Сынап буы, жарық шығаратын диод (LED) және экзимер - ультракүлгін сәулеленумен қатайтатын шамдардың әртүрлі технологиялары. Үшеуі де сияларды, жабындарды, желімдерді және экструзияларды өзара байланыстыру үшін әртүрлі фотополимерлеу процестерінде қолданылғанымен, сәулеленетін ультракүлгін энергияны тудыратын механизмдер, сондай-ақ сәйкес спектрлік шығыстың сипаттамалары мүлдем басқа. Бұл айырмашылықтарды түсіну қолдану мен тұжырымдаманы әзірлеуде, ультракүлгін сәулеленумен қатайту көзін таңдауда және интеграциялауда маңызды рөл атқарады.
Сынап буының шамдары
Электродты доғалық шамдар да, электродсыз микротолқынды шамдар да сынап буы санатына жатады. Сынапты бу шамдары - орташа қысымды, газ разрядты шамдардың бір түрі, онда аз мөлшерде элементтік сынап пен инертті газ тығыздалған кварц түтігінің ішіндегі плазмаға буланып кетеді. Плазма - электр тогын өткізуге қабілетті өте жоғары температуралы иондалған газ. Ол доғалық шамның ішіндегі екі электрод арасында электр кернеуін қолдану немесе электродсыз шамды тұрмыстық микротолқынды пешке ұқсас корпус немесе қуыс ішінде микротолқынды пеште қыздыру арқылы өндіріледі. Буланғаннан кейін сынап плазмасы ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл толқын ұзындықтары бойынша кең спектрлі жарық шығарады.
Электр доғасы шамы жағдайында берілген кернеу тығыздалған кварц түтігін қуаттандырады. Бұл энергия сынапты плазмаға буландырады және буланған атомдардан электрондарды босатады. Электрондардың бір бөлігі (-) шамның оң вольфрам электродына немесе анодына (+) және УК жүйесінің электр тізбегіне ағады. Жаңа электрондары жоқ атомдар шамның теріс зарядталған вольфрам электродына немесе катодына (-) қарай ағатын оң энергияланған катиондарға (+) айналады. Қозғалған кезде катиондар газ қоспасындағы бейтарап атомдарға соғылады. Соққы электрондарды бейтарап атомдардан катиондарға өткізеді. Катиондар электрондарды қосқанда, олар төмен энергия күйіне түседі. Энергия айырмашылығы кварц түтігінен сыртқа сәулеленетін фотондар ретінде разрядталады. Шам тиісті түрде қуаттандырылған, дұрыс салқындатылған және пайдалы қызмет ету мерзімі ішінде жұмыс істеген жағдайда, жаңадан пайда болған катиондардың (+) тұрақты көзі теріс электродқа немесе катодқа (-) қарай тартылып, көбірек атомдарға соғылып, УК сәулесінің үздіксіз шығарылуын тудырады. Микротолқынды шамдар да ұқсас жұмыс істейді, тек микротолқындар, сондай-ақ радиожиілік (РЖ) деп аталатын, электр тізбегін ауыстырады. Микротолқынды шамдарда вольфрам электродтары жоқ және тек сынап пен инертті газдан тұратын тығыздалған кварц түтігі болғандықтан, оларды әдетте электродсыз деп атайды.
Кең жолақты немесе кең спектрлі сынап буы шамдарының УК сәуле шығаруы шамамен тең пропорцияда ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл толқын ұзындықтарын қамтиды. Ультракүлгін бөлікке УКК (200-ден 280 нм-ге дейін), УКБ (280-ден 315 нм-ге дейін), УКА (315-тен 400 нм-ге дейін) және УКВ (400-ден 450 нм-ге дейін) толқын ұзындықтарының қоспасы кіреді. 240 нм-нен төмен толқын ұзындықтарында УКК шығаратын шамдар озон түзеді және шығаруды немесе сүзуді қажет етеді.
Сынап буы шамының спектрлік шығысын темір (Fe), галлий (Ga), қорғасын (Pb), қалайы (Sn), висмут (Bi) немесе индий (In) сияқты аз мөлшерде қоспаларды қосу арқылы өзгертуге болады. Қосылған металдар плазманың құрамын және, демек, катиондар электрондарды алған кезде бөлінетін энергияны өзгертеді. Металдар қосылған шамдар қоспаланған, аддитивті және металл галогениді деп аталады. УК формуласымен жасалған сиялардың, жабындардың, желімдердің және экструзиялардың көпшілігі стандартты сынап (Hg) немесе темір (Fe) қоспаланған шамдардың шығысына сәйкес келетіндей етіп жасалған. Темірмен легирленген шамдар УК шығысының бір бөлігін ұзынырақ, жақын көрінетін толқын ұзындықтарына ауыстырады, бұл қалыңырақ, көп пигменттелген құрамдар арқылы жақсы енуге әкеледі. Титан диоксиді бар УК формулалары галлий (GA) қоспаланған шамдармен жақсырақ қатаяды. Себебі галлий шамдары УК шығысының айтарлықтай бөлігін 380 нм-ден ұзын толқын ұзындықтарына ауыстырады. Титан диоксиді қоспалары әдетте 380 нм-ден жоғары жарықты сіңірмейтіндіктен, ақ формуласы бар галлий шамдарын пайдалану фотоинициаторлардың қоспаларға қарағанда көбірек УК энергиясын сіңіруіне мүмкіндік береді.
Спектрлік профильдер формула жасаушылар мен соңғы пайдаланушыларға белгілі бір шам дизайны үшін сәулелену шығысының электромагниттік спектр бойынша қалай таралатынын көрнекі түрде көрсетеді. Буланған сынап пен қоспа металдардың белгілі бір сәулелену сипаттамалары болғанымен, кварц түтігінің ішіндегі элементтер мен инертті газдардың дәл қоспасы, сондай-ақ шамның құрылымы мен қатайту жүйесінің дизайны УК шығысына әсер етеді. Ашық ауада шам жеткізушісі қуаттандыратын және өлшейтін интегралды емес шамның спектрлік шығысы дұрыс жасалған шағылыстырғышы мен салқындатқышы бар шам басына орнатылған шамнан өзгеше спектрлік шығысқа ие болады. Спектрлік профильдер УК жүйесінің жеткізушілерінен оңай қолжетімді және формуланы әзірлеу және шамды таңдау кезінде пайдалы.
Жалпы спектрлік профиль y осі бойынша спектрлік сәулеленуді және x осі бойынша толқын ұзындығын көрсетеді. Спектрлік сәулеленуді абсолютті мән (мысалы, Вт/см2/нм) немесе кез келген, салыстырмалы немесе нормаланған (бірліксіз) өлшемдерді қоса алғанда бірнеше жолмен көрсетуге болады. Профильдер әдетте ақпаратты сызықтық диаграмма немесе шығысты 10 нм жолақтарға топтастыратын бағаналық диаграмма ретінде көрсетеді. Келесі сынап доғасы шамының спектрлік шығыс графигі GEW жүйелерінің толқын ұзындығына қатысты салыстырмалы сәулеленуін көрсетеді (1-сурет).
1-СУРЕТ »Сынап пен темірдің спектрлік шығыс диаграммалары.
Шам - Еуропа мен Азияда ультракүлгін сәуле шығаратын кварц түтігін білдіру үшін қолданылатын термин, ал Солтүстік және Оңтүстік Америкада шам мен шамның ауыстырылатын қоспасын қолдануға бейім. Шам мен шам басы кварц түтігін және басқа да барлық механикалық және электрлік компоненттерді орналастыратын толық жинақты білдіреді.
Электродты доғалы шамдар
Электродты доғалы шам жүйелері шам басынан, салқындатқыш желдеткіштен немесе салқындатқыштан, қуат көзінен және адам-машина интерфейсінен (HMI) тұрады. Шам басына шам (шам), шағылыстырғыш, металл корпус немесе корпус, жапқыш жинағы және кейде кварц терезесі немесе сым қорғағыш кіреді. GEW өзінің кварц түтіктерін, шағылыстырғыштарын және жапқыш механизмдерін кассета жинақтарының ішіне орнатады, оларды сыртқы шам басының корпусынан немесе корпусынан оңай алуға болады. GEW кассетасын алып тастау әдетте бір Аллен кілтін пайдаланып бірнеше секунд ішінде орындалады. УК шығысы, шам басының жалпы өлшемі мен пішіні, жүйенің ерекшеліктері және қосалқы жабдыққа деген қажеттіліктер қолданылуы мен нарығына байланысты өзгеретіндіктен, электродты доғалы шам жүйелері әдетте белгілі бір қолданылу санатына немесе ұқсас машина түрлеріне арналған.
Сынап буы бар шамдар кварц түтігінен 360° жарық шығарады. Доғалы шам жүйелері шамның бүйірлері мен артқы жағында орналасқан шағылыстырғыштарды пайдаланып, шам басының алдындағы белгілі бір қашықтыққа жарықтың көбірек бөлігін ұстап, фокустайды. Бұл қашықтық фокус деп аталады және сәулелену ең үлкен болатын жер. Доғалы шамдар әдетте фокуста 5-тен 12 Вт/см2-ге дейінгі диапазонда шығарады. Шам басынан шығатын ультракүлгін сәуленің шамамен 70%-ы шағылыстырғыштан келетіндіктен, шағылыстырғыштарды таза ұстау және оларды мезгіл-мезгіл ауыстыру маңызды. Шағылыстырғыштарды тазаламау немесе ауыстырмау жеткіліксіз қатаюдың жиі кездесетін себебі болып табылады.
GEW 30 жылдан астам уақыт бойы өзінің қатайту жүйелерінің тиімділігін арттырып, нақты қолданбалар мен нарықтардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін мүмкіндіктер мен шығысты реттеп, интеграциялық аксессуарлардың үлкен портфолиосын жасап келеді. Нәтижесінде, GEW-тің бүгінгі коммерциялық ұсыныстарына ықшам корпус конструкциялары, ультракүлгін сәулеленуді жоғарылату және инфрақызыл сәулеленуді азайту үшін оңтайландырылған шағылыстырғыштар, тыныш интегралды жапқыш механизмдері, торлы юбкалар мен ұяшықтар, қапсырма торлы қоректендіру, азот инерциясы, оң қысымды бастар, сенсорлық экран операторының интерфейсі, қатты күйдегі қуат көздері, жоғары жұмыс тиімділігі, ультракүлгін сәулелену шығысын бақылау және қашықтан жүйені бақылау кіреді.
Орташа қысымды электродты шамдар жұмыс істеп тұрған кезде, кварц бетінің температурасы 600 °C мен 800 °C аралығында, ал ішкі плазма температурасы бірнеше мың градус Цельсий аралығында болады. Шамның дұрыс жұмыс температурасын ұстап тұрудың және сәулеленетін инфрақызыл энергияның бір бөлігін кетірудің негізгі құралы - мәжбүрлі ауа. GEW бұл ауаны теріс жеткізеді; бұл ауаның корпус арқылы, шағылыстырғыш пен шам бойымен тартылып, құрастырмадан шығарылып, машинадан немесе қатайту бетінен алыстатылатынын білдіреді. E4C сияқты кейбір GEW жүйелері сұйық салқындатуды пайдаланады, бұл УК сәулесінің сәл жоғары шығуын қамтамасыз етеді және шам басының жалпы өлшемін азайтады.
Электродты доғалы шамдардың қыздыру және салқындату циклдары бар. Шамдарға минималды салқындату әсер етеді. Бұл сынап плазмасының қажетті жұмыс температурасына дейін көтерілуіне, бос электрондар мен катиондарды өндіруіне және ток ағынын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Шам басы өшірілгенде, кварц түтігін біркелкі салқындату үшін салқындату бірнеше минут бойы жұмыс істей береді. Тым жылы шам қайта жанбайды және салқындатуды жалғастыруы керек. Іске қосу және салқындату циклінің ұзақтығы, сондай-ақ әрбір кернеу соққысы кезінде электродтардың ыдырауы пневматикалық жапқыш механизмдерінің әрқашан GEW электродты доғалы шам жинақтарына біріктірілуінің себебі болып табылады. 2-суретте ауамен салқындатылатын (E2C) және сұйықтықпен салқындатылатын (E4C) электродты доғалы шамдар көрсетілген.
2-СУРЕТ »Сұйықтықпен салқындатылатын (E4C) және ауамен салқындатылатын (E2C) электродты доғалық шамдар.
УК жарықдиодты шамдар
Жартылай өткізгіштер – өткізгіштігі аздап жоғары қатты, кристалды материалдар. Электр тогы жартылай өткізгіш арқылы изоляторға қарағанда жақсы өтеді, бірақ металл өткізгіш сияқты жақсы емес. Табиғи түрде пайда болатын, бірақ тиімсіз жартылай өткізгіштерге кремний, германий және селен элементтері жатады. Шығару және тиімділік үшін жасалған синтетикалық жолмен жасалған жартылай өткізгіштер – кристалдық құрылымға дәл сіңдірілген қоспалары бар қосылыс материалдар. УК жарықдиодтары жағдайында алюминий галлий нитриді (AlGaN) жиі қолданылатын материал болып табылады.
Жартылай өткізгіштер қазіргі заманғы электрониканың негізі болып табылады және транзисторларды, диодтарды, жарық шығаратын диодтарды және микропроцессорларды жасау үшін жасалған. Жартылай өткізгіш құрылғылар электр тізбектеріне біріктірілген және ұялы телефондар, ноутбуктар, планшеттер, тұрмыстық техника, ұшақтар, автомобильдер, қашықтан басқару пульттер және тіпті балалар ойыншықтары сияқты өнімдердің ішіне орнатылған. Бұл кішкентай, бірақ қуатты компоненттер күнделікті өнімдерді жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сонымен қатар заттарды ықшам, жұқа, жеңіл және қолжетімді етеді.
Жарықдиодтардың ерекше жағдайында, дәл жобаланған және жасалған жартылай өткізгіш материалдар тұрақты ток көзіне қосылған кезде салыстырмалы түрде тар толқын ұзындығындағы жарық диапазондарын шығарады. Жарық тек әрбір жарықдиодтың оң анодынан (+) теріс катодына (-) ток өткен кезде ғана пайда болады. Жарықдиод шығысы тез және оңай басқарылатын және квазимонохроматикалық болғандықтан, жарықдиодтар келесідей пайдалануға өте ыңғайлы: индикатор шамдары; инфрақызыл байланыс сигналдары; теледидарларға, ноутбуктерге, планшеттерге және смартфондарға арналған артқы жарықтандыру; электрондық белгілер, жарнама тақталары және джумботрондар; және ультракүлгін сәулелермен қатайту.
Жарықдиод – оң-теріс түйіспе (pn түйісі). Бұл жарықдиодтың бір бөлігі оң зарядқа ие және анод (+) деп аталады, ал екінші бөлігі теріс зарядқа ие және катод (-) деп аталады дегенді білдіреді. Екі жағы да салыстырмалы түрде өткізгіш болғанымен, екі жақтың түйісетін түйіспе шекарасы, яғни сарқылу аймағы, өткізгіш емес. Тұрақты ток (ТК) қуат көзінің оң (+) терминалы жарықдиодтың анодына (+) қосылған кезде және көздің теріс (-) терминалы катодқа (-) қосылған кезде, катодтағы теріс зарядталған электрондар және анодтағы оң зарядталған электрон бос орындары қуат көзімен итеріліп, сарқылу аймағына қарай итеріледі. Бұл алға қарай ығысу және өткізбейтін шекараны жеңу әсеріне ие. Нәтижесінде n-типті аймақтағы бос электрондар айқасып, p-типті аймақтағы бос орындарды толтырады. Электрондар шекарадан өткен кезде олар төмен энергия күйіне өтеді. Энергияның сәйкес төмендеуі жартылай өткізгіштен жарық фотондары ретінде бөлінеді.
Кристалдық жарықдиодты құрылымды құрайтын материалдар мен қоспалар спектрлік шығысты анықтайды. Бүгінгі таңда коммерциялық қолжетімді жарықдиодты қатайту көздерінде ультракүлгін сәулелену толқындары 365, 385, 395 және 405 нм-ге, типтік төзімділікке ±5 нм және Гаусс спектрлік таралуына ие. Спектрлік сәулеленудің шыңы (Вт/см2/нм) неғұрлым жоғары болса, қоңырау қисығының шыңы соғұрлым жоғары болады. УКК әзірлемесі 275 және 285 нм аралығында жүріп жатқанда, шығыс, қызмет ету мерзімі, сенімділігі және құны әлі қатайту жүйелері мен қолданбалары үшін коммерциялық тұрғыдан тиімді емес.
Қазіргі уақытта УК-жарықдиодты шығысы ұзын УКА толқын ұзындықтарымен шектелгендіктен, УК-жарықдиодты қатайту жүйесі орташа қысымды сынапты бу шамдарына тән кеңжолақты спектрлік шығысты шығармайды. Бұл УК-жарықдиодты қатайту жүйелері УКК, УКБ, көрінетін жарықтың көп бөлігін және жылу шығаратын инфрақызыл толқын ұзындықтарын шығармайтынын білдіреді. Бұл УК-жарықдиодты қатайту жүйелерін жылуға сезімтал қолданбаларда пайдалануға мүмкіндік берсе де, орташа қысымды сынапты шамдарға арналған қолданыстағы сияларды, жабындарды және желімдерді УК-жарықдиодты қатайту жүйелері үшін қайта құру қажет. Бақытымызға орай, химия жеткізушілері ұсыныстарды қос қатайту ретінде көбірек жобалауда. Бұл УК-жарықдиодты шаммен қатайтуға арналған қос қатайту формуласы сынапты бу шамымен де қатайтылатынын білдіреді (3-сурет).
3-СУРЕТ »Жарықдиодты шамдардың спектрлік шығыс диаграммасы.
GEW компаниясының УК-жарықдиодты қатайту жүйелері сәуле шығаратын терезеде 30 Вт/см2 дейін сәуле шығарады. Электродты доға шамдарынан айырмашылығы, УК-жарықдиодты қатайту жүйелерінде жарық сәулелерін шоғырланған фокусқа бағыттайтын шағылыстырғыштар жоқ. Нәтижесінде, УК-жарықдиодты шың сәулелену сәуле шығаратын терезеге жақын жерде пайда болады. Шам басы мен қатайту беті арасындағы қашықтық артқан сайын шығарылатын УК-жарықдиодты сәулелер бір-бірінен алшақтайды. Бұл қатайту бетіне жететін жарық концентрациясын және сәулелену шамасын азайтады. Шың сәулелену көлденең байланыс үшін маңызды болғанымен, сәулеленудің артуы әрқашан пайдалы емес және тіпті көлденең байланыс тығыздығының артуына кедергі келтіруі мүмкін. Толқын ұзындығы (нм), сәулелену (Вт/см2) және энергия тығыздығы (Дж/см2) - бәрі қатайтуда маңызды рөл атқарады, және олардың қатайтуға жалпы әсерін УК-жарықдиод көзін таңдау кезінде дұрыс түсіну керек.
Жарықдиодтар - Ламберт көздері. Басқаша айтқанда, әрбір УК жарықдиодты шам толық 360° x 180° жарты шарда біркелкі алға шығыс шығарады. Миллиметрлік шаршы тәрізді көптеген УК жарықдиодтары бір қатарда, жолдар мен бағандар матрицасында немесе басқа конфигурацияда орналасқан. Модульдер немесе массивтер деп аталатын бұл ішкі жинақтар жарықдиодтар арасындағы аралықпен жасалған, бұл саңылаулар арқылы араласуды қамтамасыз етеді және диодты салқындатуды жеңілдетеді. Содан кейін бірнеше модульдер немесе массивтер әртүрлі өлшемдегі УК қатайту жүйелерін құру үшін үлкенірек жинақтарға орналастырылады (4 және 5 суреттер). УК-жарықдиодты қатайту жүйесін құру үшін қажетті қосымша компоненттерге жылу қабылдағыш, сәуле шығаратын терезе, электрондық драйверлер, тұрақты ток қуат көздері, сұйық салқындату жүйесі немесе салқындатқыш және адам-машина интерфейсі (HMI) жатады.
4-СУРЕТ »Вебке арналған LeoLED жүйесі.
5-СУРЕТ »Жоғары жылдамдықты көп шамды орнатуға арналған LeoLED жүйесі.
УК-жарықдиодты қатайту жүйелері инфрақызыл толқын ұзындығын сәулелендірмейтіндіктен. Олар сынап буының шамдарына қарағанда қатайту бетіне аз жылу энергиясын береді, бірақ бұл УК-жарықдиодты шамдарды суықтай қатайту технологиясы ретінде қарастыру керек дегенді білдірмейді. УК-жарықдиодты қатайту жүйелері өте жоғары шыңдық сәулеленулерді шығара алады, ал ультракүлгін толқын ұзындығы энергияның бір түрі болып табылады. Химия сіңірмеген кез келген шығыс негізгі бөлікті немесе негізді, сондай-ақ айналасындағы машина компоненттерін қыздырады.
УК жарықдиодтары сонымен қатар тиімсіз электрлік компоненттер болып табылады, олардың тиімділігі шикі жартылай өткізгішті жобалау мен өндіруге, сондай-ақ жарықдиодтарды үлкенірек қатайту қондырғысына орау үшін қолданылатын өндіріс әдістері мен компоненттеріне байланысты. Сынап буының кварц түтігінің температурасы жұмыс кезінде 600-ден 800 °C-қа дейін ұсталуы керек болса, жарықдиодты pn түйіспе температурасы 120 °C-тан төмен болуы керек. УК-жарықдиодты массивті қуаттандыратын электр энергиясының тек 35-50%-ы ғана ультракүлгін шығысқа айналады (толқын ұзындығына жоғары тәуелді). Қалғаны қажетті түйіспе температурасын ұстап тұру және жүйенің белгіленген сәулеленуін, энергия тығыздығын және біркелкілігін, сондай-ақ ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін жойылуы керек жылу жылуына айналады. Жарықдиодтар ұзақ қызмет ететін қатты денелі құрылғылар болып табылады, және жарықдиодтарды дұрыс жобаланған және күтілетін салқындату жүйелері бар үлкенірек жинақтарға біріктіру ұзақ қызмет ету сипаттамаларына қол жеткізу үшін өте маңызды. Барлық ультракүлгін қатайту жүйелері бірдей емес, ал дұрыс жобаланбаған және салқындатылған УК-жарықдиодты қатайту жүйелерінің қызып кету және апатты түрде істен шығу ықтималдығы жоғары.
Доғалы/жарықдиодты гибридті шамдар
Қолданыстағы технологияның орнына жаңа технология енгізілген кез келген нарықта қабылдауға қатысты күмәнмен қатар, өнімділікке күмәнмен қарауға болады. Әлеуетті пайдаланушылар көбінесе жақсы орнатылған орнату базасы қалыптасқанша, кейс-стадилер жарияланғанша, оң пікірлер жаппай тарала бастағанша және/немесе олар білетін және сенетін жеке тұлғалар мен компаниялардан тікелей тәжірибе немесе сілтемелер алғанша қабылдауды кейінге қалдырады. Бүкіл нарық ескіден толығымен бас тартып, жаңасына толығымен ауыспас бұрын нақты дәлелдер қажет. Табыс тарихтары құпия болып қалатыны көмектеспейді, себебі алғашқы қолданушылар бәсекелестердің ұқсас артықшылықтарға қол жеткізгенін қаламайды. Нәтижесінде, көңілі қалу туралы нақты және асыра сілтеу әңгімелер кейде нарықта жаңа технологияның шынайы артықшылықтарын жасырып, қабылдауды одан әрі кешіктіруі мүмкін.
Тарих бойы және құлықсыз қабылдауға қарсы тұру ретінде гибридті дизайндар көбінесе қолданыстағы және жаңа технологиялар арасындағы өтпелі көпір ретінде қабылданды. Гибридтер пайдаланушыларға сенімділік алуға және жаңа өнімдерді немесе әдістерді қалай және қашан қолдану керектігін, қазіргі мүмкіндіктерден бас тартпай өздері анықтауға мүмкіндік береді. УК-мен емдеу жағдайында гибридті жүйе пайдаланушыларға сынап буының шамдары мен жарықдиодты технология арасында тез және оңай ауысуға мүмкіндік береді. Бірнеше емдеу станциялары бар желілер үшін гибридтер престерге 100% жарықдиодты, 100% сынап буын немесе берілген жұмыс үшін қажет екі технологияның кез келген қоспасын пайдалануға мүмкіндік береді.
GEW веб-түрлендіргіштерге арналған доғалық/жарықдиодты гибридті жүйелерді ұсынады. Шешім GEW-тің ең ірі нарығы, тар желілік жапсырма үшін жасалған, бірақ гибридті дизайн басқа веб және веб емес қолданбаларда да қолданылады (6-сурет). Доғалық/жарықдиодты шам сынап буын немесе жарықдиодты кассетаны орналастыра алатын жалпы шам басының корпусын қамтиды. Екі кассета да әмбебап қуат және басқару жүйесінен жұмыс істейді. Жүйедегі интеллект кассета түрлерін ажыратуға мүмкіндік береді және тиісті қуат, салқындату және оператор интерфейсін автоматты түрде қамтамасыз етеді. GEW-дің сынап буы немесе жарықдиодты кассеталарының кез келгенін алып тастау немесе орнату әдетте бір Аллен кілтін пайдаланып бірнеше секунд ішінде орындалады.
6-СУРЕТ »Вебке арналған Arc/LED жүйесі.
Эксимер шамдары
Эксимер шамдары - квазимонохроматикалық ультракүлгін энергия шығаратын газ разрядты шамның бір түрі. Эксимер шамдары көптеген толқын ұзындықтарында болғанымен, жалпы ультракүлгін шығыстар 172, 222, 308 және 351 нм-де шоғырланған. 172 нм эксимер шамдары вакуумдық ультракүлгін диапазонына (100-ден 200 нм-ге дейін) жатады, ал 222 нм тек ультракүлгін сәулелену диапазонына (200-ден 280 нм-ге дейін) жатады. 308 нм эксимер шамдары ультракүлгін сәулелену диапазонына (280-ден 315 нм-ге дейін), ал 351 нм толығымен ультракүлгін сәулелену диапазонына (315-тен 400 нм-ге дейін) жатады.
172 нм вакуумдық УК толқын ұзындығы УКК-ға қарағанда қысқа және көбірек энергияны қамтиды; дегенмен, олар заттарға өте терең ену үшін күреседі. Шын мәнінде, 172 нм толқын ұзындығы УК-формулаланған химияның жоғарғы 10-нан 200 нм-ге дейін толығымен сіңеді. Нәтижесінде, 172 нм эксимерлі шамдар УК формулаларының тек сыртқы бетін ғана айқастырады және басқа қатайту құрылғыларымен бірге біріктірілуі керек. Вакуумдық УК толқын ұзындығы ауамен де сіңетіндіктен, 172 нм эксимерлі шамдар азот-инертті атмосферада жұмыс істеуі керек.
Эксимерлік шамдардың көпшілігі диэлектрлік тосқауыл ретінде қызмет ететін кварц түтігінен тұрады. Түтік эксимер немесе эксиплекс молекулаларын түзе алатын сирек кездесетін газдармен толтырылған (7-сурет). Әртүрлі газдар әртүрлі молекулаларды шығарады, ал әртүрлі қозған молекулалар шамның қандай толқын ұзындықтарын шығаратынын анықтайды. Кварц түтігінің ішкі ұзындығы бойымен жоғары вольтты электрод, ал сыртқы ұзындығы бойымен жерге қосу электродтары өтеді. Кернеулер шамға жоғары жиіліктерде импульстеледі. Бұл электрондардың ішкі электрод ішінде ағып, газ қоспасы арқылы сыртқы жерге қосу электродтарына қарай разрядталуына әкеледі. Бұл ғылыми құбылыс диэлектрлік тосқауыл разряды (ДБР) деп аталады. Электрондар газ арқылы өткенде, олар атомдармен әрекеттеседі және эксимер немесе эксиплекс молекулаларын шығаратын энергияланған немесе иондалған түрлерді жасайды. Эксимер және эксиплекс молекулаларының қызмет ету мерзімі өте қысқа, ал қозған күйден негізгі күйге ыдыраған кезде квазимонохроматикалық таралу фотондары шығарылады.
7-СУРЕТ »Эксимер шамы
Сынап буының шамдарынан айырмашылығы, эксимер шамының кварц түтігінің беті қызбайды. Нәтижесінде, эксимер шамдарының көпшілігі аз немесе мүлдем салқындатумен жұмыс істейді. Басқа жағдайларда, әдетте азот газымен қамтамасыз етілетін төмен деңгейлі салқындату қажет. Шамның термиялық тұрақтылығына байланысты эксимер шамдары лезде «ҚОСУЛЫ/ӨШІРІЛЕДІ» және жылыту немесе салқындату циклдарын қажет етпейді.
172 нм толқын ұзындығында сәуле шығаратын эксимер шамдары квазимонохроматикалық UVA-LED-қатайту жүйелерімен және кеңжолақты сынап буының шамдарымен біріктірілген кезде, беттің күңгірттену эффектілері пайда болады. Алдымен UVA LED шамдары химиялық реакцияны гельдеу үшін қолданылады. Содан кейін квазимонохроматикалық эксимер шамдары бетті полимерлеу үшін қолданылады, ал соңында кеңжолақты сынап шамдары химиялық реакцияның қалған бөлігін өзара байланыстырады. Бөлек кезеңдерде қолданылатын үш технологияның бірегей спектрлік шығысы УК көздерінің ешқайсысымен өздігінен қол жеткізу мүмкін емес пайдалы оптикалық және функционалды бетті қатаю эффектілерін береді.
172 және 222 нм эксимер толқын ұзындығы қауіпті органикалық заттар мен зиянды бактерияларды жоюда да тиімді, бұл эксимер шамдарын бетті тазалау, дезинфекциялау және беттік энергияны өңдеу үшін тиімді етеді.
Шам өмірі
Шамның немесе шамның қызмет ету мерзіміне келетін болсақ, GEW доғалық шамдарының қызмет ету мерзімі әдетте 2000 сағатқа дейін жетеді. Шамның қызмет ету мерзімі абсолютті емес, себебі УК сәулелену уақыты біртіндеп азаяды және оған әртүрлі факторлар әсер етеді. Шамның дизайны мен сапасы, сондай-ақ УК жүйесінің жұмыс жағдайы және формула затының реактивтілігі. Дұрыс жасалған УК жүйелері нақты шамның (шамның) дизайнына қажетті дұрыс қуат пен салқындатуды қамтамасыз етеді.
GEW қамтамасыз ететін шамдар (шамдар) GEW қатайту жүйелерінде қолданылған кезде әрқашан ең ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді. Екінші реттік қоректендіру көздері әдетте үлгіден алынған шамды кері жобалайды, ал көшірмелерде ұшының фитингі, кварц диаметрі, сынап мөлшері немесе газ қоспасы бірдей болмауы мүмкін, бұл УК шығысы мен жылу түзілуіне әсер етуі мүмкін. Жылу түзілуі жүйенің салқындатуымен теңгерілмеген кезде, шамның шығысы да, қызмет ету мерзімі де нашарлайды. Салқынырақ жұмыс істейтін шамдар аз УК сәулесін шығарады. Ыстықырақ жұмыс істейтін шамдар ұзақ қызмет етпейді және жоғары беткі температурада майысады.
Электродты доғалы шамдардың қызмет ету мерзімі шамның жұмыс температурасымен, жұмыс сағаттарының санымен және іске қосу немесе соққы санымен шектеледі. Іске қосу кезінде шам жоғары вольтты доғамен соққыға ұшыраған сайын, вольфрам электродының бір бөлігі тозады. Ақырында, шам қайта соққыға ұшырамайды. Электродты доғалы шамдарда ысырма механизмдері бар, олар қосылған кезде шам қуатын бірнеше рет циклде қосудың орнына УК сәулесінің шығуын блоктайды. Реактивті сиялардың, жабындардың және желімдердің көп болуы шамның қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін; ал реактивтілігі төмен құрамдар шамды жиі ауыстыруды қажет етуі мүмкін.
УК-жарықдиодты жүйелер кәдімгі шамдарға қарағанда ұзағырақ қызмет етеді, бірақ УК-жарықдиодты қызмет ету мерзімі де абсолютті емес. Дәстүрлі шамдар сияқты, УК-жарықдиодты шамдардың да жұмыс істеу күші шектеулі және әдетте 120 °C-тан төмен температурада жұмыс істеуі керек. Жарықдиодты шамдарды шамадан тыс пайдалану және салқындатудың төмендеуі қызмет ету мерзімін төмендетеді, бұл тезірек тозуға немесе апатты түрде істен шығуға әкеледі. Қазіргі уақытта барлық УК-жарықдиодты жүйе жеткізушілері 20 000 сағаттан асатын ең жоғары белгіленген қызмет ету мерзіміне сәйкес келетін дизайндарды ұсынбайды. Жақсырақ жобаланған және күтіп ұсталған жүйелер 20 000 сағаттан астам қызмет етеді, ал сапасыз жүйелер әлдеқайда қысқа мерзімде істен шығады. Жақсы жаңалық - жарықдиодты жүйенің дизайны әрбір дизайн итерациясымен жақсарып, ұзағырақ қызмет етеді.
Озон
Қысқа УКК толқын ұзындығы оттегі молекулаларына (O2) әсер еткенде, олар оттегі молекулаларының (O2) екі оттегі атомына (O) бөлінуіне әкеледі. Содан кейін бос оттегі атомдары (O) басқа оттегі молекулаларымен (O2) соқтығысып, озон (O3) түзеді. Триоттегі (O3) жер деңгейінде диоттегіге (O2) қарағанда тұрақтылығы төмен болғандықтан, озон атмосфералық ауа арқылы өткенде оттегі молекуласына (O2) және оттегі атомына (O) оңай оралады. Содан кейін бос оттегі атомдары (O) оттегі молекулаларын (O2) өндіру үшін шығару жүйесінде бір-бірімен қайта қосылады.
Өнеркәсіптік УК-қатайту қолданбалары үшін озон (O3) атмосфералық оттегі 240 нм-ден төмен ультракүлгін толқын ұзындығымен әрекеттескенде түзіледі. Кең жолақты сынап буымен қатаю көздері озон түзетін аймақтың бір бөлігін жабатын 200 және 280 нм аралығындағы УК сәулесін шығарады, ал эксимер шамдары 172 нм толқын ұзындығында вакуумдық УК немесе 222 нм-де УК сәулесін шығарады. Сынап буы мен эксимерлі қатаю шамдарымен түзілген озон тұрақсыз және қоршаған ортаға айтарлықтай қауіп төндірмейді, бірақ оны жұмысшылардың айналасындағы жақын аймақтан алып тастау қажет, себебі ол тыныс алу жолдарын тітіркендіргіш және жоғары деңгейде улы болып табылады. Коммерциялық УК-жарықдиодты қатаю жүйелері 365 және 405 нм аралығындағы УК сәулесін шығаратындықтан, озон түзілмейді.
Озонның металл, жанып тұрған сым, хлор және электр ұшқынының иісіне ұқсас иісі бар. Адамның иіс сезу мүшелері озонды миллионға 0,01-ден 0,03 ppm-ге дейінгі мөлшерде анықтай алады. Ол адамға және белсенділік деңгейіне байланысты өзгеріп отырса да, 0,4 ppm-ден жоғары концентрация тыныс алу жолдарының жағымсыз әсерлеріне және бас ауруына әкелуі мүмкін. Жұмысшылардың озонға ұшырауын шектеу үшін ультракүлгін сәулелену желілеріне тиісті желдету орнатылуы керек.
УК-кептіру жүйелері, әдетте, шам бастарынан шыққан кезде шығатын ауаны ұстап тұру үшін жасалған, сондықтан оны операторлардан алыс және ғимараттың сыртына шығаруға болады, онда ол оттегі мен күн сәулесінің әсерінен табиғи түрде ыдырайды. Балама ретінде, озонсыз шамдардың құрамында озон тудыратын толқын ұзындығын блоктайтын кварц қоспасы бар, ал шатырда түтіктерді немесе тесіктерді кесуді қаламайтын мекемелер көбінесе шығатын желдеткіштердің шығысында сүзгілерді пайдаланады.
Жарияланған уақыты: 19 маусым 2024 ж.
