Il-fwar tal-merkurju, id-dijodi li jarmi d-dawl (LED), u l-eċċimeru huma teknoloġiji distinti ta' lampi għat-tqaddid bl-UV. Filwaqt li t-tlieta li huma jintużaw f'diversi proċessi ta' fotopolimerizzazzjoni biex jgħaqqdu linka, kisi, adeżivi, u estrużjonijiet, il-mekkaniżmi li jiġġeneraw l-enerġija UV irradjata, kif ukoll il-karatteristiċi tal-output spettrali korrispondenti, huma kompletament differenti. Il-fehim ta' dawn id-differenzi huwa strumentali fl-iżvilupp tal-applikazzjoni u l-formulazzjoni, l-għażla tas-sors tat-tqaddid bl-UV, u l-integrazzjoni.
Lampi tal-Fwar tal-Merkurju
Kemm il-lampi tal-ark tal-elettrodi kif ukoll il-lampi tal-microwave mingħajr elettrodi jaqgħu fil-kategorija tal-fwar tal-merkurju. Il-lampi tal-fwar tal-merkurju huma tip ta’ lampi ta’ pressjoni medja u skarika tal-gass fejn ammont żgħir ta’ merkurju elementali u gass inert jiġu vaporizzati fi plażma ġewwa tubu tal-kwarz issiġillat. Il-plażma hija gass jonizzat b’temperatura għolja ħafna kapaċi li jikkonduċi l-elettriku. Tiġi prodotta billi tiġi applikata vultaġġ elettriku bejn żewġ elettrodi ġewwa lampa tal-ark jew billi tiġi msajra fil-microwave lampa mingħajr elettrodi ġewwa għeluq jew kavità simili fil-kunċett għal forn tal-microwave domestiku. Ladarba tiġi vaporizzata, il-plażma tal-merkurju temetti dawl ta’ spettru wiesa’ tul wavelengths ultravjola, viżibbli u infra-aħmar.
Fil-każ ta' lampa b'ark elettriku, vultaġġ applikat jagħti l-enerġija lit-tubu tal-kwarz issiġillat. Din l-enerġija tivvaporizza l-merkurju fi plażma u tirrilaxxa elettroni minn atomi vaporizzati. Porzjon ta' elettroni (-) jiċċirkola lejn l-elettrodu jew anodu tat-tungstenu pożittiv tal-lampa (+) u fiċ-ċirkwit elettriku tas-sistema UV. L-atomi b'elettroni neqsin ġodda jsiru katjonijiet enerġizzati b'mod pożittiv (+) li jiċċirkolaw lejn l-elettrodu jew katodu tat-tungstenu ċċarġjat b'mod negattiv (-) tal-lampa. Hekk kif jiċċaqalqu, il-katjonijiet jolqtu atomi newtrali fit-taħlita tal-gass. L-impatt jittrasferixxi elettroni minn atomi newtrali għal katjonijiet. Hekk kif il-katjonijiet jiksbu elettroni, jaqgħu fi stat ta' enerġija aktar baxxa. Id-differenza fl-enerġija tiġi skarikata bħala fotoni li jirradjaw 'il barra mit-tubu tal-kwarz. Sakemm il-lampa tkun imħaddma b'mod xieraq, imkessħa b'mod korrett, u mħaddma fil-ħajja utli tagħha, provvista kostanti ta' katjonijiet maħluqa ġodda (+) tiġri lejn l-elettrodu jew katodu negattiv (-), u tolqot aktar atomi u tipproduċi emissjoni kontinwa ta' dawl UV. Il-lampi tal-microwave joperaw b'mod simili ħlief li l-microwaves, magħrufa wkoll bħala frekwenza tar-radju (RF), jissostitwixxu ċ-ċirkwit elettriku. Peress li l-lampi tal-microwave m'għandhomx elettrodi tat-tungstenu u huma sempliċement tubu tal-kwarz issiġillat li fih merkurju u gass inert, huma komunement imsejħa mingħajr elettrodi.
L-output UV ta' lampi tal-fwar tal-merkurju broadband jew ta' spettru wiesa' jkopri wavelengths ultravjola, viżibbli, u infra-aħmar, fi proporzjon kważi ugwali. Il-porzjon ultravjola jinkludi taħlita ta' wavelengths UVC (200 sa 280 nm), UVB (280 sa 315 nm), UVA (315 sa 400 nm), u UVV (400 sa 450 nm). Lampi li jarmu UVC f'wavelengths taħt il-240 nm jiġġeneraw ożonu u jeħtieġu egżost jew filtrazzjoni.
L-output spettrali għal lampa tal-fwar tal-merkurju jista' jinbidel billi jiżdiedu ammonti żgħar ta' dopanti, bħal: ħadid (Fe), gallju (Ga), ċomb (Pb), landa (Sn), bismut (Bi), jew indju (In). Il-metalli miżjuda jibdlu l-kompożizzjoni tal-plażma u, konsegwentement, l-enerġija rilaxxata meta l-katjonijiet jakkwistaw elettroni. Lampi b'metalli miżjuda jissejħu ddopjati, addittivi, u alid tal-metall. Il-biċċa l-kbira tal-linka, kisi, adeżivi, u estrużjonijiet ifformulati bl-UV huma ddisinjati biex jaqblu mal-output ta' lampi standard iddopjati bil-merkurju (Hg) jew bil-ħadid (Fe). Lampi ddopjati bil-ħadid iċaqalqu parti mill-output UV għal wavelengths itwal, kważi viżibbli, li jirriżulta f'penetrazzjoni aħjar permezz ta' formulazzjonijiet eħxen u pigmentati ħafna. Formulazzjonijiet UV li fihom dijossidu tat-titanju għandhom it-tendenza li jfejqu aħjar b'lampi ddopjati bil-gallju (GA). Dan għaliex il-lampi tal-gallju iċaqalqu porzjon sinifikanti tal-output UV lejn wavelengths itwal minn 380 nm. Peress li l-addittivi tad-dijossidu tat-titanju ġeneralment ma jassorbux dawl 'il fuq minn 380 nm, l-użu ta' lampi tal-gallju b'formulazzjonijiet bojod jippermetti li aktar enerġija UV tiġi assorbita mill-fotoinizjaturi għall-kuntrarju tal-addittivi.
Il-profili spettrali jipprovdu lill-formulaturi u lill-utenti finali b'rappreżentazzjoni viżwali ta' kif l-output irradjat għal disinn speċifiku ta' lampa huwa mqassam madwar l-ispettru elettromanjetiku. Filwaqt li l-merkurju vaporizzat u l-metalli addittivi għandhom karatteristiċi ta' radjazzjoni definiti, it-taħlita preċiża ta' elementi u gassijiet inerti ġewwa t-tubu tal-kwarz flimkien mal-kostruzzjoni tal-lampa u d-disinn tas-sistema ta' tqaddid kollha jinfluwenzaw l-output UV. L-output spettrali ta' lampa mhux integrata mħaddma u mkejla minn fornitur ta' lampa fl-arja aperta se jkollu output spettrali differenti minn lampa mmuntata ġewwa ras ta' lampa b'riflettur u tkessiħ iddisinjati kif suppost. Il-profili spettrali huma faċilment disponibbli mingħand il-fornituri tas-sistema UV, u huma utli fl-iżvilupp tal-formulazzjoni u l-għażla tal-lampa.
Profil spettrali komuni jipplotta l-irradjanza spettrali fuq l-assi y u t-tul tal-mewġa fuq l-assi x. L-irradjanza spettrali tista' tintwera b'diversi modi inkluż valur assolut (eż. W/cm2/nm) jew miżuri arbitrarji, relattivi, jew normalizzati (mingħajr unità). Il-profili ġeneralment juru l-informazzjoni jew bħala ċart tal-linji jew bħala ċart tal-bars li tiġbor l-output f'meded ta' 10 nm. Il-graff tal-output spettrali tal-lampa tal-ark tal-merkurju li ġej juri l-irradjanza relattiva fir-rigward tat-tul tal-mewġa għas-sistemi tal-GEW (Figura 1).
FIGURA 1 »Ċartijiet tal-output spettrali għall-merkurju u l-ħadid.
Lampa hija t-terminu użat biex jirreferi għat-tubu tal-kwarz li jarmi l-UV fl-Ewropa u l-Asja, filwaqt li l-Amerikani ta’ Fuq u t’Isfel għandhom it-tendenza li jużaw taħlita interkambjabbli ta’ bozza u lampa. Il-lampa u r-ras tal-lampa t-tnejn jirreferu għall-assemblaġġ sħiħ li fih it-tubu tal-kwarz u l-komponenti mekkaniċi u elettriċi l-oħra kollha.
Lampi tal-Ark tal-Elettrodi
Sistemi ta' lampi bl-ark tal-elettrodi jikkonsistu minn ras tal-lampa, fann li jkessaħ jew chiller, provvista tal-enerġija, u interfaċċja bejn il-bniedem u l-magna (HMI). Ir-ras tal-lampa tinkludi lampa (bozza), riflettur, kisi jew kaxxa tal-metall, assemblaġġ tax-shutter, u xi kultant tieqa tal-kwarz jew protezzjoni tal-wajer. GEW twaħħal it-tubi tal-kwarz, ir-rifletturi, u l-mekkaniżmi tax-shutter tagħha ġewwa assemblaġġi tal-cassette li jistgħu jitneħħew faċilment mill-kaxxa jew il-kaxxa ta' barra tar-ras tal-lampa. It-tneħħija ta' cassette GEW tipikament issir fi ftit sekondi bl-użu ta' wrench Allen wieħed. Minħabba li l-output UV, id-daqs u l-għamla ġenerali tar-ras tal-lampa, il-karatteristiċi tas-sistema, u l-ħtiġijiet tat-tagħmir anċillari jvarjaw skont l-applikazzjoni u s-suq, sistemi ta' lampi bl-ark tal-elettrodi ġeneralment huma ddisinjati għal kategorija partikolari ta' applikazzjonijiet jew tipi ta' magni simili.
Lampi tal-fwar tal-merkurju jarmu 360° ta’ dawl mit-tubu tal-kwarz. Sistemi ta’ lampi bl-ark jużaw rifletturi li jinsabu fuq il-ġnub u fuq wara tal-lampa biex jaqbdu u jiffokaw aktar mid-dawl għal distanza speċifikata quddiem ir-ras tal-lampa. Din id-distanza hija magħrufa bħala l-fokus u hija fejn l-irradjanza hija l-akbar. Il-lampi bl-ark tipikament jarmu fil-medda ta’ 5 sa 12 W/cm2 fil-fokus. Peress li madwar 70% tal-output UV mir-ras tal-lampa ġej mir-riflettur, huwa importanti li r-rifletturi jinżammu nodfa u li jiġu sostitwiti perjodikament. In-nuqqas ta’ tindif jew sostituzzjoni tar-rifletturi huwa kontributur komuni għal tqaddid insuffiċjenti.
Għal aktar minn 30 sena, GEW ilha ttejjeb l-effiċjenza tas-sistemi ta' tqaddid tagħha, tippersonalizza l-karatteristiċi u l-output biex tissodisfa l-ħtiġijiet ta' applikazzjonijiet u swieq speċifiċi, u tiżviluppa portafoll kbir ta' aċċessorji ta' integrazzjoni. B'riżultat ta' dan, l-offerti kummerċjali tal-lum minn GEW jinkorporaw disinji kompatti ta' housing, rifletturi ottimizzati għal riflettività UV akbar u infra-aħmar imnaqqas, mekkaniżmi integrali kwieti tax-shutter, dbielet u slots tal-web, tmigħ tal-web clam-shell, inerzzjoni tan-nitroġenu, irjus bi pressjoni pożittiva, interface tal-operatur touch-screen, provvisti tal-enerġija solid-state, effiċjenzi operattivi akbar, monitoraġġ tal-output UV, u monitoraġġ tas-sistema mill-bogħod.
Meta lampi tal-elettrodi ta' pressjoni medja jkunu qed jaħdmu, it-temperatura tal-wiċċ tal-kwarz tkun bejn 600 °C u 800 °C, u t-temperatura interna tal-plażma hija diversi eluf ta' gradi Ċentigradi. L-arja sfurzata hija l-mezz primarju biex tinżamm it-temperatura korretta tat-tħaddim tal-lampa u biex titneħħa parti mill-enerġija infra-aħmar irradjata. Il-GEW jipprovdi din l-arja b'mod negattiv; dan ifisser li l-arja tinġibed mill-kisi, tul ir-riflettur u l-lampa, u tiġi eżawrita 'l barra mill-assemblaġġ u 'l bogħod mill-magna jew mill-wiċċ tal-kura. Xi sistemi GEW bħall-E4C jużaw tkessiħ likwidu, li jippermetti output UV kemxejn akbar u jnaqqas id-daqs ġenerali tar-ras tal-lampa.
Il-lampi tal-ark tal-elettrodi għandhom ċikli ta’ tisħin u tkessiħ. Il-lampi jinxtegħlu b’tkessiħ minimu. Dan jippermetti li l-plażma tal-merkurju titla’ għat-temperatura operattiva mixtieqa, tipproduċi elettroni u katjoni ħielsa, u tippermetti l-fluss tal-kurrent. Meta r-ras tal-lampa tintefa, it-tkessiħ ikompli jaħdem għal ftit minuti biex ikessaħ b’mod uniformi t-tubu tal-kwarz. Lampa li tkun sħuna wisq ma terġax tinxtegħel u trid tkompli tibred. It-tul taċ-ċiklu tal-bidu u tat-tkessiħ, kif ukoll id-degradazzjoni tal-elettrodi matul kull daqqa ta’ vultaġġ huwa r-raġuni għaliex il-mekkaniżmi pnewmatiċi tax-shutter huma dejjem integrati fl-assemblaġġi tal-lampi tal-ark tal-elettrodi GEW. Il-Figura 2 turi lampi tal-ark tal-elettrodi mkessħin bl-arja (E2C) u mkessħin bil-likwidu (E4C).
FIGURA 2 »Lampi tal-ark tal-elettrodi mkessħin bil-likwidu (E4C) u bl-arja (E2C).
Lampi LED UV
Is-semikondutturi huma materjali solidi u kristallini li huma xi ftit konduttivi. L-elettriku jiċċirkola minn ġo semikonduttur aħjar minn iżolatur, iżda mhux tajjeb daqs konduttur metalliku. Semikondutturi li jseħħu b'mod naturali iżda pjuttost ineffiċjenti jinkludu l-elementi silikon, ġermanju, u selenju. Semikondutturi fabbrikati sintetikament iddisinjati għall-output u l-effiċjenza huma materjali komposti b'impuritajiet impregnati preċiżament fl-istruttura tal-kristall. Fil-każ tal-LEDs UV, in-nitrur tal-gallju tal-aluminju (AlGaN) huwa materjal użat komunement.
Is-semikondutturi huma fundamentali għall-elettronika moderna u huma inġinerjati biex jiffurmaw transistors, dijodi, dijodi li jarmu d-dawl, u mikroproċessuri. L-apparati semikondutturi huma integrati f'ċirkwiti elettriċi u mmuntati ġewwa prodotti bħal telefowns ċellulari, laptops, tablets, apparat, ajruplani, karozzi, kontrolluri remoti, u anke ġugarelli tat-tfal. Dawn il-komponenti żgħar iżda qawwija jagħmlu l-prodotti ta' kuljum jiffunzjonaw filwaqt li jippermettu wkoll li l-oġġetti jkunu kompatti, irqaq, ħfief, u aktar affordabbli.
Fil-każ speċjali tal-LEDs, materjali semikondutturi ddisinjati u fabbrikati b'mod preċiż jarmu meded ta' dawl b'tul ta' mewġ relattivament dojoq meta jkunu konnessi ma' sors ta' enerġija DC. Id-dawl jiġi ġġenerat biss meta l-kurrent jiċċirkola mill-anodu pożittiv (+) għall-katodu negattiv (-) ta' kull LED. Peress li l-output tal-LED huwa kkontrollat malajr u faċilment u kważi-monokromatiku, l-LEDs huma idealment adattati għall-użu bħala: dwal indikaturi; sinjali ta' komunikazzjoni infra-aħmar; dawl minn wara għat-televiżjonijiet, laptops, tablets, u smartphones; sinjali elettroniċi, billboards, u jumbotrons; u tqaddid bl-UV.
LED huwa junction pożittiv-negattiv (junction pn). Dan ifisser li porzjon wieħed tal-LED għandu ċarġ pożittiv u jissejjaħ l-anodu (+), u l-porzjon l-ieħor għandu ċarġ negattiv u jissejjaħ il-katodu (-). Filwaqt li ż-żewġ naħat huma relattivament konduttivi, il-konfini tal-junction fejn jiltaqgħu ż-żewġ naħat, magħruf bħala ż-żona ta' tnaqqis, mhuwiex konduttiv. Meta t-terminal pożittiv (+) ta' sors ta' enerġija ta' kurrent dirett (DC) ikun imqabbad mal-anodu (+) tal-LED, u t-terminal negattiv (-) tas-sors ikun imqabbad mal-katodu (-), elettroni ċċarġjati b'mod negattiv fil-katodu u postijiet vojta ta' elettroni ċċarġjati b'mod pożittiv fl-anodu jiġu mbuttati mis-sors tal-enerġija u mbuttati lejn iż-żona ta' tnaqqis. Dan huwa polarizzazzjoni 'l quddiem, u għandu l-effett li jegħleb il-konfini mhux konduttiv. Ir-riżultat huwa li elettroni ħielsa fir-reġjun tat-tip n jaqsmu u jimlew il-postijiet vojta fir-reġjun tat-tip p. Hekk kif l-elettroni jiċċirkolaw tul il-konfini, dawn jittrasferixxu għal stat ta' enerġija aktar baxxa. It-tnaqqis rispettiv fl-enerġija jiġi rilaxxat mis-semikonduttur bħala fotoni tad-dawl.
Il-materjali u d-dopanti li jiffurmaw l-istruttura kristallina tal-LED jiddeterminaw l-output spettrali. Illum, is-sorsi tat-tqaddid tal-LED disponibbli kummerċjalment għandhom outputs ultravjola ċċentrati f'365, 385, 395, u 405 nm, tolleranza tipika ta' ±5 nm, u distribuzzjoni spettrali Gaussjana. Iktar ma tkun kbira l-irradjanza spettrali tal-quċċata (W/cm2/nm), iktar tkun għolja l-quċċata tal-kurva tal-qanpiena. Filwaqt li l-iżvilupp tal-UVC għadu għaddej bejn 275 u 285 nm, l-output, il-ħajja, l-affidabbiltà, u l-ispiża għadhom mhumiex kummerċjalment vijabbli għal sistemi u applikazzjonijiet ta' tqaddid.
Peress li l-output tal-UV-LED bħalissa huwa limitat għal wavelengths UVA itwal, sistema ta' tqaddid UV-LED ma tarmix l-output spettrali broadband karatteristiku tal-lampi tal-fwar tal-merkurju bi pressjoni medja. Dan ifisser li s-sistemi ta' tqaddid UV-LED ma jarmux UVC, UVB, il-biċċa l-kbira tad-dawl viżibbli, u wavelengths infra-aħmar li jiġġeneraw is-sħana. Filwaqt li dan jippermetti li s-sistemi ta' tqaddid UV-LED jintużaw f'applikazzjonijiet aktar sensittivi għas-sħana, il-linka, il-kisi u l-adeżivi eżistenti fformulati għal lampi tal-merkurju bi pressjoni medja jridu jiġu fformulati mill-ġdid għal sistemi ta' tqaddid UV-LED. Fortunatament, il-fornituri tal-kimika qed jiddisinjaw dejjem aktar offerti bħala tqaddid doppju. Dan ifisser li formulazzjoni ta' tqaddid doppju maħsuba biex tqaddid b'lampa UV-LED se tqaddid ukoll b'lampa tal-fwar tal-merkurju (Figura 3).
FIGURA 3 »Tabella tal-output spettrali għall-LED.
Is-sistemi ta' tqaddid UV-LED ta' GEW jarmu sa 30 W/cm2 fit-tieqa li tarmi. B'differenza mil-lampi tal-ark tal-elettrodi, is-sistemi ta' tqaddid UV-LED ma jinkorporawx rifletturi li jidderieġu r-raġġi tad-dawl lejn fokus ikkonċentrat. B'riżultat ta' dan, l-irradjanza massima tal-UV-LED isseħħ qrib it-tieqa li tarmi. Ir-raġġi UV-LED emessi jiddiverġu minn xulxin hekk kif id-distanza bejn ir-ras tal-lampa u l-wiċċ tat-tqaddid tiżdied. Dan inaqqas il-konċentrazzjoni tad-dawl u l-kobor tal-irradjanza li tilħaq il-wiċċ tat-tqaddid. Filwaqt li l-irradjanza massima hija importanti għar-crosslinking, irradjanza dejjem ogħla mhux dejjem hija vantaġġuża u tista' saħansitra tinibixxi densità akbar ta' crosslinking. It-tul tal-mewġa (nm), l-irradjanza (W/cm2) u d-densità tal-enerġija (J/cm2) kollha għandhom rwoli kritiċi fit-tqaddid, u l-impatt kollettiv tagħhom fuq it-tqaddid għandu jinftiehem sew waqt l-għażla tas-sors UV-LED.
L-LEDs huma sorsi Lambertian. Fi kliem ieħor, kull LED UV jarmi output uniformi 'l quddiem tul emisfera sħiħa ta' 360° x 180°. Bosta LEDs UV, kull wieħed fl-ordni ta' millimetru kwadru, huma rranġati f'ringiela waħda, matriċi ta' ringieli u kolonni, jew xi konfigurazzjoni oħra. Dawn is-subassemblaġġi, magħrufa bħala moduli jew matriċi, huma inġinerjati bi spazjar bejn l-LEDs li jiżgura taħlit bejn il-lakuni u jiffaċilita t-tkessiħ tad-dijodi. Moduli jew matriċi multipli mbagħad jiġu rranġati f'assemblaġġi akbar biex jiffurmaw daqsijiet varji ta' sistemi ta' tqaddid UV (Figuri 4 u 5). Komponenti addizzjonali meħtieġa biex tinbena sistema ta' tqaddid UV-LED jinkludu s-sink tas-sħana, it-tieqa li tarmi, id-drivers elettroniċi, il-provvisti tal-enerġija DC, sistema ta' tkessiħ likwidu jew chiller, u interface tal-magna umana (HMI).
FIGURA 4 »Is-sistema LeoLED għall-web.
FIGURA 5 »Sistema LeoLED għal installazzjonijiet b'ħafna lampi b'veloċità għolja.
Peress li s-sistemi ta' tqaddid UV-LED ma jirradjawx wavelengths infra-aħmar. Huma intrinsikament jittrasferixxu inqas enerġija termali lill-wiċċ tat-tqaddid milli lampi tal-fwar tal-merkurju, iżda dan ma jfissirx li l-LEDs UV għandhom jitqiesu bħala teknoloġija ta' tqaddid kiesaħ. Is-sistemi ta' tqaddid UV-LED jistgħu jarmu irradjanzi għoljin ħafna, u t-wavelengths ultravjola huma forma ta' enerġija. Kwalunkwe output li ma jiġix assorbit mill-kimika se jsaħħan il-parti jew is-sottostrat ta' taħt kif ukoll il-komponenti tal-magna tal-madwar.
L-LEDs UV huma wkoll komponenti elettriċi b'ineffiċjenzi mmexxija mid-disinn u l-fabbrikazzjoni tas-semikonduttur mhux maħdum kif ukoll mill-metodi ta' manifattura u l-komponenti użati biex jippakkjaw l-LEDs fl-unità akbar tat-tqaddid. Filwaqt li t-temperatura ta' tubu tal-kwarz bil-fwar tal-merkurju trid tinżamm bejn 600 u 800 °C waqt it-tħaddim, it-temperatura tal-junction pn tal-LED trid tibqa' taħt il-120 °C. 35-50% biss tal-elettriku li jħaddem firxa UV-LED jiġi kkonvertit f'output ultravjola (dipendenti ħafna mit-tul tal-mewġ). Il-bqija jiġi trasformat f'sħana termali li trid titneħħa sabiex tinżamm it-temperatura mixtieqa tal-junction u tiġi żgurata l-irradjanza speċifikata tas-sistema, id-densità tal-enerġija, u l-uniformità, kif ukoll ħajja twila. L-LEDs huma intrinsikament apparati ta' stat solidu li jdumu fit-tul, u l-integrazzjoni tal-LEDs f'assemblaġġi akbar b'sistemi ta' tkessiħ iddisinjati u miżmuma sew hija kritika biex jinkisbu speċifikazzjonijiet ta' ħajja twila. Mhux is-sistemi kollha tat-tqaddid bl-UV huma l-istess, u sistemi tat-tqaddid bl-UV-LED iddisinjati u mkessħin ħażin għandhom probabbiltà akbar ta' sħana żejda u falliment katastrofiku.
Lampi Ibridi Arc/LED
Fi kwalunkwe suq fejn tiġi introdotta teknoloġija ġdida fjamanta bħala sostitut għal teknoloġija eżistenti, jista' jkun hemm biża' rigward l-adozzjoni kif ukoll xettiċiżmu dwar il-prestazzjoni. L-utenti potenzjali spiss idewwmu l-adozzjoni sakemm tifforma bażi ta' installazzjoni stabbilita sew, jiġu ppubblikati studji ta' każijiet, jibdew jiċċirkolaw bil-kbir testimonjanzi pożittivi, u/jew jiksbu esperjenza diretta jew referenzi minn individwi u kumpaniji li jafu u jafdaw. Spiss tkun meħtieġa evidenza konkreta qabel ma suq sħiħ jitlaq kompletament il-qadim u jagħmel tranżizzjoni sħiħa għall-ġdid. Ma jgħinx li l-istejjer ta' suċċess għandhom it-tendenza li jkunu sigrieti miżmuma sew peress li dawk li jadottawha bikrija ma jridux li l-kompetituri jiksbu benefiċċji komparabbli. Bħala riżultat, kemm stejjer reali kif ukoll esaġerati ta' diżappunt xi kultant jistgħu jidwu fis-suq kollu billi jaħbu l-merti veri tat-teknoloġija l-ġdida u jdewmu aktar l-adozzjoni.
Matul l-istorja, u bħala kontra l-adozzjoni riluttanti, id-disinji ibridi spiss ġew adottati bħala pont tranżitorju bejn it-teknoloġija eżistenti u dik ġdida. L-ibridi jippermettu lill-utenti jiksbu kunfidenza u jiddeterminaw għalihom infushom kif u meta għandhom jintużaw prodotti jew metodi ġodda, mingħajr ma jissagrifikaw il-kapaċitajiet attwali. Fil-każ tat-tqaddid bl-UV, sistema ibrida tippermetti lill-utenti jaqilbu malajr u faċilment bejn lampi tal-fwar tal-merkurju u t-teknoloġija LED. Għal-linji b'diversi stazzjonijiet ta' tqaddid, l-ibridi jippermettu lill-preses jaħdmu 100% LED, 100% fwar tal-merkurju, jew kwalunkwe taħlita taż-żewġ teknoloġiji meħtieġa għal xogħol partikolari.
GEW toffri sistemi ibridi ark/LED għal konvertituri tal-web. Is-soluzzjoni ġiet żviluppata għall-akbar suq ta' GEW, tikketta dejqa-web, iżda d-disinn ibridu għandu wkoll użu f'applikazzjonijiet oħra tal-web u mhux tal-web (Figura 6). L-ark/LED jinkorpora kaxxa komuni tar-ras tal-lampa li tista' takkomoda jew cassette tal-fwar tal-merkurju jew LED. Iż-żewġ cassettes jaħdmu b'sistema universali ta' enerġija u kontroll. L-intelliġenza fis-sistema tippermetti d-differenzjazzjoni bejn it-tipi ta' cassettes u tipprovdi awtomatikament l-enerġija, it-tkessiħ u l-interfaċċja tal-operatur xierqa. It-tneħħija jew l-installazzjoni ta' kwalunkwe mill-cassettes tal-fwar tal-merkurju jew LED ta' GEW tipikament titwettaq fi ftit sekondi bl-użu ta' wrench Allen wieħed.
FIGURA 6 »Sistema Arc/LED għall-web.
Lampi tal-Eċċimeri
Il-lampi eċċimeri huma tip ta' lampa li tarmi l-gass li temetti enerġija ultravjola kważi monokromatika. Filwaqt li l-lampi eċċimeri huma disponibbli f'bosta wavelengths, l-outputs ultravjola komuni huma ċċentrati f'172, 222, 308, u 351 nm. Il-lampi eċċimeri ta' 172 nm jaqgħu fil-medda UV tal-vakwu (100 sa 200 nm), filwaqt li 222 nm huwa esklussivament UVC (200 sa 280 nm). Il-lampi eċċimeri ta' 308 nm jarmu UVB (280 sa 315 nm), u 351 nm huwa solidament UVA (315 sa 400 nm).
It-tulijiet ta' mewġ UV tal-vakwu ta' 172 nm huma iqsar u fihom aktar enerġija mir-raġġi UVC; madankollu, ibatu biex jippenetraw fil-fond ħafna fis-sustanzi. Fil-fatt, it-tulijiet ta' mewġ ta' 172 nm huma assorbiti kompletament fl-ewwel 10 sa 200 nm tal-kimika fformulata bl-UV. Bħala riżultat, il-lampi eċċimeri ta' 172 nm se jgħaqqdu biss il-wiċċ ta' barra nett tal-formulazzjonijiet UV u jridu jiġu integrati flimkien ma' apparati oħra ta' tqaddid. Peress li t-tulijiet ta' mewġ UV tal-vakwu huma wkoll assorbiti mill-arja, il-lampi eċċimeri ta' 172 nm iridu jitħaddmu f'atmosfera inertizzata bin-nitroġenu.
Il-biċċa l-kbira tal-lampi eċċimeri jikkonsistu minn tubu tal-kwarz li jservi bħala barriera dielettrika. It-tubu huwa mimli b'gassijiet rari kapaċi jiffurmaw molekuli eċċimeri jew eċċiplex (Figura 7). Gassijiet differenti jipproduċu molekuli differenti, u l-molekuli eċċitati differenti jiddeterminaw liema wavelengths jiġu emessi mil-lampa. Elettrodu ta' vultaġġ għoli jgħaddi tul it-tul ta' ġewwa tat-tubu tal-kwarz, u elettrodi tal-art jgħaddu tul it-tul ta' barra. Il-vultaġġi jiġu pulsati fil-lampa bi frekwenzi għoljin. Dan jikkawża li l-elettroni jiċċirkolaw fl-elettrodu intern u jiskarikaw tul it-taħlita tal-gass lejn l-elettrodi tal-art esterni. Dan il-fenomenu xjentifiku huwa magħruf bħala skarika ta' barriera dielettrika (DBD). Hekk kif l-elettroni jivvjaġġaw fil-gass, jinteraġixxu mal-atomi u joħolqu speċi enerġizzati jew jonizzati li jipproduċu molekuli eċċimeri jew eċċiplex. Il-molekuli eċċimeri u eċċiplex għandhom ħajja qasira ħafna, u hekk kif jiddekomponu minn stat eċċitat għal stat fundamentali, jiġu emessi fotoni ta' distribuzzjoni kważi monokromatika.
FIGURA 7 »Lampa tal-eċċimeru
B'differenza mill-lampi tal-fwar tal-merkurju, il-wiċċ tat-tubu tal-kwarz ta' lampa eċċimer ma jisħonx. B'riżultat ta' dan, il-biċċa l-kbira tal-lampi eċċimer jaħdmu bi ftit jew xejn tkessiħ. F'każijiet oħra, ikun meħtieġ livell baxx ta' tkessiħ li tipikament ikun ipprovdut minn gass tan-nitroġenu. Minħabba l-istabbiltà termali tal-lampa, il-lampi eċċimer huma 'ON/OFF' istantanjament u ma jeħtiġux ċikli ta' tisħin jew tkessiħ.
Meta lampi eċċimeri li jirradjaw f'172 nm jiġu integrati flimkien kemm ma' sistemi ta' tqaddid UVA-LED kważi monokromatiċi kif ukoll ma' lampi tal-fwar tal-merkurju broadband, jiġu prodotti effetti ta' tħaxxin tal-wiċċ. Lampi LED UVA l-ewwel jintużaw biex jiġġelataw il-kimika. Lampi eċċimeri kważi monokromatiċi mbagħad jintużaw biex jippolimerizzaw il-wiċċ, u fl-aħħar lampi tal-merkurju broadband jgħaqqdu l-bqija tal-kimika. L-outputs spettrali uniċi tat-tliet teknoloġiji applikati fi stadji separati jagħtu effetti ta' tqaddid tal-wiċċ ottiċi u funzjonali ta' benefiċċju li ma jistgħux jinkisbu b'xi waħda mis-sorsi UV waħedha.
It-tulijiet ta' mewġ tal-eċċimeru ta' 172 u 222 nm huma wkoll effettivi fil-qerda ta' sustanzi organiċi perikolużi u batterji ta' ħsara, u dan jagħmel il-lampi tal-eċċimeru prattiċi għat-tindif tal-uċuħ, id-diżinfezzjoni, u t-trattamenti tal-enerġija tal-uċuħ.
Ħajja tal-Lampa
Fir-rigward tal-ħajja tal-lampa jew tal-bozza, il-lampi tal-ark tal-GEW ġeneralment idumu sa 2,000 siegħa. Il-ħajja tal-lampa mhijiex assoluta, peress li l-output UV jonqos gradwalment maż-żmien u huwa affettwat minn diversi fatturi. Id-disinn u l-kwalità tal-lampa, kif ukoll il-kundizzjoni operattiva tas-sistema UV u r-reattività tal-materja tal-formulazzjoni. Sistemi UV iddisinjati sew jiżguraw li jiġu pprovduti l-qawwa u t-tkessiħ korretti meħtieġa mid-disinn speċifiku tal-lampa (bozza).
Lampi (bozoz) fornuti minn GEW dejjem jipprovdu l-itwal ħajja meta jintużaw f'sistemi ta' tqaddid GEW. Sorsi ta' provvista sekondarji ġeneralment ikunu għamlu inġinerija inversa tal-lampa minn kampjun, u l-kopji jistgħu ma jkunx fihom l-istess fitting tat-tarf, dijametru tal-kwarz, kontenut ta' merkurju, jew taħlita ta' gassijiet, li kollha jistgħu jaffettwaw l-output UV u l-ġenerazzjoni tas-sħana. Meta l-ġenerazzjoni tas-sħana ma tkunx ibbilanċjata mat-tkessiħ tas-sistema, il-lampa tbati kemm fl-output kif ukoll fil-ħajja. Lampi li jaħdmu b'mod aktar kiesaħ jarmu inqas UV. Lampi li jaħdmu b'mod aktar sħun ma jdumux daqshekk u jitgħawġu f'temperaturi għoljin tal-wiċċ.
Il-ħajja tal-lampi tal-ark tal-elettrodi hija limitata mit-temperatura tat-tħaddim tal-lampa, in-numru ta’ sigħat ta’ tħaddim, u n-numru ta’ drabi li l-lampa tibda taħdem jew tinxtegħel. Kull darba li lampa tintlaqat b’ark ta’ vultaġġ għoli waqt li tkun qed tinxtegħel, parti mill-elettrodu tat-tungstenu tintlibes. Eventwalment, il-lampa ma terġax tinxtegħel. Il-lampi tal-ark tal-elettrodi jinkorporaw mekkaniżmi ta’ shutter li, meta jiġu attivati, jimblokkaw l-output UV bħala alternattiva għaċ-ċikliżmu ripetut tal-qawwa tal-lampa. Linka, kisi u adeżivi aktar reattivi jistgħu jirriżultaw f’ħajja itwal tal-lampa; filwaqt li, formulazzjonijiet inqas reattivi jistgħu jeħtieġu bidliet tal-lampa aktar frekwenti.
Is-sistemi UV-LED huma intrinsikament idumu aktar mil-lampi konvenzjonali, iżda l-ħajja tal-UV-LED lanqas mhi assoluta. Bħal fil-każ tal-lampi konvenzjonali, l-LEDs UV għandhom limiti f'kemm jistgħu jitħaddmu b'saħħa u ġeneralment iridu joperaw b'temperaturi ta' ġunzjoni taħt il-120 °C. LEDs li jħaddmu żżejjed u LEDs li ma jkessħux biżżejjed se jikkompromettu l-ħajja, u jirriżultaw f'degradazzjoni aktar mgħaġġla jew ħsara katastrofika. Mhux il-fornituri kollha tas-sistemi UV-LED bħalissa joffru disinji li jilħqu l-ogħla ħajja stabbilita ta' aktar minn 20,000 siegħa. Is-sistemi ddisinjati u miżmuma aħjar se jdumu aktar minn 20,000 siegħa, u s-sistemi inferjuri se jfallu f'twieqi ħafna iqsar. L-aħbar it-tajba hija li d-disinji tas-sistemi LED ikomplu jitjiebu u jdumu aktar ma' kull iterazzjoni tad-disinn.
Ożonu
Meta wavelengths UVC iqsar jolqtu l-molekuli tal-ossiġnu (O2), dawn jikkawżaw li l-molekuli tal-ossiġnu (O2) jinqasmu f'żewġ atomi tal-ossiġnu (O). L-atomi tal-ossiġnu ħielsa (O) imbagħad jaħbtu ma' molekuli oħra tal-ossiġnu (O2) u jiffurmaw ożonu (O3). Peress li t-triossiġenu (O3) huwa inqas stabbli fil-livell tal-art mid-diossiġenu (O2), l-ożonu faċilment jerġa' jinbidel f'molekula tal-ossiġnu (O2) u atomu tal-ossiġnu (O) hekk kif jiċċaqlaq fl-arja atmosferika. L-atomi tal-ossiġnu ħielsa (O) mbagħad jerġgħu jingħaqdu ma' xulxin fis-sistema tal-egżost biex jipproduċu molekuli tal-ossiġnu (O2).
Għal applikazzjonijiet industrijali ta' tqaddid bl-UV, l-ożonu (O3) jiġi prodott meta l-ossiġnu atmosferiku jinteraġixxi ma' wavelengths ultravjola taħt il-240 nm. Sorsi ta' tqaddid bil-fwar tal-merkurju b'firxa wiesgħa jarmu UVC bejn 200 u 280 nm, li jikkoinċidi parti mir-reġjun li jiġġenera l-ożonu, u lampi eċċimeri jarmu UV vakwu f'172 nm jew UVC f'222 nm. L-ożonu maħluq mill-fwar tal-merkurju u lampi tat-tqaddid bl-eċċimeri huwa instabbli u mhuwiex ta' tħassib ambjentali sinifikanti, iżda huwa meħtieġ li jitneħħa miż-żona immedjata madwar il-ħaddiema peress li huwa irritanti respiratorju u tossiku f'livelli għoljin. Peress li s-sistemi kummerċjali ta' tqaddid UV-LED jarmu output UVA bejn 365 u 405 nm, l-ożonu ma jiġix iġġenerat.
L-ożonu għandu riħa simili għar-riħa tal-metall, wajer jaqbad, kloru, u xrar elettriku. Is-sensi olfattivi tal-bniedem jistgħu jiskopru ożonu minn 0.01 sa 0.03 partijiet kull miljun (ppm). Filwaqt li jvarja skont il-persuna u l-livell ta' attività, konċentrazzjonijiet akbar minn 0.4 ppm jistgħu jwasslu għal effetti respiratorji avversi u uġigħ ta' ras. Għandha tiġi installata ventilazzjoni xierqa fuq il-linji tat-tqaddid bl-UV biex tillimita l-esponiment tal-ħaddiema għall-ożonu.
Sistemi ta' tqaddid bl-UV ġeneralment huma ddisinjati biex iżommu l-arja tal-egżost hekk kif toħroġ mill-irjus tal-lampi sabiex tkun tista' tiġi mgħoddija 'l bogħod mill-operaturi u barra l-bini fejn titħassar b'mod naturali fil-preżenza tal-ossiġnu u d-dawl tax-xemx. Alternattivament, lampi ħielsa mill-ożonu jinkorporaw addittiv tal-kwarz li jimblokka t-tul tal-mewġ li jiġġenera l-ożonu, u faċilitajiet li jixtiequ jevitaw li jdaħħlu kanali jew jaqtgħu toqob fis-saqaf spiss jużaw filtri fuq il-ħruġ tal-fannijiet tal-egżost.
Ħin tal-posta: 19 ta' Ġunju 2024
