U vapore di mercuriu, u diodu emettitore di luce (LED) è l'excimer sò tecnulugii distinti di lampi UV-curing. Mentre tutti i trè sò usati in diversi prucessi di fotopolimerizazione per crosslink inchiostri, rivestimenti, adesivi è estrusioni, i meccanismi chì generanu l'energia UV radiata, è ancu e caratteristiche di l'output spettrale currispundente, sò completamente diffirenti. A capiscitura di sti diffirenzii hè strumentale in u sviluppu di l'applicazioni è di a formulazione, a selezzione di fonte di cura UV, è l'integrazione.
Lampade à vapore di mercuriu
E lampade à l'arcu di l'elettrodu è i lampade à microonde senza elettrodi entranu in a categuria di vapore di mercuriu. Lampade à vapore di mercuriu sò un tipu di lampade à scaricamentu di gas à media pressione in quale una piccula quantità di mercuriu elementale è gas inerte sò vaporizzati in un plasma in un tubu di quartz sigillatu. U plasma hè un gasu ionizatu incredibbilmente alta temperatura capace di cunduce l'electricità. Hè pruduciutu appiendu una tensione elettrica trà dui elettrodi in una lampa d'arcu o mettendu in u microonde una lampada senza elettrodi in un recinto o cavità simili in cuncettu à un fornu à microonde domesticu. Una volta vaporizatu, u plasma di mercuriu emette luce à spettru largu à traversu lunghezze d'onda ultraviolette, visibili è infrarossi.
In u casu di una lampa d'arcu elettricu, una tensione applicata energiza u tubu di quartz sigillatu. Questa energia vaporizza u mercuriu in un plasma è libera l'elettroni da l'atomi vaporizzati. Una parte di l'elettroni (-) scorri versu l'elettrodu di tungstenu pusitivu di a lampada o l'anodu (+) è in u circuitu elettricu di u sistema UV. L'atomi cù l'elettroni mancanti diventanu cationi energizati positivamente (+) chì scorri versu l'elettrodu di tungstenu o catodu (-) caricatu negativamente di a lampada. Quandu si movenu, i cationi chjappà l'atomi neutri in a mistura di gas. L'impattu trasferisce l'elettroni da l'atomi neutri à i cationi. Quandu i cationi guadagnanu elettroni, cadenu in un statu di energia più bassa. U differenziale di energia hè scaricatu cum'è fotoni chì irradianu da u tubu di quartz. A condizione chì a lampada sia alimentata in modu adattatu, rinfriscata currettamente, è operata in a so vita utile, un fornimentu constantu di cationi di nova creazione (+) gravita versu l'elettrodu negativu o catodu (-), colpisce più atomi è producendu emissioni cuntinue di luce UV. I lampi di microonde operanu in modu simili, salvu chì i microonde, cunnisciuti ancu com'è radiofrequenza (RF), rimpiazzanu u circuitu elettricu. Siccomu i lampi di microonde ùn anu micca elettrodi di tungstenu è sò solu un tubu di quartz sigillatu chì cuntene mercuriu è gas inerte, sò cumunimenti chjamati senza elettrodi.
L'emissione UV di lampade à vapore di mercuriu à banda larga o spettru largu copre lunghezze d'onda ultraviolette, visibili e infrarossi, in proporzione approssimativamente uguale. La porzione ultravioletta include una miscela di lunghezze d'onda UVC (da 200 a 280 nm), UVB (da 280 a 315 nm), UVA (da 315 a 400 nm) e UVV (da 400 a 450 nm). I lampi chì emettenu UVC in lunghezze d'onda sottu 240 nm generanu ozone è necessitanu scarichi o filtrazione.
L'output spettrali per una lampada di vapore di mercuriu pò esse alteratu aghjunghjendu picculi quantità di dopanti, cum'è: ferru (Fe), gallium (Ga), piombo (Pb), stagnu (Sn), bismutu (Bi), o indiu (In). ). I metalli aghjuntu cambianu a cumpusizioni di u plasma è, in cunseguenza, l'energia liberata quandu i cationi acquistanu l'elettroni. Lampade cù metalli aghjunti sò riferiti cum'è drogati, additivi è iogenuri di metalli. A maiò parte di l'inchiostri, i rivestimenti, l'adesivi è l'estrusioni formulati in UV sò pensati per currisponde à l'output di lampade standard di mercuriu (Hg) o di ferru (Fe). I lampi drogati di ferru spostanu una parte di l'emissione UV à lunghezze d'onda più lunghe, quasi visibili, chì si traduce in una migliore penetrazione attraversu formulazioni più spesse è assai pigmentate. E formulazioni UV chì cuntenenu diossidu di titaniu tendenu à guarisce megliu cù lampade drogate di gallu (GA). Questu hè chì i lampi di galliu spostanu una parte significativa di l'output UV versu lunghezze d'onda più longu di 380 nm. Siccomu l'additivi di diossidu di titaniu generalmente ùn assorbe micca a luce sopra 380 nm, l'usu di lampade di galiu cù formulazioni bianche permette più energia UV per esse assorbita da i fotoiniziatori in uppusizione à l'additivi.
I profili spettrali furniscenu à i formulatori è à l'utilizatori finali una rappresentazione visuale di cumu l'output radiatu per un designu di lampada specificu hè distribuitu in u spettru elettromagneticu. Mentre u mercuriu vaporizatu è i metalli additivi anu definitu e caratteristiche di radiazione, a mistura precisa di elementi è gasi inerti in u tubu di quartz inseme cù a custruzzione di lampade è u disignu di u sistema di curazione influenzanu tutti l'output UV. L'output spettrale di una lampada non integrata alimentata è misurata da un fornitore di lampade in l'aria aperta avarà un output spettrale sfarente di una lampada muntata in una testa di lampada cù un riflettore è un rinfrescante adattatu. I profili spettrali sò prontu dispunibili da i fornituri di u sistema UV, è sò utili in u sviluppu di formulazioni è a selezzione di lampade.
Un prufilu spettrale cumuni traccia l'irradianza spettrale nantu à l'asse y è a lunghezza d'onda nantu à l'asse x. L'irradiance spettrali pò esse affissata in parechje manere cumprese u valore assolutu (per esempiu W/cm2/nm) o misure arbitrarie, relative o normalizzate (senza unità). I profili cumunamenti mostranu l'infurmazioni cum'è un graficu di linea o cum'è un graficu à barre chì raggruppa l'output in bande di 10 nm. U graficu di l'output spettrale di a lampada di l'arcu di mercuriu seguente mostra l'irradianza relativa in quantu à a lunghezza d'onda per i sistemi di GEW (Figura 1).
FIGURA 1 »Grafici di output spettrali per u mercuriu è u ferru.
Lamp hè u termu utilizatu per riferite à u tubu di quartz chì emette UV in Europa è Asia, mentri l'America di u Nordu è u Sudamerica tendenu à utilizà un mischju intercambiabile di bulbe è lampada. Lampada è testa di lampa si riferite à l'assemblea cumpleta chì accoglie u tubu di quartz è tutti l'altri cumpunenti meccanichi è elettrici.
Lampade à l'arcu di l'elettrodi
I sistemi di lampa d'arcu di l'elettrodi sò custituiti da una testa di lampada, un fan di rinfrescante o chiller, un alimentatore è una interfaccia uomo-macchina (HMI). U capu di lampa include una lampa (lampadina), un riflettore, una carcassa di metallu o un alloghju, un assemblea di persiane, è qualchì volta una finestra di quartz o un filu di guardia. GEW monta i so tubi di quartz, i riflettori è i meccanismi di l'otturatore in l'assemblee di cassette chì ponu esse facilmente eliminati da l'involucro o l'alloggiamento di a testa di lampada esterna. L'eliminazione di una cassetta GEW hè tipicamente realizata in pochi seconde cù una sola chiave Allen. Perchè l'output UV, a dimensione è a forma generale di a testa di lampadina, e caratteristiche di u sistema è i bisogni di l'equipaggiu ausiliari varianu da l'applicazione è u mercatu, i sistemi di lampa d'arcu di l'elettrodi sò generalmente pensati per una determinata categuria d'applicazioni o tipi di macchina simili.
Lampi di vapore di mercuriu emettenu 360 ° di luce da u tubu di quartz. I sistemi di lampa d'arcu utilizanu riflettori situati nantu à i lati è u spinu di a lampada per catturà è fucalizza più di a luce à una distanza specifica davanti à a testa di a lampada. Sta distanza hè cunnisciuta cum'è u focu è hè induve l'irradiance hè più grande. I lampi d'arcu emettenu tipicamente in a gamma di 5 à 12 W/cm2 à u focu. Siccomu circa u 70% di a pruduzzione UV da a testa di lampa vene da u riflettore, hè impurtante di mantene i riflettori puliti è di rimpiazzà periodicamente. Ùn pulisce o rimpiazzà i riflettori hè un cuntributore cumuni à a cura insufficiente.
Per più di 30 anni, GEW hà migliuratu l'efficienza di i so sistemi di curazione, persunalizà funzioni è output per risponde à i bisogni di applicazioni è mercati specifichi, è sviluppendu una grande cartera di accessori d'integrazione. In u risultatu, l'offerte cummirciali d'oghje di GEW incorporanu disinni di alloggi compatti, riflettori ottimizzati per una riflettanza UV più grande è infrarossi ridotti, meccanismi d'otturatori integrali silenziosi, gonne è slot web, alimentazione web a conchiglia, inerzione di nitrogenu, teste pressurizzate positivamente, touch screen. interfaccia di l'operatore, forniture di energia à u statu solidu, efficienza operativa più grande, surviglianza di output UV, è monitoraghju di u sistema remotu.
Quandu i lampi di l'elettrodi di media pressione sò in funzione, a temperatura di a superficia di quartz hè trà 600 °C è 800 °C, è a temperatura di u plasma internu hè parechji milla gradi centigradi. L'aria furzata hè u mezzu primariu di mantene a temperatura curretta di u funziunamentu di a lampada è di caccià una parte di l'energia infrared radiata. GEW furnisce stu aria negativamente; chistu significa aria hè tiratu à traversu u casing, longu u riflettore è lampa, è esauritu fora l 'assemblea è luntanu da a macchina o superficia cure. Certi sistemi GEW, cum'è l'E4C, utilizanu un rinfrescante liquidu, chì permette una pruduzzione UV ligeramente più grande è riduce a dimensione generale di a testa di a lampada.
I lampi d'arcu di l'elettrodi anu cicli di riscaldamentu è di rinfrescante. I lampi sò colpi cù un minimu di cooling. Questu permette à u plasma di mercuriu di risaltà à a temperatura operativa desiderata, pruduce elettroni è cationi liberi, è permette u flussu di corrente. Quandu u capu di a lampada hè spenta, u rinfrescante cuntinueghja à curriri per uni pochi di minuti per rinfriscà uniformemente u tubu di quartz. Un lampu chì hè troppu caldu ùn ritruverà micca è deve cuntinuà à rinfriscà. A durata di u ciclu di start-up è cool-down, è ancu a degradazione di l'elettrodi durante ogni volta di volta hè per quessa chì i meccanismi pneumatici di l'otturatore sò sempre integrati in l'assemblee di lampa d'arcu di l'elettrodu GEW. A figura 2 mostra lampi d'arcu di l'elettrodi raffreddati à l'aria (E2C) è à liquidu (E4C).
FIGURA 2 »Lampade à arcu di l'elettrodi raffreddati à liquidu (E4C) è à l'aria (E2C).
Lampade UV LED
I semi-conduttori sò materiali solidi, cristallini chì sò un pocu cunduttori. L'electricità scorri per un semi-conductor megliu cà un insulator, ma micca cusì cum'è un cunduttore metallicu. I semiconduttori naturali, ma piuttostu inefficienti includenu l'elementi siliciu, germaniu è seleniu. I semiconduttori sinteticamente fabbricati pensati per a produzzione è l'efficienza sò materiali composti cù impurità impregnate precisamente in a struttura di cristallo. In u casu di i LED UV, u nitruru di gallu d'aluminiu (AlGaN) hè un materiale cumunimenti utilizatu.
I semi-conduttori sò fundamentali per l'elettronica muderna è sò ingegneriati per furmà transistori, diodi, diodi emettitori di luce è microprocessori. I dispositi semi-conduttori sò integrati in circuiti elettrici è muntati in prudutti cum'è telefuni mobili, laptops, tablette, apparecchi, aerei, vitture, cuntrolli remoti, è ancu ghjoculi per i zitelli. Sti cumpunenti minusculi ma putenti facenu funziunà i prudutti di ogni ghjornu mentre permettenu ancu di l'articuli per esse compatti, più sottili, ligeri è più assequibili.
In u casu speciale di i LED, i materiali semi-conduttori precisamente cuncepiti è fabbricati emettenu bande di lunghezza d'onda relativamente strette di luce quandu sò cunnessi à una fonte di energia DC. A luce hè generata solu quandu u currente scorri da l'anodu pusitivu (+) à u cathode negativu (-) di ogni LED. Siccomu l'output LED hè cuntrullatu rapidamente è facilmente è quasi monocromaticu, i LED sò idealmente adattati per l'usu cum'è: luci indicatori; signali di cumunicazione infrared; retroilluminazione per TV, laptop, tablette è telefoni intelligenti; segni elettronichi, billboards è jumbotrons; e polimerizzazione UV.
Un LED hè un junction pusitivu-negativu (junction pn). Questu significa chì una parte di u LED hà una carica positiva è hè chjamata anodu (+), è l'altra parte hà una carica negativa è hè chjamata catodu (-). Mentre chì i dui lati sò relativamente conduttivi, u cunfini di a junction induve i dui lati si scontranu, cunnisciutu com'è a zona di depletion, ùn hè micca cunduttivu. Quandu u terminale pusitivu (+) di una fonte di corrente diretta (DC) hè cunnessu à l'anodu (+) di u LED, è u terminal negativu (-) di a fonte hè cunnessu à u catodu (-), elettroni caricati negativamente. in u catodu è i vacanti di l'elettroni caricati positivamente in l'anodu sò respinti da a fonte di energia è spinti versu a zona di depletion. Questu hè un preghjudiziu avanti, è hà l'effettu di superà a fruntiera non-conductive. U risultatu hè chì l'elettroni liberi in a regione n-tipu crucianu è riempie vacanti in a regione p-tipu. Quandu l'elettroni passanu à traversu u cunfini, passanu in un statu di energia più bassa. A caduta rispettiva di l'energia hè liberata da u semi-conduttore cum'è fotoni di luce.
I materiali è i dopanti chì formanu a struttura cristallina LED determinanu l'output spettrale. Oghje, i fonti di cura LED dispunibuli in u cummerciu anu emissioni ultraviolette centrate à 365, 385, 395 è 405 nm, una tolleranza tipica di ± 5 nm, è una distribuzione spettrale gaussiana. A più grande hè u piccu di irradiance spettrale (W/cm2/nm), u più altu hè u piccu di a curva di campana. Mentre chì u sviluppu UVC hè in corso trà 275 è 285 nm, a produzzione, a vita, l'affidabilità è u costu ùn sò micca ancu cumerciali per i sistemi di cura è l'applicazioni.
Siccomu l'output UV-LED hè attualmente limitatu à lunghezze d'onda UVA più lunghe, un sistema di cura UV-LED ùn emette micca l'output spettrale di banda larga caratteristica di lampade à vapore di mercuriu di media pressione. Questu significa chì i sistemi di cura UV-LED ùn emettenu micca UVC, UVB, luce più visibile, è lunghezze d'onda infrarossi generatori di calore. Mentre chì questu permette à i sistemi di cura UV-LED per esse utilizati in applicazioni più sensibili à u calore, inchiostri esistenti, rivestimenti è adesivi formulati per lampade di mercuriu di media pressione devenu esse riformulati per i sistemi di cura UV-LED. Fortunatamente, i fornitori di chimica cuncepiscenu sempre più offerte cum'è cura duale. Questu significa chì una formulazione dual-cure destinata à curà cù una lampada UV-LED guariscerà ancu cù una lampada di vapore di mercuriu (Figura 3).
FIGURA 3 »Graficu di output spettrale per LED.
I sistemi di cura UV-LED di GEW emettenu finu à 30 W/cm2 à a finestra di emissione. A cuntrariu di i lampi d'arcu di l'elettrodu, i sistemi di cura UV-LED ùn incorporanu micca riflettori chì dirigenu i raghji di luce à un focus cuncentratu. In u risultatu, l'irradiance di punta UV-LED si trova vicinu à a finestra di emissione. I raghji UV-LED emessi divergenu l'un l'altru cum'è a distanza trà a testa di a lampada è a superficia di cura aumenta. Questu reduce a cuncentrazione di luce è a magnitudine di l'irradiance chì ghjunghje à a superficia di cura. Mentre chì l'irradiance di punta hè impurtante per a reticulazione, una irradianza sempre più alta ùn hè micca sempre vantaghju è pò ancu inibisce una densità di reticulazione più grande. Lunghezza d'onda (nm), irradiance (W / cm2) è densità di energia (J / cm2) tutti ghjucanu un rolu criticu in a curazione, è u so impattu cullettivu nantu à a curazione deve esse capitu bè durante a selezzione di fonte UV-LED.
I LED sò fonti Lambertiani. In altre parolle, ogni LED UV emette un output uniforme in avanti in un emisferu cumpletu di 360 ° x 180 °. Numerosi LED UV, ognunu nantu à l'ordine di un millimetru quadru, sò disposti in una sola fila, una matrice di fila è colonne, o qualchì altra cunfigurazione. Questi sottoassemblaggi, cunnisciuti cum'è moduli o array, sò ingegneriati cù spazii trà i LED chì assicuranu a fusione trà e lacune è facilita u raffreddamentu di diodi. Moduli multipli o arrays sò allora disposti in assemblee più grande per furmà diverse dimensioni di sistemi di cura UV (Figure 4 è 5). I cumpunenti supplementari necessarii per custruisce un sistema di cura UV-LED includenu u dissipatore di calore, a finestra di emissione, i driver elettronici, l'alimentazione DC, un sistema di rinfrescante liquidu o chiller, è una interfaccia di macchina umana (HMI).
FIGURA 4 »U sistema LeoLED per u web.
FIGURA 5 »Sistema LeoLED per installazioni multi-lampade à alta velocità.
Siccomu i sistemi di cura UV-LED ùn irradianu micca lunghezze d'onda infrarossi. Trasferiscenu inherente menu energia termale à a superficia di cure cà i lampi di vapore di mercuriu, ma questu ùn significa micca chì i LED UV anu da esse cunsideratu cum'è tecnulugia di curazione à friddu. I sistemi di cura UV-LED ponu emette irradiances picchi assai alti, è e lunghezze d'onda ultraviolette sò una forma di energia. Qualunque sia a pruduzzione chì ùn hè micca assorbita da a chimica, scaldarà a parte o sustrato sottostanti è i cumpunenti di a macchina circundante.
I LED UV sò ancu cumpunenti elettrici cù inefficienze guidate da u disignu è a fabricazione di semiconduttori crudi, è ancu i metudi di fabricazione è i cumpunenti utilizati per imballà i LED in l'unità di curazione più grande. Mentre a temperatura di un tubu di quartz di vapore di mercuriu deve esse tenuta trà 600 è 800 °C durante u funziunamentu, a temperatura di a junction LED pn deve esse sottu à 120 °C. Solu u 35-50% di l'elettricità chì alimenta un array UV-LED hè cunvertitu in output ultraviolet (altamente dipendente da a lunghezza d'onda). U restu hè trasfurmatu in u calore termale chì deve esse eliminatu per mantene a temperatura di a junction desiderata è assicurà l'irradiance di u sistema specificatu, a densità di l'energia è l'uniformità, è ancu una longa vita. I LED sò intrinsecamente dispositi solidi di longa durata, è l'integrazione di LED in assemblee più grandi cù sistemi di rinfrescamentu cuncepiti è mantinuti currettamente hè criticu per ottene specifiche di longa vita. Micca tutti i sistemi di curing UV sò listessi, è i sistemi di curing UV-LED improperly designati è rinfriscati anu una probabilità più grande di surriscaldamentu è di fallimentu catastroficamente.
Lampade Hybrid Arc/LED
In ogni mercatu induve a tecnulugia nova hè introduta cum'è un sustitutu di a tecnulugia esistente, ci pò esse trepidazione in quantu à l'adopzione è u scetticismu di u rendiment. L'utilizatori putenziali spessu ritardanu l'adopzione finu à chì una forma di basa di installazione ben stabilita, studii di casu sò publicati, tistimunianzi pusitivi cumincianu à circulà in massa, è / o uttenenu una sperienza di prima manu o referenze da individui è cumpagnie chì cunnosci è fiducia. L'evidenza dura hè spessu richiesta prima chì un mercatu sanu rinunce completamente à l'antica è transizioni cumpletamente à u novu. Ùn aiuta micca chì e storie di successu tendenu à esse segreti stretti, postu chì i primi adoptatori ùn volenu micca chì i cuncurrenti realizzianu benefici paragunabili. In u risultatu, i racconti veri è esagerati di delusione ponu qualchì volta reverberate in tuttu u mercatu camuffendu i veri meriti di a nova tecnulugia è ritardà ulteriormente l'adopzione.
In tutta a storia, è cum'è un contru à l'adopzione riluttante, i disinni hibridi sò stati spessu abbracciati cum'è un ponte di transizione trà l'incumbente è a nova tecnulugia. L'ibridi permettenu à l'utilizatori di guadagnà cunfidenza è determinanu per elli stessi cumu è quandu i novi prudutti o metudi anu da esse usatu, senza sacrificà e capacità attuali. In u casu di curing UV, un sistema hibridu permette à l'utilizatori di scambià rapidamente è facilmente trà lampade di vapore di mercuriu è tecnulugia LED. Per e linee cù stazioni di curazione multiple, l'ibridi permettenu presse per eseguisce 100% LED, 100% vapore di mercuriu, o qualsiasi mistura di e duie tecnulugia hè necessariu per un travagliu determinatu.
GEW offre sistemi ibridi arc/LED per i convertitori web. A suluzione hè stata sviluppata per u mercatu più grande di GEW, l'etichetta di u web strettu, ma u disignu hibridu hà ancu usu in altre applicazioni web è non web (Figura 6). L'arcu / LED incorpora una carcassa di testa di lampada cumuna chì pò accoglie un vapore di mercuriu o una cassetta LED. Tramindui cassette scorri un sistema universale di putere è cuntrolli. L'intelligenza in u sistema permette a differenziazione trà i tipi di cassette è furnisce automaticamente a putenza, u raffreddamentu è l'interfaccia di l'operatore adattati. L'eliminazione o l'installazione di i vapori di mercuriu di GEW o di cassette LED sò tipicamente realizate in pochi seconde cù una sola chiave Allen.
FIGURA 6 »Sistema Arc/LED per u web.
Lampade à eccimeri
Lampade Excimer sò un tipu di lampa di scarica di gas chì emette energia ultravioletta quasi monocromatica. Mentre i lampade excimer sò dispunibuli in numerose lunghezze d'onda, l'output ultraviolet cumuni sò centrati à 172, 222, 308 è 351 nm. Lampade excimer da 172 nm si trovanu in a banda UV di vacuum (da 100 à 200 nm), mentre chì 222 nm hè esclusivamente UVC (200 à 280 nm). Le lampade ad eccimeri da 308 nm emettono UVB (da 280 a 315 nm) e 351 nm sono UVA solidi (da 315 a 400 nm).
E lunghezze d'onda UV di vacuum 172-nm sò più brevi è cuntenenu più energia cà UVC; in ogni modu, si luttanu per penetrà assai prufonda in sustanzi. In fattu, e lunghezze d'onda di 172 nm sò completamente assorbite in i primi 10 à 200 nm di chimica formulata da UV. In u risultatu, e lampade excimer 172-nm anu solu crosslink a superficia più esterna di formulazioni UV è deve esse integrata in cumminazione cù altri apparecchi di cura. Siccomu e lunghezze d'onda UV di u vacuum sò ancu assorbite da l'aria, i lampi excimer di 172 nm deve esse operatu in una atmosfera inertata di nitrogenu.
A maiò parte di i lampi excimer sò custituiti da un tubu di quartz chì serve cum'è una barrera dielettrica. U tubu hè pienu di gasi rari capaci di furmà molécule excimer o exciplex (Figura 7). Diversi gasi pruducenu diverse molécule, è e diverse molécule eccitate determinanu quali lunghezze d'onda sò emesse da a lampada. Un elettrodu d'alta tensione corre longu à a lunghezza interna di u tubu di quartz, è l'elettrodi di terra scorri longu à a lunghezza esterna. I voltaggi sò pulsati in a lampada à frequenze alte. Questu face chì l'elettroni scorri in l'elettrodu internu è scaricanu attraversu a mistura di gas versu l'elettrodi di terra esterni. Stu fenominu scientificu hè cunnisciutu com'è scaricamentu di barriera dielettrica (DBD). Quandu l'elettroni viaghjanu à traversu u gasu, interagiscenu cù l'atomi è creanu spezie energizate o ionizzate chì producenu molécule excimer o exciplex. E molécule excimer è exciplex anu una vita incredibbilmente corta, è cumu si decomponenu da un statu eccitatu à un statu di terra, i fotoni di una distribuzione quasi monocromatica sò emessi.
FIGURA 7 »Lampada à eccimer
A cuntrariu di i lampi di vapore di mercuriu, a superficia di u tubu di quartz di una lampa excimer ùn hè micca calda. In u risultatu, a maiò parte di e lampade excimer funzionanu cù pocu à nimu di raffreddamentu. In altri casi, hè necessariu un livellu bassu di rinfrescante chì hè tipicamenti furnitu da u gasu di nitrogenu. A causa di a stabilità termica di a lampada, e lampade excimer sò istantanee "ON / OFF" è ùn necessitanu micca cicli di riscaldamentu o di rinfrescante.
Quandu e lampade excimer chì radianu à 172 nm sò integrate in cumbinazione cù sistemi di curazione UVA-LED quasi monocromatici è lampade à vapore di mercuriu à banda larga, l'effetti di a superficia di stufa sò produtti. I lampi LED UVA sò prima usati per gelà a chimica. Lampi excimer quasi monocromatici sò tandu utilizati per polimerizà a superficia, è infine lampi di mercuriu di banda larga crosslink u restu di a chimica. I risultati spettrali unichi di e trè tecnulugii applicati in fasi separati furnisce effetti ottichi è funzionali di cura di a superficia benefica chì ùn ponu esse ottenuti cù alcuna di e fonti UV per sè stessu.
E lunghezze d'onda d'excimer di 172 è 222 nm sò ancu efficaci à distrughje sustanzi organici periculosi è batteri dannosi, chì rende e lampade excimer pratiche per a pulizia di a superficia, a disinfezione è i trattamenti di l'energia di a superficia.
Lampa Vita
In quantu à a vita di a lampadina o di a lampadina, i lampi d'arcu di GEW sò generalmente finu à 2.000 ore. A vita di a lampada ùn hè micca un assolutu, postu chì a produzzione UV diminuisce gradualmente cù u tempu è hè influinzatu da parechji fatturi. U disignu è a qualità di a lampada, è ancu a cundizione operativa di u sistema UV è a reattività di a materia di formulazione. Sistemi UV cuncepiti currettamente assicuranu chì a putenza è u rinfrescante curretti necessarii da u disignu specificu di lampada (lampadina) hè furnitu.
I lampadini (lampadine) forniti da GEW furniscenu sempre a vita più longa quandu sò usati in i sistemi di cura GEW. E fonti di furnimentu secundariu anu generalmente ingegneria inversa a lampa da un campione, è e copie ùn ponu micca cuntene u stessu raccordu finale, diametru di quartz, cuntenutu di mercuriu, o mistura di gas, chì ponu tutti affettà a produzzione UV è a generazione di calore. Quandu a generazione di calore ùn hè micca equilibrata contr'à u rinfrescante di u sistema, a lampa soffre in a produzzione è a vita. I lampi chì funzionanu più freti emettenu menu UV. I lampi chì funzionanu più caldi ùn duranu micca cusì longu è si deformanu à a temperatura di a superficia alta.
A vita di lampade à l'arcu di l'elettrodu hè limitata da a temperatura di u funziunamentu di a lampada, u numeru di ore di funziunamentu è u numeru di partenze o colpi. Ogni volta chì una lampada hè colpita cù un arcu d'alta tensione durante l'iniziu, un pocu di l'elettrodu di tungstenu si porta. Eventualmente, a lampa ùn ritruverà micca. I lampade à l'arcu di l'elettrodi incorporanu meccanismi di otturatore chì, quandu sò impegnati, bloccanu l'output UV cum'è una alternativa à riciclà ripetutamente a putenza di a lampada. Inchiostri più reattivi, rivestimenti è adesivi ponu esse risultati in una vita di lampada più longa; mentri, formulazioni menu reattivu pò esse bisognu di cambiamenti di lampa più frequenti.
I sistemi UV-LED sò intrinsecamente più duraturi cà i lampi cunvinziunali, ma a vita UV-LED ùn hè ancu un assolutu. Cum'è cù i lampi cunvinziunali, i LED UV anu limiti in quantu ponu esse guidati è in generale devenu operare cù temperature di junction sottu à 120 ° C. L'over-driving LED è i LED under-cooling cumprumettenu a vita, risultatu in una degradazione più rapida o fallimentu catastròficu. Ùn sò micca tutti i fornitori di sistemi UV-LED attualmente offrenu disinni chì rispondenu à a vita più alta stabilita in più di 20 000 ore. I sistemi megliu cuncepiti è mantenuti durà più di 20 000 ore, è i sistemi inferiori fallenu in finestre assai più brevi. A bona nutizia hè chì i disinni di u sistema LED cuntinueghjanu à migliurà è durà più longu cù ogni iterazione di disignu.
Ozonu
Quandu e lunghezze d'onda UVC più brevi impactanu e molécule d'ossigenu (O2), facenu chì e molécule d'ossigenu (O2) si sparghjenu in dui atomi d'ossigenu (O). L'atomi di l'ossigenu liberu (O) scontranu dopu cù altre molécule d'ossigenu (O2) è formanu l'ozone (O3). Siccomu u triossigenu (O3) hè menu stabile à u nivellu di a terra cà u diossigenu (O2), l'ozone torna prontamente à una molècula d'ossigenu (O2) è un atomu d'ossigenu (O) mentre passa per l'aria atmosferica. L'atomi di l'ossigenu liberu (O) poi ricombinanu unu cù l'altru in u sistema di scarico per pruduce molécule d'ossigenu (O2).
Per l'applicazioni industriali di cura UV, l'ozonu (O3) hè pruduttu quandu l'ossigenu atmosfericu interagisce cù lunghezze d'onda ultraviolette sottu 240 nm. E surgenti à vapore di mercuriu à banda larga emettenu UVC trà 200 è 280 nm, chì si sovrappone à una parte di a regione generatrice d'ozone, è e lampade excimer emettenu UV vacuum à 172 nm o UVC à 222 nm. L'ozonu creatu da i lampi di cura di u vapore di mercuriu è di l'excimer hè inestabile è ùn hè micca una preoccupazione ambientale significativa, ma hè necessariu chì sia eliminatu da l'area immediata circundante i travagliadori perchè hè un irritante respiratoriu è tossicu à alti livelli. Siccomu i sistemi di cura UV-LED cummirciali emettenu un output UVA trà 365 è 405 nm, l'ozonu ùn hè micca generatu.
L'ozonu hà un odore simili à l'odore di metallu, un filu ardente, u cloru è una scintilla elettrica. I sensi olfattivi umani ponu detectà l'ozonu da 0,01 à 0,03 parti per milione (ppm). Mentre varieghja per persona è livellu di attività, cuncentrazioni più grande di 0,4 ppm pò purtà à effetti respiratorii avversi è mal di testa. A ventilazione curretta deve esse installata nantu à e linee di cura UV per limità l'esposizione di i travagliadori à l'ozonu.
I sistemi di curazione UV sò generalmente cuncepiti per cuntene l'aria di scarico mentre abbanduneghja i capi di lampade in modu chì pò esse purtatu fora di l'operatori è fora di l'edifiziu induve si decade naturalmente in presenza di l'ossigenu è di u sole. In alternativa, i lampi senza ozonu incorporanu un additivu di quartz chì blocca e lunghezze d'onda chì generanu l'ozonu, è e facilità chì volenu evitari di ducting o tagliate i buchi in u tettu spessu utilizanu filtri à l'uscita di i fan di scarico.
Tempu di post: 19-jun-2024
