Avulli i merkurit, dioda që lëshon dritë (LED) dhe eksimer janë teknologji të dallueshme të llambave të tharjes me UV. Ndërsa të treja përdoren në procese të ndryshme fotopolimerizimi për të ndërlidhur bojërat, veshjet, ngjitësit dhe ekstrudimet, mekanizmat që gjenerojnë energjinë e rrezatuar UV, si dhe karakteristikat e daljes spektrale përkatëse, janë krejtësisht të ndryshme. Kuptimi i këtyre ndryshimeve është thelbësor në zhvillimin e aplikimit dhe formulimit, përzgjedhjen e burimit të tharjes me UV dhe integrimin.
Llambat me avull merkur
Si llambat me hark elektrodash ashtu edhe llambat me mikrovalë pa elektroda bien në kategorinë e avujve të merkurit. Llambat me avuj merkuri janë një lloj llambash me shkarkim gazi me presion të mesëm, në të cilat një sasi e vogël merkur elementar dhe gaz inert avullohen në një plazmë brenda një tubi kuarci të mbyllur. Plazma është një gaz i jonizuar me temperaturë tepër të lartë, i aftë të përçojë energji elektrike. Prodhohet duke aplikuar një tension elektrik midis dy elektrodave brenda një llambë harku ose duke ngrohur në mikrovalë një llambë pa elektroda brenda një mbylljeje ose zgavre të ngjashme në koncept me një furrë mikrovalë shtëpiake. Pasi avullohet, plazma e merkurit lëshon dritë me spektër të gjerë përgjatë gjatësive të valëve ultravjollcë, të dukshme dhe infra të kuqe.
Në rastin e një llambë me hark elektrik, një tension i aplikuar energjizon tubin e kuarcit të mbyllur. Kjo energji avullon merkurin në plazmë dhe çliron elektrone nga atomet e avulluara. Një pjesë e elektroneve (-) rrjedhin drejt elektrodës ose anodës pozitive të tungstenit të llambës (+) dhe në qarkun elektrik të sistemit UV. Atomet me elektrone të sapo humbura bëhen katione të energjizuara pozitivisht (+) që rrjedhin drejt elektrodës ose katodës së tungstenit të ngarkuar negativisht të llambës (-). Ndërsa lëvizin, kationet godasin atomet neutrale në përzierjen e gazit. Goditja transferon elektrone nga atomet neutrale në katione. Ndërsa kationet fitojnë elektrone, ato bien në një gjendje me energji më të ulët. Diferenca e energjisë shkarkohet ndërsa fotonet që rrezatojnë jashtë nga tubi i kuarcit. Me kusht që llamba të furnizohet me energji të përshtatshme, të ftohet siç duhet dhe të funksionojë brenda jetës së saj të dobishme, një furnizim i vazhdueshëm i kationeve të sapokrijuara (+) gravitojnë drejt elektrodës negative ose katodës (-), duke goditur më shumë atome dhe duke prodhuar emetim të vazhdueshëm të dritës UV. Llambat me mikrovalë funksionojnë në një mënyrë të ngjashme, përveç se mikrovalët, të njohura edhe si frekuenca radio (RF), zëvendësojnë qarkun elektrik. Meqenëse llambat me mikrovalë nuk kanë elektroda tungsteni dhe janë thjesht një tub kuarci i mbyllur që përmban merkur dhe gaz inert, ato zakonisht quhen pa elektroda.
Prodhimi UV i llambave me avull me merkur me brez të gjerë ose me spektër të gjerë përfshin gjatësi vale ultravjollcë, të dukshme dhe infra të kuqe, në përpjesëtim afërsisht të barabartë. Pjesa ultravjollcë përfshin një përzierje të gjatësive të valëve UVC (200 deri në 280 nm), UVB (280 deri në 315 nm), UVA (315 deri në 400 nm) dhe UVV (400 deri në 450 nm). Llambat që lëshojnë UVC në gjatësi vale nën 240 nm gjenerojnë ozon dhe kërkojnë shkarkim ose filtrim.
Dalja spektrale për një llambë me avull zhive mund të ndryshohet duke shtuar sasi të vogla dopantësh, siç janë: hekuri (Fe), galiumi (Ga), plumbi (Pb), kallaji (Sn), bizmuti (Bi) ose indiumi (In). Metalet e shtuara ndryshojnë përbërjen e plazmës dhe, rrjedhimisht, energjinë e çliruar kur kationet fitojnë elektrone. Llambat me metale të shtuara quhen të dopuara, aditivë dhe halide metali. Shumica e bojërave, veshjeve, ngjitësve dhe ekstruzioneve të formuluara me UV janë projektuar për t'iu përshtatur daljes së llambave standarde të dopuara me merkur (Hg) ose hekur (Fe). Llambat e dopuara me hekur e zhvendosin një pjesë të daljes UV në gjatësi vale më të gjata dhe pothuajse të dukshme, gjë që rezulton në depërtim më të mirë përmes formulimeve më të trasha dhe shumë të pigmentuara. Formulimet UV që përmbajnë dioksid titaniumi kanë tendencë të thahen më mirë me llambat e dopuara me galium (GA). Kjo ndodh sepse llambat e galiumit e zhvendosin një pjesë të konsiderueshme të daljes UV drejt gjatësive vale më të gjata se 380 nm. Meqenëse aditivët e dioksidit të titanit në përgjithësi nuk thithin dritën mbi 380 nm, përdorimi i llambave të galiumit me formulime të bardha lejon që fotoinitiatorët të thithin më shumë energji UV në krahasim me aditivët.
Profilet spektrale u ofrojnë formuluesve dhe përdoruesve fundorë një përfaqësim vizual se si shpërndahet prodhimi i rrezatuar për një dizajn specifik llambë në të gjithë spektrin elektromagnetik. Ndërsa merkuri i avulluar dhe metalet shtesë kanë karakteristika të përcaktuara të rrezatimit, përzierja e saktë e elementeve dhe gazeve inerte brenda tubit të kuarcit së bashku me ndërtimin e llambës dhe dizajnin e sistemit të kurimit ndikojnë të gjitha në prodhimin UV. Prodhimi spektral i një llambë jo të integruar të mundësuar dhe të matur nga një furnizues llambash në ajër të hapur do të ketë një prodhim spektral të ndryshëm nga një llambë e montuar brenda një koke llambë me reflektor dhe ftohje të projektuar siç duhet. Profilet spektrale janë lehtësisht të disponueshme nga furnizuesit e sistemit UV dhe janë të dobishme në zhvillimin e formulimit dhe përzgjedhjen e llambës.
Një profil spektral i zakonshëm paraqet rrezatimin spektral në boshtin y dhe gjatësinë e valës në boshtin x. Rrezatimi spektral mund të shfaqet në disa mënyra, duke përfshirë vlerën absolute (p.sh. W/cm2/nm) ose matje arbitrare, relative ose të normalizuara (pa njësi). Profilet zakonisht e shfaqin informacionin si një grafik vijor ose si një grafik me shufra që grupon daljen në breza 10 nm. Grafiku i mëposhtëm i daljes spektrale të llambës me hark të merkurit tregon rrezatimin relativ në lidhje me gjatësinë e valës për sistemet GEW (Figura 1).
FIGURA 1 »Grafikët spektralë të daljes për merkurin dhe hekurin.
Llambë është termi që përdoret për t'iu referuar tubit të kuarcit që lëshon rreze UV në Evropë dhe Azi, ndërsa amerikanët e Veriut dhe të Jugut kanë tendencë të përdorin një përzierje të ndërrueshme të llambës dhe llambës. Llamba dhe koka e llambës i referohen të gjithë montimit që përmban tubin e kuarcit dhe të gjithë përbërësit e tjerë mekanikë dhe elektrikë.
Llambat me hark elektrodash
Sistemet e llambave me hark elektrode përbëhen nga një kokë llambë, një ventilator ftohës ose ftohës, një furnizim me energji dhe një ndërfaqe njeri-makinë (HMI). Koka e llambës përfshin një llambë (llambë), një reflektor, një mbulesë ose kuti metalike, një kuvend grilash dhe nganjëherë një dritare kuarci ose mbrojtëse teli. GEW i monton tubat, reflektorët dhe mekanizmat e saj të grilave të kuarcit brenda kuvendeve të kasetave që mund të hiqen lehtësisht nga mbulesa ose kutia e jashtme e kokës së llambës. Heqja e një kasete GEW zakonisht kryhet brenda sekondave duke përdorur një çelës të vetëm Allen. Meqenëse prodhimi UV, madhësia dhe forma e përgjithshme e kokës së llambës, karakteristikat e sistemit dhe nevojat për pajisje ndihmëse ndryshojnë sipas aplikimit dhe tregut, sistemet e llambave me hark elektrode janë përgjithësisht të projektuara për një kategori të caktuar aplikimesh ose lloje të ngjashme makinash.
Llambat me avuj zhive lëshojnë dritë 360° nga tubi i kuarcit. Sistemet e llambave me hark përdorin reflektorë të vendosur në anët dhe pjesën e pasme të llambës për të kapur dhe fokusuar më shumë dritë në një distancë të caktuar përpara kokës së llambës. Kjo distancë njihet si fokus dhe është vendi ku rrezatimi është më i madh. Llambat me hark zakonisht lëshojnë në rangun prej 5 deri në 12 W/cm2 në fokus. Meqenëse rreth 70% e daljes UV nga koka e llambës vjen nga reflektori, është e rëndësishme të mbahen reflektorët të pastër dhe t'i zëvendësohen ato periodikisht. Mospastrimi ose moszëvendësimi i reflektorëve është një kontribues i zakonshëm në tharjen e pamjaftueshme.
Për më shumë se 30 vjet, GEW ka përmirësuar efikasitetin e sistemeve të saj të kurimit, duke përshtatur karakteristikat dhe prodhimin për të përmbushur nevojat e aplikacioneve dhe tregjeve specifike, dhe duke zhvilluar një portofol të madh aksesorësh integrimi. Si rezultat, ofertat e sotme komerciale nga GEW përfshijnë dizajne kompakte të strehimit, reflektorë të optimizuar për reflektim më të madh UV dhe infra të kuqe të reduktuar, mekanizma integralë të qetë të qepenave, skaje dhe çarje rrjete, furnizim rrjete me guaskë molusku, inercion azoti, koka me presion pozitiv, ndërfaqe operatori me ekran me prekje, furnizime me energji në gjendje të ngurtë, efikasitet më të madh operacional, monitorim të prodhimit UV dhe monitorim të sistemit në distancë.
Kur llambat me elektrodë me presion të mesëm janë në punë, temperatura e sipërfaqes së kuarcit është midis 600 °C dhe 800 °C, dhe temperatura e brendshme e plazmës është disa mijëra gradë celsius. Ajri i detyruar është mjeti kryesor për të ruajtur temperaturën e saktë të funksionimit të llambës dhe për të hequr një pjesë të energjisë infra të kuqe të rrezatuar. GEW e furnizon këtë ajër negativisht; kjo do të thotë që ajri tërhiqet përmes kutisë, përgjatë reflektorit dhe llambës, dhe nxirret jashtë montimit dhe larg makinës ose sipërfaqes së tharjes. Disa sisteme GEW si E4C përdorin ftohje me lëng, e cila mundëson një prodhim pak më të madh UV dhe zvogëlon madhësinë e përgjithshme të kokës së llambës.
Llambat me hark elektrodash kanë cikle ngrohjeje dhe ftohjeje. Llambat ndizen me ftohje minimale. Kjo lejon që plazma e merkurit të rritet në temperaturën e dëshiruar të funksionimit, të prodhojë elektrone dhe katione të lira dhe të mundësojë rrjedhën e rrymës. Kur koka e llambës është e fikur, ftohja vazhdon të funksionojë për disa minuta për të ftohur në mënyrë të barabartë tubin e kuarcit. Një llambë që është shumë e ngrohtë nuk do të ndizet përsëri dhe duhet të vazhdojë të ftohet. Gjatësia e ciklit të fillimit dhe ftohjes, si dhe degradimi i elektrodave gjatë çdo goditjeje tensioni është arsyeja pse mekanizmat pneumatikë të qepenave janë gjithmonë të integruar në montimet e llambave me hark elektrodash GEW. Figura 2 tregon llambat me hark elektrodash të ftohura me ajër (E2C) dhe të ftohura me lëng (E4C).
FIGURA 2 »Llambat me hark elektrode të ftohura me lëng (E4C) dhe të ftohura me ajër (E2C).
Llambat UV LED
Gjysmëpërçuesit janë materiale të ngurta, kristalore që janë disi përçuese. Elektriciteti rrjedh përmes një gjysmëpërçuesi më mirë se një izolator, por jo aq mirë sa një përçues metalik. Gjysmëpërçuesit që gjenden natyrshëm, por joefikas, përfshijnë elementët silic, germanium dhe selen. Gjysmëpërçuesit e prodhuar sintetikisht, të projektuar për prodhim dhe efikasitet, janë materiale të përbëra me papastërti të impregnuara saktësisht brenda strukturës kristalore. Në rastin e LED-ve UV, nitridi i aluminit dhe galiumit (AlGaN) është një material i përdorur zakonisht.
Gjysmëpërçuesit janë thelbësorë për elektronikën moderne dhe janë projektuar për të formuar transistorë, dioda, dioda që lëshojnë dritë dhe mikroprocesorë. Pajisjet gjysmëpërçuese janë të integruara në qarqe elektrike dhe të montuara brenda produkteve të tilla si telefonat celularë, laptopët, tabletët, pajisjet shtëpiake, aeroplanët, makinat, telekomandat dhe madje edhe lodrat e fëmijëve. Këta komponentë të vegjël por të fuqishëm i bëjnë produktet e përditshme të funksionojnë, duke lejuar gjithashtu që artikujt të jenë kompaktë, më të hollë, të lehtë dhe më të përballueshëm.
Në rastin e veçantë të LED-ve, materialet gjysmëpërçuese të projektuara dhe të prodhuara me saktësi lëshojnë breza drite me gjatësi vale relativisht të ngushtë kur lidhen me një burim energjie DC. Drita gjenerohet vetëm kur rryma rrjedh nga anoda pozitive (+) në katodën negative (-) të secilës LED. Meqenëse dalja e LED-ve kontrollohet shpejt dhe lehtë dhe është kuazi-monokromatike, LED-të janë ideale për t'u përdorur si: drita treguese; sinjale komunikimi infra të kuqe; ndriçim prapa për televizorë, laptopë, tableta dhe telefona inteligjentë; tabela elektronike, tabela reklamash dhe xhumbotrona; dhe kurim UV.
Një LED është një kryqëzim pozitiv-negativ (kryqëzimi pn). Kjo do të thotë që një pjesë e LED ka një ngarkesë pozitive dhe quhet anodë (+), dhe pjesa tjetër ka një ngarkesë negative dhe quhet katodë (-). Ndërsa të dyja anët janë relativisht përçuese, kufiri i kryqëzimit ku takohen të dyja anët, i njohur si zona e zbrazjes, nuk është përçues. Kur terminali pozitiv (+) i një burimi energjie me rrymë të vazhdueshme (DC) është i lidhur me anodën (+) të LED-it, dhe terminali negativ (-) i burimit është i lidhur me katodën (-), elektronet e ngarkuara negativisht në katodë dhe vendet e lira të elektroneve të ngarkuara pozitivisht në anodë shtyhen nga burimi i energjisë dhe shtyhen drejt zonës së zbrazjes. Ky është një polarizim përpara dhe ka efektin e kapërcimit të kufirit jo-përçues. Rezultati është që elektronet e lira në rajonin e tipit n kalojnë dhe mbushin vendet e lira në rajonin e tipit p. Ndërsa elektronet rrjedhin përtej kufirit, ato kalojnë në një gjendje me energji më të ulët. Rënia përkatëse e energjisë lirohet nga gjysmëpërçuesi si fotone drite.
Materialet dhe dopantët që formojnë strukturën kristalore LED përcaktojnë daljen spektrale. Sot, burimet e kurimit LED të disponueshme komercialisht kanë dalje ultravjollcë të përqendruara në 365, 385, 395 dhe 405 nm, një tolerancë tipike prej ±5 nm dhe një shpërndarje spektrale Gausiane. Sa më i madh të jetë rrezatimi spektral maksimal (W/cm2/nm), aq më i lartë është kulmi i kurbës së ziles. Ndërsa zhvillimi i UVC është në vazhdim midis 275 dhe 285 nm, prodhimi, jetëgjatësia, besueshmëria dhe kostoja nuk janë ende komercialisht të qëndrueshme për sistemet dhe aplikimet e kurimit.
Meqenëse prodhimi UV-LED aktualisht është i kufizuar në gjatësi vale më të gjata UVA, një sistem tharjeje UV-LED nuk lëshon karakteristikën e daljes spektrale me brez të gjerë të llambave me avull zhive me presion të mesëm. Kjo do të thotë që sistemet tharjeje UV-LED nuk lëshojnë UVC, UVB, shumicën e dritës së dukshme dhe gjatësi vale infra të kuqe që gjenerojnë nxehtësi. Ndërsa kjo mundëson që sistemet tharjeje UV-LED të përdoren në aplikime më të ndjeshme ndaj nxehtësisë, bojërat, veshjet dhe ngjitësit ekzistues të formuluar për llambat me avull zhive me presion të mesëm duhet të riformulohen për sistemet tharjeje UV-LED. Për fat të mirë, furnizuesit e kimisë po projektojnë gjithnjë e më shumë oferta si tharje të dyfishtë. Kjo do të thotë që një formulë tharjeje të dyfishtë që synon të thahet me një llambë UV-LED do të thahet edhe me një llambë me avull zhive (Figura 3).
FIGURA 3 »Grafiku i daljes spektrale për LED.
Sistemet e kurimit UV-LED të GEW lëshojnë deri në 30 W/cm2 në dritaren emetuese. Ndryshe nga llambat me hark elektrodash, sistemet e kurimit UV-LED nuk përfshijnë reflektorë që drejtojnë rrezet e dritës në një fokus të përqendruar. Si rezultat, rrezatimi maksimal UV-LED ndodh afër dritares emetuese. Rrezet UV-LED të emetuara ndryshojnë nga njëra-tjetra ndërsa distanca midis kokës së llambës dhe sipërfaqes së kurimit rritet. Kjo zvogëlon përqendrimin e dritës dhe madhësinë e rrezatimit që arrin sipërfaqen e kurimit. Ndërsa rrezatimi maksimal është i rëndësishëm për lidhjen e kryqëzuar, një rrezatim gjithnjë e më i lartë nuk është gjithmonë i favorshëm dhe madje mund të pengojë një dendësi më të madhe të lidhjes së kryqëzuar. Gjatësia e valës (nm), rrezatimi (W/cm2) dhe dendësia e energjisë (J/cm2) luajnë të gjitha role kritike në kurimin, dhe ndikimi i tyre kolektiv në kurimin duhet të kuptohet siç duhet gjatë përzgjedhjes së burimit UV-LED.
LED-et janë burime Lambertiane. Me fjalë të tjera, çdo LED UV lëshon një dalje uniforme përpara në një hemisferë të plotë 360° x 180°. LED të shumtë UV, secila në rendin e një milimetri katror, janë rregulluar në një rresht të vetëm, një matricë rreshtash dhe kolonash, ose në ndonjë konfigurim tjetër. Këto nën-montime, të njohura si module ose vargje, janë projektuar me hapësirë midis LED-ve që siguron përzierjen nëpër boshllëqe dhe lehtëson ftohjen e diodave. Module ose vargje të shumëfishta rregullohen më pas në montime më të mëdha për të formuar madhësi të ndryshme të sistemeve të kurimit UV (Figurat 4 dhe 5). Komponentë shtesë të nevojshëm për të ndërtuar një sistem kurimi UV-LED përfshijnë radiatorin, dritaren emetuese, drejtuesit elektronikë, furnizimet me energji DC, një sistem ftohjeje me lëng ose ftohës, dhe një ndërfaqe njeri-makinë (HMI).
FIGURA 4 »Sistemi LeoLED për uebin.
FIGURA 5 »Sistemi LeoLED për instalime me shumë llamba me shpejtësi të lartë.
Meqenëse sistemet e kurimit UV-LED nuk rrezatojnë gjatësi vale infra të kuqe, ato në thelb transferojnë më pak energji termike në sipërfaqen e kurimit sesa llambat me avull zhive, kjo nuk do të thotë që LED-et UV duhet të konsiderohen si teknologji kurimi në të ftohtë. Sistemet e kurimit UV-LED mund të lëshojnë rrezatim shumë të lartë, dhe gjatësitë e valëve ultraviolet janë një formë energjie. Çdo energji dalëse që nuk absorbohet nga kimia do të ngrohë pjesën ose substratin themelor, si dhe përbërësit përreth makinës.
LED-et UV janë gjithashtu komponentë elektrikë me joefikasitet të shkaktuar nga projektimi dhe prodhimi i papërpunuar i gjysmëpërçuesit, si dhe nga metodat e prodhimit dhe komponentët e përdorur për të paketuar LED-et në njësinë më të madhe të kurimit. Ndërsa temperatura e një tubi kuarci me avull zhive duhet të mbahet midis 600 dhe 800 °C gjatë funksionimit, temperatura e kryqëzimit pn të LED-it duhet të mbetet nën 120 °C. Vetëm 35-50% e energjisë elektrike që furnizon me energji një matricë UV-LED shndërrohet në dalje ultravjollcë (varet shumë nga gjatësia e valës). Pjesa tjetër transformohet në nxehtësi termike që duhet të hiqet në mënyrë që të ruhet temperatura e dëshiruar e kryqëzimit dhe të sigurohet rrezatimi i specifikuar i sistemit, dendësia e energjisë dhe uniformiteti, si dhe një jetëgjatësi e gjatë. LED-et janë në thelb pajisje në gjendje të ngurtë me jetëgjatësi të gjatë, dhe integrimi i LED-eve në montime më të mëdha me sisteme ftohjeje të projektuara dhe të mirëmbajtura siç duhet është kritik për arritjen e specifikimeve jetëgjatësi. Jo të gjitha sistemet e kurimit UV janë të njëjta, dhe sistemet e kurimit UV-LED të projektuara dhe të ftohura në mënyrë të papërshtatshme kanë një probabilitet më të madh të mbinxehjes dhe dështimit katastrofik.
Llambat hibride me hark/LED
Në çdo treg ku teknologjia krejt e re prezantohet si zëvendësim për teknologjinë ekzistuese, mund të ketë frikë në lidhje me adaptimin, si dhe skepticizëm ndaj performancës. Përdoruesit potencialë shpesh e vonojnë adaptimin derisa të formohet një bazë e mirë-vendosur instalimesh, të publikohen studime rastesh, të fillojnë të qarkullojnë në masë dëshmi pozitive dhe/ose të marrin përvojë të dorës së parë ose referenca nga individë dhe kompani që i njohin dhe u besojnë. Shpesh kërkohen prova të forta përpara se një treg i tërë të heqë dorë plotësisht nga e vjetra dhe të kalojë plotësisht në të renë. Nuk ndihmon fakti që historitë e suksesit kanë tendencë të mbahen sekrete të fshehura, pasi adaptuesit e hershëm nuk duan që konkurrentët të realizojnë përfitime të krahasueshme. Si rezultat, si tregimet reale ashtu edhe ato të ekzagjeruara të zhgënjimit ndonjëherë mund të jehojnë në të gjithë tregun duke kamufluar meritat e vërteta të teknologjisë së re dhe duke vonuar më tej adaptimin.
Gjatë historisë, dhe si kundërpërgjigje ndaj adoptimit të ngurruar, modelet hibride janë përqafuar shpesh si një urë kalimtare midis teknologjisë ekzistuese dhe asaj të re. Hibridet u lejojnë përdoruesve të fitojnë besim dhe të përcaktojnë vetë se si dhe kur duhet të përdoren produkte ose metoda të reja, pa sakrifikuar aftësitë aktuale. Në rastin e tharjes me UV, një sistem hibrid u lejon përdoruesve të kalojnë shpejt dhe lehtë midis llambave me avull zhive dhe teknologjisë LED. Për linjat me stacione të shumëfishta tharjeje, hibridet lejojnë që presat të përdorin 100% LED, 100% avull zhive ose çfarëdo përzierjeje të dy teknologjive që kërkohet për një punë të caktuar.
GEW ofron sisteme hibride hark/LED për konvertuesit e rrjetës. Zgjidhja u zhvillua për tregun më të madh të GEW, etiketën me rrjetë të ngushtë, por dizajni hibrid përdoret edhe në aplikacione të tjera web dhe jo-web (Figura 6). Harku/LED përfshin një strehë të përbashkët të kokës së llambës që mund të akomodojë ose një kasetë me avull zhive ose LED. Të dyja kasetat funksionojnë nga një sistem universal energjie dhe kontrolli. Inteligjenca brenda sistemit mundëson diferencimin midis llojeve të kasetave dhe siguron automatikisht energjinë, ftohjen dhe ndërfaqen e duhur të operatorit. Heqja ose instalimi i njërës prej kasetave me avull zhive ose LED të GEW zakonisht kryhet brenda sekondave duke përdorur një çelës të vetëm Allen.
FIGURA 6 »Sistemi Arc/LED për ueb.
Llambat Excimer
Llambat eksimer janë një lloj llambë shkarkimi gazi që lëshon energji ultraviolet kuazi-monokromatike. Ndërsa llambat eksimer janë të disponueshme në gjatësi vale të shumta, daljet e zakonshme ultraviolet janë të përqendruara në 172, 222, 308 dhe 351 nm. Llambat eksimer 172-nm bien brenda brezit UV të vakumit (100 deri në 200 nm), ndërsa 222 nm është ekskluzivisht UVC (200 deri në 280 nm). Llambat eksimer 308-nm lëshojnë UVB (280 deri në 315 nm) dhe 351 nm është plotësisht UVA (315 deri në 400 nm).
Gjatësitë e valës UV në vakum 172-nm janë më të shkurtra dhe përmbajnë më shumë energji sesa UVC; megjithatë, ato kanë vështirësi të depërtojnë shumë thellë në substanca. Në fakt, gjatësitë e valës 172-nm absorbohen plotësisht brenda 10 deri në 200 nm të sipërme të kimisë së formuluar me UV. Si rezultat, llambat eksimer 172-nm do të lidhin vetëm sipërfaqen më të jashtme të formulimeve UV dhe duhet të integrohen në kombinim me pajisje të tjera kurimi. Meqenëse gjatësitë e valës UV në vakum absorbohen edhe nga ajri, llambat eksimer 172-nm duhet të funksionojnë në një atmosferë të inertuar me azot.
Shumica e llambave eksimer përbëhen nga një tub kuarci që shërben si një barrierë dielektrike. Tubi është i mbushur me gazra të rrallë të aftë për të formuar molekula eksimer ose eksipleks (Figura 7). Gazra të ndryshëm prodhojnë molekula të ndryshme, dhe molekulat e ndryshme të ngacmuara përcaktojnë se cilat gjatësi vale emetohen nga llamba. Një elektrodë me tension të lartë shkon përgjatë gjatësisë së brendshme të tubit të kuarcit, dhe elektrodat e tokëzimit shkojnë përgjatë gjatësisë së jashtme. Tensionet pulsohen në llambë në frekuenca të larta. Kjo bën që elektronet të rrjedhin brenda elektrodës së brendshme dhe të shkarkohen përmes përzierjes së gazit drejt elektrodave të jashtme të tokëzimit. Ky fenomen shkencor njihet si shkarkim barriere dielektrik (DBD). Ndërsa elektronet udhëtojnë nëpër gaz, ato bashkëveprojnë me atomet dhe krijojnë specie të energjizuara ose të jonizuara që prodhojnë molekula eksimer ose eksipleks. Molekulat eksimer dhe eksipleks kanë një jetë tepër të shkurtër, dhe ndërsa ato zbërthehen nga një gjendje e ngacmuar në një gjendje themelore, emetohen fotone me një shpërndarje kuazi-monokromatike.
FIGURA 7 »Llambë eksimerike
Ndryshe nga llambat me avull zhive, sipërfaqja e tubit të kuarcit të një llambë eksimer nuk nxehet. Si rezultat, shumica e llambave eksimer funksionojnë me pak ose aspak ftohje. Në raste të tjera, kërkohet një nivel i ulët ftohjeje që zakonisht sigurohet nga gazi i azotit. Për shkak të stabilitetit termik të llambës, llambat eksimer ndizen/fiken menjëherë dhe nuk kërkojnë cikle ngrohjeje ose ftohjeje.
Kur llambat eksimerike që rrezatojnë në 172 nm integrohen në kombinim me sistemet kuazi-monokromatike të kurimit UVA-LED dhe llambat me avull zhive me brez të gjerë, prodhohen efekte sipërfaqësore të matjes. Llambat UVA LED përdoren së pari për të xhelizuar kiminë. Llambat eksimerike kuazi-monokromatike përdoren më pas për të polimerizuar sipërfaqen dhe së fundmi llambat me brez të gjerë të zhive lidhin pjesën tjetër të kimisë. Daljet unike spektrale të tre teknologjive të aplikuara në faza të ndara ofrojnë efekte të dobishme optike dhe funksionale të kurimit sipërfaqësor që nuk mund të arrihen me asnjë nga burimet UV më vete.
Gjatësitë e valëve të eksimerit prej 172 dhe 222 nm janë gjithashtu efektive në shkatërrimin e substancave organike të rrezikshme dhe baktereve të dëmshme, gjë që i bën llambat eksimer praktike për pastrimin e sipërfaqeve, dezinfektimin dhe trajtimet e energjisë sipërfaqësore.
Jetëgjatësia e llambës
Lidhur me jetëgjatësinë e llambës ose të llambës, llambat me hark të GEW në përgjithësi arrijnë deri në 2,000 orë. Jetëgjatësia e llambës nuk është absolute, pasi prodhimi UV zvogëlohet gradualisht me kalimin e kohës dhe ndikohet nga faktorë të ndryshëm. Projektimi dhe cilësia e llambës, si dhe kushtet e funksionimit të sistemit UV dhe reaktiviteti i formulës kanë rëndësi. Sistemet UV të projektuara siç duhet sigurojnë që të ofrohet fuqia dhe ftohja e saktë e kërkuar nga projekti specifik i llambës (llambës).
Llambat (llambat) e furnizuara nga GEW ofrojnë gjithmonë jetëgjatësinë më të madhe kur përdoren në sistemet e kurimit GEW. Burimet dytësore të furnizimit në përgjithësi e kanë projektuar llambën me inxhinieri të kundërt nga një mostër, dhe kopjet mund të mos përmbajnë të njëjtën pajisje fundore, diametër kuarci, përmbajtje merkuri ose përzierje gazi, të cilat të gjitha mund të ndikojnë në prodhimin UV dhe gjenerimin e nxehtësisë. Kur gjenerimi i nxehtësisë nuk është i balancuar kundrejt ftohjes së sistemit, llamba vuan si në prodhim ashtu edhe në jetëgjatësi. Llambat që funksionojnë më ftohtë lëshojnë më pak UV. Llambat që funksionojnë më nxehtë nuk zgjasin aq shumë dhe deformohen në temperatura të larta sipërfaqësore.
Jetëgjatësia e llambave me hark elektrodash kufizohet nga temperatura e funksionimit të llambës, numri i orëve të funksionimit dhe numri i ndezjeve ose ndezjeve. Sa herë që një llambë goditet nga një hark me tension të lartë gjatë ndezjes, një pjesë e elektrodës së tungstenit konsumohet. Përfundimisht, llamba nuk do të ndizet përsëri. Llambat me hark elektrodash përfshijnë mekanizma qepenash të cilët, kur aktivizohen, bllokojnë daljen UV si një alternativë ndaj ciklimit të përsëritur të fuqisë së llambës. Bojërat, veshjet dhe ngjitësit më reaktivë mund të rezultojnë në jetëgjatësi më të madhe të llambës; ndërsa formulimet më pak reaktive mund të kërkojnë ndërrime më të shpeshta të llambës.
Sistemet UV-LED janë në thelb më jetëgjatë se llambat konvencionale, por jetëgjatësia e UV-LED nuk është absolute. Ashtu si me llambat konvencionale, LED-et UV kanë kufizime në sa i fortë mund të përdoren dhe në përgjithësi duhet të funksionojnë me temperatura kryqëzimi nën 120 °C. LED-et me mbingarkesë dhe LED-et me ftohje të pamjaftueshme do të kompromentojnë jetëgjatësinë, duke rezultuar në degradim më të shpejtë ose dështim katastrofik. Jo të gjithë furnizuesit e sistemeve UV-LED ofrojnë aktualisht dizajne që përmbushin jetëgjatësitë më të larta të përcaktuara mbi 20,000 orë. Sistemet e projektuara dhe të mirëmbajtura më mirë do të zgjasin përtej 20,000 orëve, dhe sistemet inferiore do të dështojnë brenda dritareve shumë më të shkurtra. Lajmi i mirë është se dizajnet e sistemeve LED vazhdojnë të përmirësohen dhe të zgjasin më shumë me çdo përsëritje të dizajnit.
Ozon
Kur gjatësitë e valëve më të shkurtra UVC ndikojnë në molekulat e oksigjenit (O2), ato shkaktojnë që molekulat e oksigjenit (O2) të ndahen në dy atome oksigjeni (O2). Atomet e lira të oksigjenit (O) më pas përplasen me molekula të tjera të oksigjenit (O2) dhe formojnë ozonin (O3). Meqenëse trioksigjeni (O3) është më pak i qëndrueshëm në nivelin e tokës sesa dioksigjeni (O2), ozoni kthehet lehtësisht në një molekulë oksigjeni (O2) dhe një atom oksigjeni (O) ndërsa lëviz nëpër ajrin atmosferik. Atomet e lira të oksigjenit (O) më pas rikombinohen me njëri-tjetrin brenda sistemit të shkarkimit për të prodhuar molekula oksigjeni (O2).
Për aplikimet industriale të kurimit me UV, ozoni (O3) prodhohet kur oksigjeni atmosferik bashkëvepron me gjatësi vale ultravjollcë nën 240 nm. Burimet e kurimit me avull merkur me brez të gjerë lëshojnë UVC midis 200 dhe 280 nm, të cilat mbivendosen me një pjesë të rajonit gjenerues të ozonit, dhe llambat eksimer lëshojnë UV vakum në 172 nm ose UVC në 222 nm. Ozoni i krijuar nga avujt e merkurit dhe llambat eksimer është i paqëndrueshëm dhe nuk është një shqetësim i rëndësishëm mjedisor, por është e nevojshme që të hiqet nga zona e menjëhershme përreth punëtorëve pasi është një irritues i frymëmarrjes dhe toksik në nivele të larta. Meqenëse sistemet komerciale të kurimit UV-LED lëshojnë prodhim UVA midis 365 dhe 405 nm, ozoni nuk gjenerohet.
Ozoni ka një erë të ngjashme me erën e metalit, një teli që digjet, klorin dhe një shkëndijë elektrike. Shqisat e nuhatjes njerëzore mund të zbulojnë ozonin në nivele të ulëta prej 0.01 deri në 0.03 pjesë për milion (ppm). Ndërsa ndryshon në varësi të personit dhe nivelit të aktivitetit, përqendrimet më të mëdha se 0.4 ppm mund të çojnë në efekte të padëshiruara respiratore dhe dhimbje koke. Ventilimi i duhur duhet të instalohet në linjat e tharjes me UV për të kufizuar ekspozimin e punëtorëve ndaj ozonit.
Sistemet e tharjes me UV janë përgjithësisht të projektuara për të përmbajtur ajrin e nxjerrë ndërsa ai del nga kokat e llambave, në mënyrë që të mund të kanalizohet larg operatorëve dhe jashtë ndërtesës, ku ai dekompozohet natyrshëm në prani të oksigjenit dhe dritës së diellit. Nga ana tjetër, llambat pa ozon përfshijnë një shtesë kuarci që bllokon gjatësitë e valëve që gjenerojnë ozon, dhe objektet që duan të shmangin kanalizimet ose hapjen e vrimave në çati shpesh përdorin filtra në dalje të ventilatorëve të shkarkimit.
Koha e postimit: 19 qershor 2024
