal komunikasi infra red; lampu latar pikeun TV, laptop, tablet, sareng telepon pinter; rambu éléktronik, papan reklame, sareng jumbotron; sareng pangubaran UV.
LED nyaéta sambungan positif-negatif (sambungan pn). Ieu ngandung harti yén hiji bagian tina LED mibanda muatan positif sareng disebut anoda (+), sareng bagian anu sanésna mibanda muatan négatip sareng disebut katoda (-). Sanaos dua sisi relatif konduktif, wates sambungan dimana dua sisi patepung, katelah zona deplesi, henteu konduktif. Nalika terminal positif (+) tina sumber daya arus searah (DC) disambungkeun ka anoda (+) LED, sareng terminal négatip (-) tina sumber disambungkeun ka katoda (-), éléktron anu muatanna négatif dina katoda sareng lowongan éléktron anu muatanna positif dina anoda ditolak ku sumber daya sareng didorong ka arah zona deplesi. Ieu mangrupikeun bias maju, sareng éta ngagaduhan pangaruh pikeun ngungkulan wates non-konduktif. Hasilna nyaéta éléktron bébas di daérah tipe-n meuntas sareng ngeusian lowongan di daérah tipe-p. Nalika éléktron ngalir ngaliwatan wates, aranjeunna transisi kana kaayaan énergi anu langkung handap. Panurunan énergi masing-masing dileupaskeun tina semi-konduktor salaku foton cahaya.
Bahan sareng dopan anu ngabentuk struktur LED kristalin nangtukeun kaluaran spéktral. Ayeuna, sumber pangubaran LED anu sayogi sacara komersil gaduh kaluaran ultraviolet anu dipusatkeun dina 365, 385, 395, sareng 405 nm, toleransi has ±5 nm, sareng distribusi spéktral Gaussian. Beuki ageung iradiasi spéktral puncak (W/cm2/nm), beuki luhur puncak kurva lonceng. Sanaos pamekaran UVC lumangsung antara 275 sareng 285 nm, kaluaran, umur, reliabilitas, sareng biaya tacan layak sacara komersil pikeun sistem sareng aplikasi pangubaran.
Kusabab kaluaran UV-LED ayeuna diwatesan pikeun panjang gelombang UVA anu langkung panjang, sistem pangubaran UV-LED henteu ngaluarkeun kaluaran spéktral broadband anu khas pikeun lampu uap raksa tekanan sedeng. Ieu ngandung harti yén sistem pangubaran UV-LED henteu ngaluarkeun UVC, UVB, cahaya anu paling katingali, sareng panjang gelombang infra red anu ngahasilkeun panas. Sanaos ieu ngamungkinkeun sistem pangubaran UV-LED dianggo dina aplikasi anu langkung sénsitip kana panas, tinta, palapis, sareng perekat anu tos aya anu diformulasikeun pikeun lampu raksa tekanan sedeng kedah dirumuskeun deui pikeun sistem pangubaran UV-LED. Untungna, supplier kimia beuki ngarancang tawaran salaku pangubaran ganda. Ieu ngandung harti yén formulasi pangubaran ganda anu dimaksudkeun pikeun pangubaran nganggo lampu UV-LED ogé bakal pangubaran nganggo lampu uap raksa (Gambar 3).
GAMBAR 3 »Bagan kaluaran spéktral pikeun LED.
Sistem pangubaran UV-LED GEW ngaluarkeun nepi ka 30 W/cm2 dina jandela anu ngaluarkeun cahaya. Teu siga lampu busur éléktroda, sistem pangubaran UV-LED henteu ngagabungkeun reflektor anu ngarahkeun sinar cahaya ka fokus anu pekat. Hasilna, puncak iradiasi UV-LED lumangsung caket jandela anu ngaluarkeun cahaya. Sinar UV-LED anu dikaluarkeun silih béda nalika jarak antara sirah lampu sareng permukaan pangubaran ningkat. Ieu ngirangan konsentrasi cahaya sareng gedena iradiasi anu ngahontal permukaan pangubaran. Sanaos puncak iradiasi penting pikeun crosslinking, iradiasi anu beuki luhur henteu salawasna nguntungkeun sareng bahkan tiasa ngahalangan kapadetan crosslinking anu langkung ageung. Panjang gelombang (nm), iradiasi (W/cm2) sareng kapadetan énergi (J/cm2) sadayana maénkeun peran penting dina pangubaran, sareng dampak koléktifna kana pangubaran kedah dipahami kalayan leres nalika milih sumber UV-LED.
LED mangrupikeun sumber Lambertian. Kalayan kecap sanésna, unggal LED UV ngaluarkeun kaluaran maju anu seragam di sakuliah belahan bumi 360° x 180° pinuh. Seueur LED UV, masing-masing dina urutan pasagi milimeter, disusun dina hiji jajar, matriks jajar sareng kolom, atanapi sababaraha konfigurasi anu sanés. Sub-rakitan ieu, anu katelah modul atanapi susunan, direkayasa kalayan jarak antara LED anu mastikeun campuran di sakuliah celah sareng ngagampangkeun pendinginan dioda. Sababaraha modul atanapi susunan teras disusun dina rakitan anu langkung ageung pikeun ngabentuk rupa-rupa ukuran sistem pangubaran UV (Gambar 4 sareng 5). Komponén tambahan anu diperyogikeun pikeun ngawangun sistem pangubaran UV-LED kalebet heat sink, jandela anu ngaluarkeun, supir éléktronik, catu daya DC, sistem pendingin cair atanapi chiller, sareng antarmuka mesin manusa (HMI).
GAMBAR 4 »Sistem LeoLED pikeun wéb.
GAMBAR 5 »Sistem LeoLED pikeun pamasangan multi-lampu kecepatan tinggi.
Kusabab sistem pangubaran UV-LED henteu mancarkeun panjang gelombang infra red. Éta sacara inheren mindahkeun énergi termal anu langkung sakedik ka permukaan pangubaran tibatan lampu uap raksa, tapi ieu sanés hartosna LED UV kedah dianggap salaku téknologi pangubaran tiis. Sistem pangubaran UV-LED tiasa ngaluarkeun iradiasi puncak anu luhur pisan, sareng panjang gelombang ultraviolét mangrupikeun salah sahiji bentuk énergi. Naon waé kaluaran anu henteu diserep ku kimia bakal manaskeun bagian atanapi substrat anu aya di handapeunna ogé komponén mesin di sakurilingna.
LED UV ogé mangrupikeun komponén listrik anu teu efisien didorong ku desain sareng fabrikasi semi-konduktor atah ogé metode manufaktur sareng komponén anu dianggo pikeun ngabungkus LED kana unit pangubaran anu langkung ageung. Sanaos suhu tabung kuarsa uap raksa kedah dijaga antara 600 sareng 800 °C salami operasi, suhu sambungan pn LED kedah tetep di handap 120 °C. Ngan 35-50% tina listrik anu ngagerakkeun susunan UV-LED dirobih janten kaluaran ultraviolet (gumantung pisan kana panjang gelombang). Sésana dirobih janten panas termal anu kedah dipiceun pikeun ngajaga suhu sambungan anu dipikahoyong sareng mastikeun iradiasi sistem anu ditangtukeun, kapadetan énergi, sareng keseragaman, ogé umur anu panjang. LED sacara inheren mangrupikeun alat solid-state anu awét, sareng ngahijikeun LED kana rakitan anu langkung ageung kalayan sistem pendingin anu dirancang sareng dijaga kalayan leres penting pisan pikeun ngahontal spésifikasi umur anu panjang. Henteu sadaya sistem pangubaran UV sami, sareng sistem pangubaran UV-LED anu dirancang sareng didinginkan kalayan leres gaduh kamungkinan anu langkung ageung pikeun panas teuing sareng gagal sacara bencana.
Lampu Hibrida Arc/LED
Dina pasar mana waé dimana téknologi anyar diwanohkeun salaku gaganti téknologi anu tos aya, tiasa aya rasa hariwang ngeunaan adopsi ogé skeptisisme kana kinerja. Calon pangguna sering ngalambatkeun adopsi dugi ka dasar pamasangan anu mapan kabentuk, studi kasus diterbitkeun, testimoni positif mimiti sumebar sacara massal, sareng / atanapi aranjeunna kéngingkeun pangalaman langsung atanapi rujukan ti individu sareng perusahaan anu aranjeunna terang sareng percanten. Bukti anu kuat sering diperyogikeun sateuacan sakumna pasar ngaleupaskeun anu lami sareng transisi pinuh ka anu énggal. Éta henteu ngabantosan yén carita kasuksésan condong janten rahasia anu dijaga pageuh sabab anu mimiti ngadopsi henteu hoyong pesaing ngawujudkeun kauntungan anu sami. Hasilna, carita kuciwa anu nyata sareng anu dilebih-lebihkeun kadang tiasa ngageter di sakumna pasar nyumputkeun kaunggulan téknologi anyar anu saleresna sareng langkung ngalambatkeun adopsi.
Sapanjang sajarah, sareng salaku tandingan pikeun adaptasi anu hoream, desain hibrida sering dianut salaku sasak transisi antara téknologi anu tos aya sareng téknologi énggal. Hibrida ngamungkinkeun pangguna pikeun kéngingkeun kapercayaan diri sareng nangtukeun sorangan kumaha sareng iraha produk atanapi metode énggal kedah dianggo, tanpa ngorbankeun kamampuan ayeuna. Dina kasus pangubaran UV, sistem hibrida ngamungkinkeun pangguna pikeun gancang sareng gampang ngagentos antara lampu uap raksa sareng téknologi LED. Pikeun jalur kalayan sababaraha stasiun pangubaran, hibrida ngamungkinkeun mesin pres pikeun ngajalankeun 100% LED, 100% uap raksa, atanapi campuran naon waé tina dua téknologi anu diperyogikeun pikeun padamelan anu dipasihkeun.
GEW nawiskeun sistem hibrida busur/LED pikeun konverter wéb. Solusi ieu dikembangkeun pikeun pasar panggedéna GEW, labél wéb sempit, tapi desain hibrida ogé tiasa dianggo dina aplikasi wéb sareng non-wéb anu sanés (Gambar 6). Busur/LED ngagabungkeun wadah sirah lampu umum anu tiasa nampung uap raksa atanapi kaset LED. Kadua kaset ngajalankeun sistem kakuatan sareng kontrol universal. Intelijen dina sistem ngamungkinkeun diferensiasi antara jinis kaset sareng sacara otomatis nyayogikeun kakuatan, pendinginan, sareng antarmuka operator anu pas. Ngaleupaskeun atanapi masang kaset uap raksa atanapi LED GEW biasana dilakukeun dina sababaraha detik nganggo konci Allen tunggal.
GAMBAR 6 »Sistem busur/LED pikeun wéb.
Lampu Excimer
Lampu excimer nyaéta salah sahiji jenis lampu anu ngaluarkeun énergi ultraviolét kuasi-monokromatik. Sanaos lampu excimer sayogi dina rupa-rupa panjang gelombang, kaluaran ultraviolét umum dipusatkeun dina 172, 222, 308, sareng 351 nm. Lampu excimer 172-nm aya dina pita UV vakum (100 dugi ka 200 nm), sedengkeun 222 nm sacara éksklusif UVC (200 dugi ka 280 nm). Lampu excimer 308-nm ngaluarkeun UVB (280 dugi ka 315 nm), sareng 351 nm sacara padet UVA (315 dugi ka 400 nm).
Panjang gelombang UV vakum 172-nm leuwih pondok sarta ngandung leuwih loba énergi tibatan UVC; kumaha oge, éta hésé nembus jero pisan kana zat. Kanyataanna, panjang gelombang 172-nm diserep sapinuhna dina 10 nepi ka 200 nm luhur kimia anu diformulasikeun UV. Hasilna, lampu excimer 172-nm ngan bakal ngaitkeun permukaan pangluarna tina formulasi UV sarta kudu diintegrasikeun digabungkeun jeung alat pangubaran lianna. Kusabab panjang gelombang UV vakum ogé diserep ku hawa, lampu excimer 172-nm kudu dioperasikeun dina atmosfir anu diinersi nitrogén.
Kaseueuran lampu excimer diwangun ku tabung kuarsa anu janten panghalang dielektrik. Tabung éta dieusi ku gas langka anu sanggup ngabentuk molekul excimer atanapi exciplex (Gambar 7). Gas anu béda ngahasilkeun molekul anu béda, sareng molekul anu tereksitasi anu béda nangtukeun panjang gelombang mana anu dipancarkeun ku lampu. Éléktroda tegangan tinggi ngalir sapanjang panjang jero tabung kuarsa, sareng éléktroda taneuh ngalir sapanjang panjang luar. Tegangan dipulsa kana lampu dina frékuénsi anu luhur. Ieu nyababkeun éléktron ngalir dina éléktroda internal sareng ngaleupaskeun campuran gas nuju éléktroda taneuh éksternal. Fenomena ilmiah ieu katelah discharge panghalang dielektrik (DBD). Nalika éléktron ngarambat ngaliwatan gas, aranjeunna berinteraksi sareng atom sareng nyiptakeun spésiés anu énergi atanapi terionisasi anu ngahasilkeun molekul excimer atanapi exciplex. Molekul excimer sareng exciplex gaduh umur anu pondok pisan, sareng nalika aranjeunna terurai tina kaayaan tereksitasi ka kaayaan dasar, foton tina distribusi kuasi-monokromatik dipancarkeun.
GAMBAR 7 »Lampu Excimer
Beda sareng lampu uap raksa, permukaan tabung kuarsa lampu excimer henteu panas. Hasilna, kalolobaan lampu excimer jalan kalayan pendinginan anu sakedik atanapi henteu aya pisan. Dina kasus sanésna, tingkat pendinginan anu handap diperyogikeun anu biasana disayogikeun ku gas nitrogén. Kusabab stabilitas termal lampu, lampu excimer langsung 'ON/OFF' sareng henteu meryogikeun siklus pemanasan atanapi pendinginan.
Nalika lampu excimer anu memancar dina 172 nm diintegrasikeun digabungkeun sareng sistem pangubaran UVA-LED kuasi-monokromatik sareng lampu uap raksa broadband, épék permukaan anu matting dihasilkeun. Lampu LED UVA mimitina dianggo pikeun ngagel kimia. Lampu excimer kuasi-monokromatik teras dianggo pikeun polimérisasi permukaan, sareng pamungkas lampu raksa broadband ngaitkeun sésa kimia. Kaluaran spéktral unik tina tilu téknologi anu diterapkeun dina tahapan anu misah ngahasilkeun épék pangubaran permukaan optik sareng fungsional anu mangpaat anu teu tiasa kahontal ku salah sahiji sumber UV nyalira.
Panjang gelombang excimer 172 sareng 222 nm ogé efektif dina ngancurkeun zat organik anu bahaya sareng baktéri anu ngabahayakeun, anu ngajantenkeun lampu excimer praktis pikeun beberesih permukaan, disinfeksi, sareng perawatan énergi permukaan.
Umur Lampu
Ngeunaan umur lampu atanapi bohlam, lampu busur GEW umumna dugi ka 2.000 jam. Umur lampu henteu mutlak, sabab kaluaran UV laun-laun ngirangan kana waktosna sareng dipangaruhan ku sababaraha faktor. Desain sareng kualitas lampu, ogé kaayaan operasi sistem UV sareng réaktivitas formulasi penting. Sistem UV anu dirancang kalayan leres mastikeun yén daya sareng pendinginan anu leres anu diperyogikeun ku desain lampu (bohlam) khusus disayogikeun.
Lampu (bohlam) anu disayogikeun ku GEW salawasna nyayogikeun umur pangpanjangna nalika dianggo dina sistem pangubaran GEW. Sumber suplai sekundér umumna parantos ngarékayasa lampu tina sampel, sareng salinanna tiasa henteu ngandung pas tungtung, diaméter kuarsa, eusi raksa, atanapi campuran gas anu sami, anu sadayana tiasa mangaruhan kaluaran UV sareng generasi panas. Nalika generasi panas henteu saimbang sareng pendinginan sistem, lampu bakal sangsara dina kaluaran sareng umur. Lampu anu langkung tiis ngaluarkeun kirang UV. Lampu anu langkung panas henteu tahan lami sareng melengkung dina suhu permukaan anu luhur.
Umur lampu busur éléktroda diwatesan ku suhu operasi lampu, jumlah jam jalan, sareng jumlah mimiti atanapi nyala. Unggal lampu dihantam ku busur tegangan tinggi nalika mimiti dihurungkeun, saeutik éléktroda tungsten bakal ruksak. Tungtungna, lampu moal nyala deui. Lampu busur éléktroda ngagabungkeun mékanisme rana anu, nalika dianggo, ngahalangan kaluaran UV salaku alternatif pikeun ngabalikeun kakuatan lampu sacara terus-terusan. Tinta, palapis, sareng perekat anu langkung réaktif tiasa nyababkeun umur lampu anu langkung lami; sedengkeun, formulasi anu kirang réaktif tiasa meryogikeun panggantian lampu anu langkung sering.
Sistem UV-LED sacara alami langkung awét tibatan lampu konvensional, tapi umur UV-LED ogé henteu mutlak. Sapertos lampu konvensional, LED UV gaduh wates sabaraha teuasna tiasa dijalankeun sareng umumna kedah beroperasi dina suhu sambungan di handap 120 °C. LED anu over-driving sareng LED anu kirang tiis bakal ngaganggu umur, anu nyababkeun degradasi anu langkung gancang atanapi kagagalan anu parah. Henteu sadaya supplier sistem UV-LED ayeuna nawiskeun desain anu nyumponan umur anu paling luhur langkung ti 20.000 jam. Sistem anu dirancang sareng dijaga langkung saé bakal tahan langkung ti 20.000 jam, sareng sistem anu langkung handap bakal gagal dina waktos anu langkung pondok. Warta anu saé nyaéta desain sistem LED terus ningkat sareng tahan langkung lami kalayan unggal iterasi desain.
Ozon
Nalika panjang gelombang UVC anu langkung pondok mangaruhan molekul oksigén (O2), éta nyababkeun molekul oksigén (O2) beulah jadi dua atom oksigén (O). Atom oksigén bébas (O) teras tabrakan sareng molekul oksigén sanés (O2) sareng ngabentuk ozon (O3). Kusabab trioksigén (O3) kirang stabil di tingkat taneuh tibatan dioksigén (O2), ozon gampang balik deui janten molekul oksigén (O2) sareng atom oksigén (O) nalika ngalayang dina hawa atmosfir. Atom oksigén bébas (O) teras ngahiji deui dina sistem pembuangan pikeun ngahasilkeun molekul oksigén (O2).
Pikeun aplikasi pangubaran UV industri, ozon (O3) dihasilkeun nalika oksigén atmosfir berinteraksi sareng panjang gelombang ultraviolet di handap 240 nm. Sumber pangubaran uap raksa broadband ngaluarkeun UVC antara 200 sareng 280 nm, anu tumpang tindih sareng sabagian daérah anu ngahasilkeun ozon, sareng lampu excimer ngaluarkeun UV vakum dina 172 nm atanapi UVC dina 222 nm. Ozon anu dihasilkeun ku uap raksa sareng lampu pangubaran excimer henteu stabil sareng sanés masalah lingkungan anu signifikan, tapi perlu dipiceun tina daérah sakitar pagawé sabab éta mangrupikeun iritasi pernapasan sareng toksik dina tingkat anu luhur. Kusabab sistem pangubaran UV-LED komérsial ngaluarkeun kaluaran UVA antara 365 sareng 405 nm, ozon henteu dihasilkeun.
Ozon mibanda bau anu sarupa jeung bau logam, kawat anu kaduruk, klorin, jeung percikan listrik. Panca indra pangambung manusa bisa ngadeteksi ozon ngan ukur 0,01 nepi ka 0,03 bagian per juta (ppm). Sanajan béda-béda gumantung kana jalma jeung tingkat aktivitas, konsentrasi anu leuwih ti 0,4 ppm bisa ngabalukarkeun efek samping pernapasan jeung nyeri sirah. Ventilasi anu merenah kudu dipasang dina jalur UV-curing pikeun ngawatesan paparan ozon ka pagawé.
Sistem pangubaran UV umumna dirancang pikeun nahan hawa knalpot nalika kaluar ti sirah lampu supados tiasa dialirkeun jauh ti operator sareng di luar gedong dimana éta sacara alami bakal buruk nalika aya oksigén sareng sinar panonpoé. Alternatipna, lampu bébas ozon ngagabungkeun aditif kuarsa anu ngahalangan panjang gelombang anu ngahasilkeun ozon, sareng fasilitas anu hoyong nyingkahan saluran atanapi motong liang dina hateup sering nganggo saringan dina kaluar kipas knalpot.
Waktos posting: 19-Jun-2024
