Hidrarga vaporo, lum-elsendanta diodo (LED), kaj ekscimero estas apartaj UV-hardantaj lampoteknologioj. Dum ĉiuj tri estas uzataj en diversaj fotopolimerigaj procezoj por krucligi inkojn, tegaĵojn, gluaĵojn kaj eltrudojn, la mekanismoj generantaj la radian UV-energion, same kiel la karakterizaĵoj de la koresponda spektra eligo, estas tute malsamaj. Kompreni ĉi tiujn diferencojn estas instrumenta en aplikaĵa kaj formuliga disvolviĝo, UV-hardanta fonto-selektado kaj integriĝo.
Merkuraj Vaporaj Lampoj
Kaj elektrodaj arklampoj kaj senelektrodaj mikroondaj lampoj falas en la kategorion de hidrargaj vaporlampoj. Hidrargaj vaporlampoj estas tipo de mezpremaj, gas-malŝarĝaj lampoj, en kiuj malgranda kvanto da elementa hidrargo kaj inerta gaso estas vaporigita en plasmon ene de sigelita kvarca tubo. Plasmo estas nekredeble alttemperatura jonigita gaso kapabla kondukti elektron. Ĝi estas produktita per aplikado de elektra tensio inter du elektrodoj ene de arklampo aŭ per mikroondado de senelektroda lampo ene de enfermaĵo aŭ kavaĵo simila laŭ koncepto al hejma mikroonda forno. Post vaporiĝo, hidrarga plasmo elsendas larĝspektran lumon trans ultraviola, videbla kaj infraruĝa ondolongoj.
En la kazo de elektra arklampo, aplikita tensio energiigas la sigelitan kvarcan tubon. Ĉi tiu energio vaporigas la hidrargon en plasmon kaj liberigas elektronojn de vaporigitaj atomoj. Parto de elektronoj (-) fluas al la pozitiva volframa elektrodo aŭ anodo (+) de la lampo kaj en la elektran cirkviton de la UV-sistemo. La atomoj kun nove mankantaj elektronoj fariĝas pozitive energiigitaj katjonoj (+), kiuj fluas al la negative ŝargita volframa elektrodo aŭ katodo (-) de la lampo. Dum ili moviĝas, katjonoj trafas neŭtralajn atomojn en la gasmiksaĵo. La kolizio transdonas elektronojn de neŭtralaj atomoj al katjonoj. Dum katjonoj akiras elektronojn, ili falas en staton de pli malalta energio. La energia diferenco estas eligita kiel fotonoj, kiuj radias eksteren de la kvarca tubo. Kondiĉe ke la lampo estas konvene funkciigita, ĝuste malvarmigita kaj funkciigita ene de sia utila vivo, konstanta provizo de nove kreitaj katjonoj (+) gravitas al la negativa elektrodo aŭ katodo (-), trafante pli da atomoj kaj produktante kontinuan emision de UV-lumo. Mikroondaj lampoj funkcias simile, escepte ke mikroondoj, ankaŭ konataj kiel radiofrekvenco (RF), anstataŭigas la elektran cirkviton. Ĉar mikroondaj lampoj ne havas volframajn elektrodojn kaj estas simple sigelita kvarca tubo enhavanta hidrargon kaj inertan gason, ili estas ofte nomataj senelektrodaj.
La UV-eligo de larĝbendaj aŭ larĝspektraj hidrargaj vaporlampoj ampleksas ultraviolajn, videblajn kaj infraruĝajn ondolongojn, en preskaŭ egala proporcio. La ultraviola parto inkluzivas miksaĵon de UVC (200 ĝis 280 nm), UVB (280 ĝis 315 nm), UVA (315 ĝis 400 nm), kaj UVV (400 ĝis 450 nm) ondolongoj. Lampoj kiuj elsendas UVC en ondolongoj sub 240 nm generas ozonon kaj postulas ellasilon aŭ filtradon.
La spektra eligo por hidrarga vaporlampo povas esti ŝanĝita per aldono de malgrandaj kvantoj da dopantoj, kiel ekzemple: fero (Fe), galiumo (Ga), plumbo (Pb), stano (Sn), bismuto (Bi) aŭ indio (In). La aldonitaj metaloj ŝanĝas la konsiston de la plasmo kaj, sekve, la energion liberigitan kiam katjonoj akiras elektronojn. Lampoj kun aldonitaj metaloj estas nomataj dopitaj, aldonaj kaj metalaj halogenidoj. La plej multaj UV-formulitaj inkoj, tegaĵoj, gluaĵoj kaj eltrudoj estas desegnitaj por kongrui kun la eligo de aŭ normaj hidrargaj (Hg) aŭ feraj (Fe) dopitaj lampoj. Feraj dopitaj lampoj ŝovas parton de la UV-eligo al pli longaj, preskaŭ videblaj ondolongoj, kio rezultas en pli bona penetrado tra pli dikaj, tre pigmentitaj formuloj. UV-formuloj enhavantaj titanan dioksidon emas pli bone hardi kun galiumaj (GA) dopitaj lampoj. Ĉi tio estas ĉar galiumaj lampoj ŝovas signifan parton de la UV-eligo al ondolongoj pli longaj ol 380 nm. Ĉar titandioksidaj aldonaĵoj ĝenerale ne absorbas lumon super 380 nm, uzi galiumajn lampojn kun blankaj formuliĝoj permesas ke pli da UV-energio estu absorbita de fotoiniciatiloj kontraste al aldonaĵoj.
Spektraj profiloj provizas al formulantoj kaj finuzantoj vidan reprezentaĵon pri kiel la radiita eligo por specifa lampodezajno estas distribuita tra la elektromagneta spektro. Dum vaporigita hidrargo kaj aldonaj metaloj havas difinitajn radiadajn karakterizaĵojn, la preciza miksaĵo de elementoj kaj inertaj gasoj ene de la kvarca tubo kune kun la lampokonstruo kaj la dezajnado de la hardistsistemo ĉiuj influas UV-eligon. La spektra eligo de neintegra lampo funkciigita kaj mezurita de lampoprovizanto en malferma aero havos malsaman spektran eligon ol lampo muntita ene de lampokapo kun konvene desegnita reflektoro kaj malvarmigo. Spektraj profiloj estas facile haveblaj de UV-sistemaj provizantoj, kaj estas utilaj en formulaĵa disvolviĝo kaj lamposelektado.
Komuna spektra profilo prezentas spektran iradiancon sur la y-akso kaj ondolongon sur la x-akso. La spektra iradianco povas esti montrata laŭ pluraj manieroj, inkluzive de absoluta valoro (ekz. W/cm²/nm) aŭ arbitraj, relativaj aŭ normaligitaj (senunuaj) mezuroj. La profiloj kutime montras la informojn kiel linian diagramon aŭ kiel stangdiagramon, kiu grupigas la eligon en 10 nm-bendojn. La sekva grafikaĵo de spektra eligo de hidrarga arklampo montras relativan iradiancon rilate al ondolongo por la sistemoj de GEW (Figuro 1).
FIGURO 1 »Spektraj eligaj diagramoj por hidrargo kaj fero.
Lampo estas la termino uzata por rilati al la UV-elsendanta kvarca tubo en Eŭropo kaj Azio, dum nordamerikanoj kaj sudamerikanoj emas uzi interŝanĝeblan miksaĵon de bulbo kaj lampo. Lampo kaj lampokapo ambaŭ rilatas al la kompleta asembleo, kiu enhavas la kvarcan tubon kaj ĉiujn aliajn mekanikajn kaj elektrajn komponantojn.
Elektrodaj Arklampoj
Sistemoj de elektroarkaj lampoj konsistas el lampokapo, malvarmiga ventumilo aŭ malvarmigilo, elektrofonto, kaj hom-maŝina interfaco (HMI). La lampokapo inkluzivas lampon (bulbon), reflektoron, metalan enfermaĵon aŭ korpon, obturatoran asembleon, kaj foje kvarcan fenestron aŭ dratŝirmilon. GEW muntas siajn kvarcajn tubojn, reflektorojn kaj obturatorajn mekanismojn ene de kasedaj asembleoj, kiujn oni povas facile forigi de la ekstera enfermaĵo aŭ korpo de la lampokapo. Forigo de GEW-kasedo tipe plenumiĝas ene de sekundoj uzante unu solan sesangulan ŝraŭbilŝlosilon. Ĉar la UV-eligo, la ĝenerala grandeco kaj formo de la lampokapo, la sistemaj trajtoj kaj la bezonoj de helpa ekipaĵo varias laŭ apliko kaj merkato, sistemoj de elektroarkaj lampoj estas ĝenerale desegnitaj por difinita kategorio de aplikoj aŭ similaj maŝintipoj.
Merkurvaporlampoj elsendas 360° da lumo el la kvarca tubo. Arklampo-sistemoj uzas reflektorojn situantajn sur la flankoj kaj malantaŭo de la lampo por kapti kaj fokusigi pli da lumo al specifa distanco antaŭ la lampokapo. Ĉi tiu distanco estas konata kiel la fokuso kaj estas kie la iradiado estas plej granda. Arklampoj tipe elsendas en la intervalo de 5 ĝis 12 W/cm² ĉe la fokuso. Ĉar ĉirkaŭ 70% de la UV-eligo de la lampokapo venas de la reflektoro, gravas teni reflektorojn puraj kaj anstataŭigi ilin periode. Nepurigi aŭ anstataŭigi reflektorojn estas ofta kontribuanto al nesufiĉa kuracado.
Dum pli ol 30 jaroj, GEW plibonigis la efikecon de siaj hardaj sistemoj, adaptante funkciojn kaj rendimenton por plenumi la bezonojn de specifaj aplikoj kaj merkatoj, kaj disvolvante grandan kolekton de integriĝaj akcesoraĵoj. Rezulte, la hodiaŭaj komercaj proponoj de GEW inkluzivas kompaktajn loĝejajn dezajnojn, reflektorojn optimumigitajn por pli granda UV-reflektado kaj reduktita infraruĝo, kvietajn integrajn obturatormekanismojn, retjupojn kaj fendojn, konkoforman retnutradon, nitrogenan inercion, pozitive premizitajn kapojn, tuŝekranan funkciigistan interfacon, solidstatajn elektroprovizojn, pli grandajn funkciajn efikecojn, UV-eligan monitoradon kaj malproksiman sistemmonitoradon.
Kiam mezpremaj elektrodlampoj funkcias, la kvarca surfaca temperaturo estas inter 600 °C kaj 800 °C, kaj la interna plasmotemperaturo estas plurmil celsiusgradoj. Devigita aero estas la ĉefa rimedo por konservi la ĝustan lampofunkcian temperaturon kaj forigi iom da la radiata infraruĝa energio. GEW liveras ĉi tiun aeron negative; tio signifas, ke aero estas tirata tra la enfermaĵo, laŭlonge de la reflektoro kaj lampo, kaj elĵetita el la asembleo kaj for de la maŝino aŭ la kuracsurfaco. Kelkaj GEW-sistemoj kiel la E4C uzas likvan malvarmigon, kiu ebligas iomete pli grandan UV-produktadon kaj reduktas la totalan grandecon de la lampokapo.
Elektrodaj arklampoj havas varmiĝajn kaj malvarmiĝajn ciklojn. Lampoj estas ekbruligataj kun minimuma malvarmigo. Tio permesas al la hidrarga plasmo leviĝi al la dezirata funkcianta temperaturo, produkti liberajn elektronojn kaj katjonojn, kaj ebligi kurentfluon. Kiam la lampokapo estas malŝaltita, la malvarmigo daŭre funkcias dum kelkaj minutoj por egale malvarmigi la kvarcan tubon. Lampo, kiu estas tro varma, ne reekbruligos kaj devas daŭre malvarmiĝi. La daŭro de la ekfunkciiga kaj malvarmiga ciklo, same kiel la degenero de la elektrodoj dum ĉiu tensioekbruligo, estas kial pneŭmatikaj obturatormekanismoj ĉiam estas integritaj en GEW-elektrodaj arklampaj asembleoj. Figuro 2 montras aermalvarmigitajn (E2C) kaj likvaĵ-malvarmigitajn (E4C) elektrodajn arklampojn.
FIGURO 2 »Likvaĵ-malvarmigitaj (E4C) kaj aer-malvarmigitaj (E2C) elektrodaj arklampoj.
UV-LED-lampoj
Duonkonduktaĵoj estas solidaj, kristalaj materialoj, kiuj estas iom konduktivaj. Elektro fluas tra duonkonduktaĵo pli bone ol izolilo, sed ne tiel bone kiel metala konduktilo. Nature okazantaj sed sufiĉe malefikaj duonkonduktaĵoj inkluzivas la elementojn silicio, germaniumo kaj seleno. Sinteze fabrikitaj duonkonduktaĵoj desegnitaj por eligo kaj efikeco estas kunmetitaj materialoj kun malpuraĵoj precize impregnitaj ene de la kristala strukturo. En la kazo de UV-LED-oj, aluminio-galia nitrido (AlGaN) estas ofte uzata materialo.
Duonkonduktaĵoj estas fundamentaj por moderna elektroniko kaj estas konstruitaj por formi transistorojn, diodojn, lum-elsendantajn diodojn kaj mikroprocesorojn. Duonkonduktaĵoj estas integritaj en elektrajn cirkvitojn kaj muntitaj ene de produktoj kiel poŝtelefonoj, tekokomputiloj, tabulkomputiloj, aparatoj, aviadiloj, aŭtoj, teleregiloj kaj eĉ infanludiloj. Ĉi tiuj etaj sed potencaj komponantoj igas ĉiutagajn produktojn funkcii, samtempe permesante al aĵoj esti kompaktaj, pli maldikaj, malpezaj kaj pli pageblaj.
En la speciala kazo de LED-oj, precize dizajnitaj kaj fabrikitaj duonkonduktaĵaj materialoj elsendas relative mallarĝajn ondolongajn bendojn de lumo kiam konektitaj al kontinua kurento. La lumo estas generita nur kiam kurento fluas de la pozitiva anodo (+) al la negativa katodo (-) de ĉiu LED. Ĉar la LED-eligo estas rapide kaj facile kontrolata kaj kvazaŭ-monokromata, LED-oj estas ideale taŭgaj por uzo kiel: indikiloj; infraruĝaj komunikaj signaloj; fonlumigo por televidiloj, tekokomputiloj, tabulkomputiloj kaj inteligentaj telefonoj; elektronikaj ŝildoj, afiŝtabuloj kaj gigantaj ekranoj; kaj UV-hardado.
LED estas pozitiva-negativa kuniĝo (pn-kuniĝo). Tio signifas, ke unu parto de la LED havas pozitivan ŝargon kaj estas nomata anodo (+), kaj la alia parto havas negativan ŝargon kaj estas nomata katodo (-). Kvankam ambaŭ flankoj estas relative konduktivaj, la kuniĝlimo kie la du flankoj renkontiĝas, konata kiel la malpleniga zono, ne estas konduktiva. Kiam la pozitiva (+) terminalo de kontinukurenta (DC) energifonto estas konektita al la anodo (+) de la LED, kaj la negativa (-) terminalo de la fonto estas konektita al la katodo (-), negative ŝargitaj elektronoj en la katodo kaj pozitive ŝargitaj elektronaj vakantaĵoj en la anodo estas forpuŝitaj de la energifonto kaj puŝitaj al la malpleniga zono. Tio estas antaŭeniga biaso, kaj ĝi havas la efikon superi la nekonduktivan limon. La rezulto estas, ke liberaj elektronoj en la n-tipa regiono transiras kaj plenigas vakantaĵojn en la p-tipa regiono. Dum elektronoj fluas trans la limon, ili transiras al stato de pli malalta energio. La respektiva malkresko de energio estas liberigita de la duonkonduktilo kiel fotonoj de lumo.
La materialoj kaj dopantoj, kiuj formas la kristalan LED-strukturon, determinas la spektran eliron. Hodiaŭ, komerce haveblaj LED-harding-fontoj havas ultraviolajn elirojn centritajn je 365, 385, 395 kaj 405 nm, tipan toleremon de ±5 nm, kaj Gaŭsan spektran distribuon. Ju pli granda la pinta spektra iradiado (W/cm²/nm), des pli alta la pinto de la sonorilkurbo. Dum UVC-disvolviĝo daŭras inter 275 kaj 285 nm, eligo, vivdaŭro, fidindeco kaj kosto ankoraŭ ne estas komerce fareblaj por harding-sistemoj kaj aplikoj.
Ĉar la eligo de UV-LED estas nuntempe limigita al pli longaj UVA-ondolongoj, UV-LED-hardsistemo ne elsendas la larĝbendan spektran eligon karakterizan por mezpremaj hidrargaj vaporlampoj. Tio signifas, ke UV-LED-hardsistemoj ne elsendas UVC, UVB, plejparton de la videbla lumo kaj varmogenerajn infraruĝajn ondolongojn. Kvankam tio ebligas la uzon de UV-LED-hardsistemoj en pli varmosentemaj aplikoj, ekzistantaj inkoj, tegaĵoj kaj gluaĵoj formulitaj por mezpremaj hidrargaj lampoj devas esti reformulitaj por UV-LED-hardsistemoj. Feliĉe, kemiaj provizantoj pli kaj pli desegnas proponojn kiel duoblan hardadon. Tio signifas, ke duobla harda formulo celita por hardi per UV-LED-lampo ankaŭ hardos per hidrarga vaporlampo (Figuro 3).
FIGURO 3 »Spektra elira diagramo por LED.
La UV-LED-hardaj sistemoj de GEW elsendas ĝis 30 W/cm2 ĉe la elsendanta fenestro. Male al elektrodaj arklampoj, UV-LED-hardaj sistemoj ne inkluzivas reflektorojn, kiuj direktas lumradiojn al koncentrita fokuso. Rezulte, UV-LED-pinta iradiado okazas proksime al la elsendanta fenestro. La elsenditaj UV-LED-radioj diverĝas unu de la alia kiam la distanco inter la lampokapo kaj la hardanta surfaco pliiĝas. Ĉi tio reduktas la lumkoncentriĝon kaj magnitudon de la iradiado, kiu atingas la hardantan surfacon. Dum pinta iradiado estas grava por krucligado, ĉiam pli alta iradiado ne ĉiam estas avantaĝa kaj eĉ povas malhelpi pli grandan krucligaddensecon. Ondolongo (nm), iradiado (W/cm2) kaj energidenso (J/cm2) ĉiuj ludas kritikajn rolojn en hardado, kaj ilia kolektiva efiko sur hardado devus esti konvene komprenata dum la elekto de UV-LED-fonto.
LED-oj estas Lambertianaj fontoj. Alivorte, ĉiu UV-LED elsendas unuforman antaŭen tra plena 360° x 180° hemisfero. Multaj UV-LED-oj, ĉiu de la ordo de milimetra kvadrato, estas aranĝitaj en ununura vico, matrico de vicoj kaj kolumnoj, aŭ iu alia konfiguracio. Ĉi tiuj subasembleoj, konataj kiel moduloj aŭ aroj, estas inĝenieritaj kun interspaco inter LED-oj, kiu certigas miksiĝon trans interspacoj kaj faciligas diodmalvarmigon. Pluraj moduloj aŭ aroj estas poste aranĝitaj en pli grandaj asembleoj por formi diversajn grandecojn de UV-hardingsistemoj (Figuroj 4 kaj 5). Pliaj komponantoj necesaj por konstrui UV-LED-hardingsistemon inkluzivas la varmoradiatoron, elsendan fenestron, elektronikajn pelilojn, kontinukurentajn elektrofontojn, likvan malvarmigan sistemon aŭ malvarmigilon, kaj homa-maŝinan interfacon (HMI).
FIGURO 4 »La sistemo LeoLED por la reto.
FIGURO 5 »LeoLED-sistemo por altrapidaj plurlampaj instalaĵoj.
Ĉar UV-LED-sistemoj por hardado ne radias infraruĝajn ondolongojn, ili esence transdonas malpli da varmenergio al la hardsurfaco ol hidrargaj vaporlampoj, tio ne signifas, ke UV-LED-oj estu konsiderataj kiel malvarm-hardanta teknologio. UV-LED-sistemoj por hardado povas elsendi tre altajn pintajn iradiojn, kaj ultraviolaj ondolongoj estas formo de energio. Ĉia ajn eligo ne estas absorbita de la kemio varmigos la subestan parton aŭ substraton same kiel la ĉirkaŭajn maŝinkomponentojn.
UV-LED-oj estas ankaŭ elektraj komponantoj kun neefikecoj kaŭzitaj de la kruda duonkonduktila dezajno kaj fabrikado, same kiel de la fabrikadmetodoj kaj komponantoj uzataj por enpaki la LED-ojn en la pli grandan varmigunuon. Dum la temperaturo de hidrarga vapora kvarca tubo devas esti tenata inter 600 kaj 800 °C dum funkciado, la pn-kructemperaturo de la LED-o devas resti sub 120 °C. Nur 35-50% de la elektro, kiu funkciigas UV-LED-aron, estas konvertita al ultraviola eligo (tre dependa de ondolongo). La resto estas transformita en termikan varmon, kiu devas esti forigita por konservi la deziratan krucvojtemperaturon kaj certigi specifitan sisteman iradiadon, energidensecon kaj homogenecon, same kiel longan vivon. LED-oj estas esence longdaŭraj solidstataj aparatoj, kaj integri LED-ojn en pli grandajn asembleojn kun konvene dizajnitaj kaj prizorgataj malvarmigaj sistemoj estas esenca por atingi longdaŭrajn specifojn. Ne ĉiuj UV-varmigsistemoj estas samaj, kaj neĝuste dizajnitaj kaj malvarmigitaj UV-LED-varmigsistemoj havas pli grandan probablecon de trovarmiĝo kaj katastrofe paneo.
Arko/LED Hibridaj Lampoj
En iu ajn merkato, kie tute nova teknologio estas enkondukita kiel anstataŭaĵo por ekzistanta teknologio, povas esti timo pri adopto same kiel skeptiko pri la agado. Potencialaj uzantoj ofte prokrastas adopton ĝis bone establita instalaĵbazo formiĝas, kazesploroj estas publikigitaj, pozitivaj atestoj komencas cirkuli amase, kaj/aŭ ili akiras propraokulan sperton aŭ referencojn de individuoj kaj kompanioj, kiujn ili konas kaj fidas. Konkretaj pruvoj ofte estas necesaj antaŭ ol tuta merkato tute rezignas pri la malnova kaj plene transiras al la nova. Ne helpas, ke sukceshistorioj emas esti bone tenataj sekretoj, ĉar fruaj adoptantoj ne volas, ke konkurantoj realigu kompareblajn avantaĝojn. Rezulte, kaj realaj kaj troigaj rakontoj pri seniluziiĝo foje povas resoni tra la merkato, kamuflante la verajn meritojn de nova teknologio kaj plue prokrastante adopton.
Tra la historio, kaj kiel kontraŭo al malvola adopto, hibridaj dezajnoj ofte estis akceptitaj kiel transira ponto inter ekzistanta kaj nova teknologio. Hibridoj permesas al uzantoj akiri fidon kaj mem decidi kiel kaj kiam novaj produktoj aŭ metodoj devus esti uzataj, sen oferi nunajn kapablojn. En la kazo de UV-hardado, hibrida sistemo permesas al uzantoj rapide kaj facile ŝanĝi inter hidrargaj vaporlampoj kaj LED-teknologio. Por linioj kun pluraj hardaj stacioj, hibridoj permesas al gazetaroj funkciigi 100% LED-on, 100% hidrargan vaporon, aŭ ajnan miksaĵon de la du teknologioj necesan por difinita tasko.
GEW ofertas hibridajn sistemojn arko/LED por ret-konvertiloj. La solvo estis evoluigita por la plej granda merkato de GEW, mallarĝ-ret-etikedo, sed la hibrida dezajno ankaŭ estas uzebla en aliaj ret- kaj ne-ret-aplikoj (Figuro 6). La arko/LED inkluzivas komunan lampokapan enfermaĵon, kiu povas akomodi aŭ hidrargan vaporan aŭ LED-kasedon. Ambaŭ kasedoj funkcias per universala potenco- kaj kontrolsistemo. Inteligenteco ene de la sistemo ebligas diferencigon inter kasedospecoj kaj aŭtomate provizas la taŭgan potencon, malvarmigon kaj operacian interfacon. Forigo aŭ instalado de ambaŭ la hidrargaj vaporaj aŭ LED-kasedoj de GEW estas tipe plenumata ene de sekundoj uzante unu solan sesangulan ŝraŭbilŝlosilon.
FIGURO 6 »Arko/LED-sistemo por reto.
Ekscimeraj Lampoj
Ekscimeraj lampoj estas tipo de gas-malŝarĝaj lampoj, kiuj elsendas kvazaŭ-monokromatan ultraviolan energion. Kvankam ekscimeraj lampoj haveblas en multaj ondolongoj, komunaj ultraviolaj eligoj estas centritaj je 172, 222, 308 kaj 351 nm. 172-nm ekscimeraj lampoj falas ene de la vakua UV-bendo (100 ĝis 200 nm), dum 222 nm estas ekskluzive UVC (200 ĝis 280 nm). 308-nm ekscimeraj lampoj elsendas UVB (280 ĝis 315 nm), kaj 351 nm estas solide UVA (315 ĝis 400 nm).
172-nm vakuaj UV-ondolongoj estas pli mallongaj kaj enhavas pli da energio ol UVC; tamen, ili malfacile penetras tre profunde en substancojn. Fakte, 172-nm ondolongoj estas tute sorbitaj ene de la supraj 10 ĝis 200 nm de UV-formulita kemio. Rezulte, 172-nm ekscimeraj lampoj nur krucligos la plej eksteran surfacon de UV-formuloj kaj devas esti integritaj kune kun aliaj hardantaj aparatoj. Ĉar vakuaj UV-ondolongoj ankaŭ estas sorbitaj de aero, 172-nm ekscimeraj lampoj devas esti funkciigitaj en nitrogen-inertigita atmosfero.
Plej multaj ekscimeraj lampoj konsistas el kvarca tubo, kiu servas kiel dielektrika barilo. La tubo estas plenigita per maloftaj gasoj kapablaj formi ekscimerajn aŭ ekscipleksajn molekulojn (Figuro 7). Malsamaj gasoj produktas malsamajn molekulojn, kaj la malsamaj ekscititaj molekuloj determinas, kiujn ondolongojn elsendas la lampo. Alt-tensia elektrodo etendiĝas laŭ la interna longo de la kvarca tubo, kaj teraj elektrodoj etendiĝas laŭ la ekstera longo. Tensioj estas pulsataj en la lampon je altaj frekvencoj. Tio kaŭzas, ke elektronoj fluas ene de la interna elektrodo kaj malŝarĝiĝas trans la gasmiksaĵon direkte al la eksteraj teraj elektrodoj. Ĉi tiu scienca fenomeno estas konata kiel dielektrika barila malŝarĝo (DBD). Dum elektronoj vojaĝas tra la gaso, ili interagas kun atomoj kaj kreas energigitajn aŭ jonigitajn speciojn, kiuj produktas ekscimerajn aŭ ekscipleksajn molekulojn. Ekscimeraj kaj ekscipleksaj molekuloj havas nekredeble mallongan vivon, kaj dum ili malkomponiĝas de ekscitita stato al baza stato, fotonoj de kvazaŭ-monokromata distribuo estas elsenditaj.
FIGURO 7 »Ekscimera lampo
Male al hidrargaj vaporlampoj, la surfaco de la kvarca tubo de ekscimera lampo ne varmiĝas. Rezulte, plej multaj ekscimeraj lampoj funkcias kun malmulta aŭ neniu malvarmigo. En aliaj kazoj, malalta nivelo de malvarmigo estas necesa, kiu estas tipe provizita per nitrogena gaso. Pro la termika stabileco de la lampo, ekscimeraj lampoj estas tuj "ŜALTITAJ/MALŜALTITAJ" kaj ne postulas varmiĝo- aŭ malvarmiĝo-ciklojn.
Kiam ekscimeraj lampoj radiantaj je 172 nm estas integritaj en kombinaĵo kun kaj kvazaŭ-monokromataj UVA-LED-kuradaj sistemoj kaj larĝbendaj hidrargaj vaporlampoj, senbrilaj surfacaj efikoj estas produktitaj. UVA-LED-lampoj unue estas uzataj por ĝeligi la kemiaĵon. Kvazaŭ-monokromataj ekscimeraj lampoj poste estas uzataj por polimerigi la surfacon, kaj fine larĝbendaj hidrargaj lampoj krucligas la reston de la kemiaĵo. La unikaj spektraj eligoj de la tri teknologioj aplikitaj en apartaj stadioj liveras utilajn optikajn kaj funkciajn surfac-kuradajn efikojn, kiujn oni ne povas atingi per iu ajn el la UV-fontoj aparte.
Ekscimeraj ondolongoj de 172 kaj 222 nm ankaŭ efikas por detrui danĝerajn organikajn substancojn kaj damaĝajn bakteriojn, kio igas ekscimerajn lampojn praktikaj por surfacpurigado, desinfektado kaj surfacenergiaj traktadoj.
Lampo-Vivo
Rilate al la vivdaŭro de lampo aŭ ampolo, la arklampoj de GEW ĝenerale atingas ĝis 2 000 horojn. La vivdaŭro de la lampo ne estas absoluta, ĉar la UV-eligo iom post iom malpliiĝas laŭlonge de la tempo kaj estas influita de diversaj faktoroj. La dezajno kaj kvalito de la lampo, same kiel la funkciaj kondiĉoj de la UV-sistemo kaj la reagemo de la formulo gravas. Ĝuste dizajnitaj UV-sistemoj certigas, ke la ĝusta potenco kaj malvarmigo postulataj de la specifa dezajno de la lampo (ampolo) estas provizitaj.
Lampoj (ampoloj) liveritaj de GEW ĉiam provizas la plej longan vivdaŭron kiam uzataj en GEW-hardaj sistemoj. Sekundaraj provizfontoj ĝenerale inversigis la lampon el specimeno, kaj la kopioj eble ne enhavas la saman finaĵon, kvarcan diametron, hidrargan enhavon aŭ gasmiksaĵon, kiuj ĉiuj povas influi la UV-eligon kaj varmogeneradon. Kiam varmogenerado ne estas ekvilibrigita kontraŭ sistema malvarmigo, la lampo suferas kaj laŭ eligo kaj laŭ vivdaŭro. Lampoj, kiuj funkcias pli malvarme, elsendas malpli da UV. Lampoj, kiuj funkcias pli varme, ne daŭras tiel longe kaj misformiĝas ĉe altaj surfacaj temperaturoj.
La vivdaŭro de elektrodaj arklampoj estas limigita de la funkcianta temperaturo de la lampo, la nombro da funkcihoroj, kaj la nombro da ekfunkciigoj aŭ ŝaltoj. Ĉiufoje kiam lampo estas ekfunkciigata per alttensia arko dum ekfunkciigo, parto de la volframa elektrodo eluziĝas. Fine, la lampo ne plu ekfunkcios. Elektrodaj arklampoj enhavas obturatormekanismojn, kiuj, kiam aktivigitaj, blokas UV-eligon kiel alternativo al ripeta ciklado de la lampo. Pli reaktivaj inkoj, tegaĵoj kaj gluaĵoj povas rezultigi pli longan lampovivdaŭron; dum malpli reaktivaj formuloj povas postuli pli oftajn lampoŝanĝojn.
UV-LED-sistemoj estas esence pli longdaŭraj ol konvenciaj lampoj, sed la vivdaŭro de UV-LED ankaŭ ne estas absoluta. Kiel ĉe konvenciaj lampoj, UV-LED-oj havas limojn pri kiom forte ili povas esti ŝargitaj kaj ĝenerale devas funkcii kun krucvojtemperaturoj sub 120 °C. Troa ŝargado kaj submalvarmigo de LED-oj kompromitos la vivdaŭron, rezultante en pli rapida degenero aŭ katastrofa paneo. Ne ĉiuj provizantoj de UV-LED-sistemoj nuntempe ofertas dezajnojn, kiuj plenumas la plej altajn establitajn vivdaŭrojn super 20 000 horoj. La pli bone dizajnitaj kaj prizorgataj sistemoj daŭros pli ol 20 000 horojn, kaj la pli malsuperaj sistemoj paneos ene de multe pli mallongaj periodoj. La bona novaĵo estas, ke LED-sistemaj dezajnoj daŭre pliboniĝas kaj daŭras pli longe kun ĉiu dezajnirado.
Ozono
Kiam pli mallongaj UVC-ondolongoj trafas oksigenmolekulojn (O2), ili kaŭzas la disiĝon de oksigenmolekuloj (O2) en du oksigenatomojn (O). La liberaj oksigenatomoj (O) tiam kolizias kun aliaj oksigenatomoj (O2) kaj formas ozonon (O3). Ĉar trioksigeno (O3) estas malpli stabila sur grundnivelo ol dioksigeno (O2), ozono facile refaras al oksigena molekulo (O2) kaj oksigenatomo (O) dum ĝi drivas tra atmosfera aero. Liberaj oksigenatomoj (O) tiam rekombiniĝas unu kun la alia ene de la ellasa sistemo por produkti oksigenmolekulojn (O2).
Por industriaj UV-hardaj aplikoj, ozono (O3) produktiĝas kiam atmosfera oksigeno interagas kun ultraviolaj ondolongoj sub 240 nm. Larĝbendaj hidrargaj vapor-hardaj fontoj elsendas UVC inter 200 kaj 280 nm, kiu interkovras parton de la ozon-generanta regiono, kaj ekscimeraj lampoj elsendas vakuan UV je 172 nm aŭ UVC je 222 nm. Ozono kreita de hidrarga vaporo kaj ekscimeraj hardaj lampoj estas malstabila kaj ne signifa media zorgo, sed necesas forigi ĝin de la tuja areo ĉirkaŭ laboristoj, ĉar ĝi estas spira iritaĵo kaj toksa je altaj niveloj. Ĉar komercaj UV-LED-hardaj sistemoj elsendas UVA-eligon inter 365 kaj 405 nm, ozono ne generiĝas.
Ozono havas odoron similan al la odoro de metalo, brulanta drato, kloro kaj elektra sparko. Homaj flarsentoj povas detekti ozonon je niveloj de nur 0,01 ĝis 0,03 partoj po miliono (ppm). Kvankam ĝi varias laŭ persono kaj agadnivelo, koncentriĝoj pli grandaj ol 0,4 ppm povas konduki al negativaj spiraj efikoj kaj kapdoloroj. Taŭga ventolado devus esti instalita sur UV-hardaj linioj por limigi la eksponiĝon de laboristoj al ozono.
UV-kuracaj sistemoj estas ĝenerale desegnitaj por enhavi la elĉerpan aeron dum ĝi eliras el la lampokapoj, por ke ĝi povu esti kanaligita for de funkciigistoj kaj ekster la konstruaĵon, kie ĝi nature putriĝas en la ĉeesto de oksigeno kaj sunlumo. Alternative, ozon-liberaj lampoj enhavas kvarcan aldonaĵon, kiu blokas ozon-generantajn ondolongojn, kaj instalaĵoj, kiuj volas eviti kanaligadon aŭ tranĉadon de truoj en la tegmento, ofte uzas filtrilojn ĉe la elirejo de elĉerpaj ventoliloj.
Afiŝtempo: 19-a de junio 2024
