Mvuke wa zebaki, diode inayotoa mwanga (LED), na kipima mwanga ni teknolojia tofauti za taa za kupoza UV. Ingawa zote tatu hutumika katika michakato mbalimbali ya upolimishaji wa fotopolimeri ili kuunganisha wino, mipako, gundi, na vichocheo, mifumo inayozalisha nishati ya UV iliyochomwa, pamoja na sifa za pato linalolingana la spektri, ni tofauti kabisa. Kuelewa tofauti hizi ni muhimu katika utengenezaji wa matumizi na uundaji, uteuzi wa chanzo cha kupoza UV, na ujumuishaji.
Taa za Mvuke za Zebaki
Taa zote mbili za arc za elektrodi na taa za microwave zisizo na elektrodi huangukia katika kundi la mvuke wa zebaki. Taa za mvuke za zebaki ni aina ya taa za kutokwa na gesi zenye shinikizo la wastani ambapo kiasi kidogo cha zebaki ya elementi na gesi isiyo na gesi huvukizwa ndani ya plasma ndani ya mirija ya quartz iliyofungwa. Plasma ni gesi yenye ioni yenye joto la juu sana inayoweza kuendesha umeme. Inazalishwa kwa kutumia volteji ya umeme kati ya elektrodi mbili ndani ya taa ya arc au kwa kupeperusha taa isiyo na elektrodi ndani ya kizimba au uwazi unaofanana na oveni ya microwave ya nyumbani. Mara tu inapovukizwa, plasma ya zebaki hutoa mwanga wa wigo mpana kwenye mawimbi ya urujuanimno, yanayoonekana, na ya infrared.
Katika taa ya umeme ya arc, volteji inayotumika hutia nguvu mirija ya quartz iliyofungwa. Nishati hii huvukiza zebaki kuwa plasma na kutoa elektroni kutoka kwa atomi zilizovukizwa. Sehemu ya elektroni (-) hutiririka kuelekea elektrodi chanya ya tungsten au anodi (+) ya taa na kuingia kwenye saketi ya umeme ya mfumo wa UV. Atomi zenye elektroni mpya zinazopotea huwa katoni zenye nguvu chanya (+) zinazotiririka kuelekea elektrodi ya tungsten au kathodi (-) ya taa iliyochajiwa vibaya. Zinaposogea, katoni hugonga atomi zisizo na nguvu katika mchanganyiko wa gesi. Mguso huhamisha elektroni kutoka kwa atomi zisizo na nguvu hadi katoni. Katoni zinapopata elektroni, huanguka katika hali ya nishati ya chini. Tofauti ya nishati hutolewa kama fotoni zinazotoka nje kutoka kwenye mirija ya quartz. Mradi taa inaendeshwa ipasavyo, imepozwa ipasavyo, na inaendeshwa ndani ya maisha yake muhimu, usambazaji wa mara kwa mara wa katoni mpya (+) huvuta kuelekea elektrodi hasi au kathodi (-), ikigonga atomi zaidi na kutoa utoaji endelevu wa mwanga wa UV. Taa za maikrowevu hufanya kazi kwa njia sawa isipokuwa kwamba maikrowevu, ambayo pia hujulikana kama masafa ya redio (RF), hubadilisha saketi ya umeme. Kwa kuwa taa za maikrowevu hazina elektrodi za tungsten na ni bomba la quartz lililofungwa lenye zebaki na gesi isiyotumia umeme, kwa kawaida hujulikana kama zisizo na elektrodi.
Tokeo la UV la taa za mvuke za zebaki zenye wigo mpana au wigo mpana hufunika mawimbi ya urujuanimno, yanayoonekana, na ya infrared, kwa takriban uwiano sawa. Sehemu ya urujuanimno inajumuisha mchanganyiko wa mawimbi ya UVC (200 hadi 280 nm), UVB (280 hadi 315 nm), UVA (315 hadi 400 nm), na UVV (400 hadi 450 nm). Taa zinazotoa UVC katika mawimbi ya chini ya 240 nm hutoa ozoni na zinahitaji kutolea moshi au kuchujwa.
Pato la spectral kwa taa ya mvuke ya zebaki linaweza kubadilishwa kwa kuongeza kiasi kidogo cha dopants, kama vile: chuma (Fe), gallium (Ga), risasi (Pb), bati (Sn), bismuth (Bi), au indium (In). Vyuma vilivyoongezwa hubadilisha muundo wa plasma na, kwa hivyo, nishati iliyotolewa wakati cations hupata elektroni. Taa zenye metali zilizoongezwa hujulikana kama doped, nyongeza, na halide ya chuma. Wino nyingi zilizoundwa na UV, mipako, gundi, na extrusions zimeundwa ili kuendana na pato la taa za kawaida za zebaki (Hg) au chuma (Fe). Taa zilizoundwa na chuma huhamisha sehemu ya pato la UV hadi mawimbi marefu, yanayoonekana karibu, ambayo husababisha kupenya vizuri kupitia michanganyiko minene na yenye rangi nyingi. Michanganyiko ya UV yenye dioksidi ya titani huwa hupona vyema na taa zilizoundwa na gallium (GA). Hii ni kwa sababu taa za gallium huhamisha sehemu kubwa ya pato la UV kuelekea mawimbi marefu zaidi ya 380 nm. Kwa kuwa viongezeo vya titani dioksidi kwa ujumla havifyonzi mwanga zaidi ya nanomita 380, kutumia taa za galliamu zenye michanganyiko nyeupe huruhusu nishati zaidi ya UV kufyonzwa na vianzishaji mwangaza badala ya viongezeo.
Profaili za Spectral huwapa fomula na watumiaji wa mwisho uwakilishi wa kuona wa jinsi pato la mionzi kwa muundo maalum wa taa linavyosambazwa katika wigo wa sumakuumeme. Ingawa zebaki iliyovukizwa na metali za nyongeza zina sifa zilizobainishwa za mionzi, mchanganyiko sahihi wa vipengele na gesi zisizo na viingilio ndani ya bomba la quartz pamoja na ujenzi wa taa na muundo wa mfumo wa kupoeza vyote huathiri pato la UV. Pato la spektrali la taa isiyounganishwa inayoendeshwa na kupimwa na muuzaji wa taa katika hewa ya wazi litakuwa na pato la spektrali tofauti na taa iliyowekwa ndani ya kichwa cha taa yenye kiakisi na upoezaji kilichoundwa vizuri. Profaili za Spectral zinapatikana kwa urahisi kutoka kwa wauzaji wa mifumo ya UV, na zinafaa katika ukuzaji wa uundaji na uteuzi wa taa.
Wasifu wa kawaida wa spekta huonyesha mwangaza wa spekta kwenye mhimili wa y na urefu wa wimbi kwenye mhimili wa x. Mwangaza wa spekta unaweza kuonyeshwa kwa njia kadhaa ikiwa ni pamoja na thamani kamili (km W/cm2/nm) au vipimo vya kiholela, vya jamaa, au vya kawaida (bila kitengo). Wasifu kwa kawaida huonyesha taarifa kama chati ya mstari au kama chati ya upau ambayo huweka matokeo katika bendi za nm 10. Grafu ifuatayo ya matokeo ya spekta ya taa ya arc ya zebaki inaonyesha mwangaza wa jamaa kuhusiana na urefu wa wimbi kwa mifumo ya GEW (Mchoro 1).
KIELELEZO 1 »Chati za matokeo ya Spectral kwa zebaki na chuma.
Taa ni neno linalotumika kurejelea mirija ya quartz inayotoa UV huko Ulaya na Asia, huku Amerika Kaskazini na Kusini zikitumia mchanganyiko unaoweza kubadilishwa wa balbu na taa. Taa na kichwa cha taa zote hurejelea mkusanyiko kamili unaohifadhi mirija ya quartz na vipengele vingine vyote vya mitambo na umeme.
Taa za Tao za Elektrodi
Mifumo ya taa za arc za elektrode ina kichwa cha taa, feni au kipozezi, usambazaji wa umeme, na kiolesura cha mashine-binadamu (HMI). Kichwa cha taa kinajumuisha taa (balbu), kiakisi, kifuniko cha chuma au kifuniko, kusanyiko la shutter, na wakati mwingine dirisha la quartz au kinga ya waya. GEW huweka mirija yake ya quartz, viakisi, na mifumo ya shutter ndani ya vikusanyiko vya kaseti ambavyo vinaweza kuondolewa kwa urahisi kutoka kwenye kifuniko cha kichwa cha taa cha nje au kifuniko. Kuondoa kaseti ya GEW kwa kawaida hufanywa ndani ya sekunde chache kwa kutumia bisibisi moja ya Allen. Kwa sababu pato la UV, ukubwa na umbo la kichwa cha taa kwa ujumla, vipengele vya mfumo, na mahitaji ya vifaa vya ziada hutofautiana kulingana na matumizi na soko, mifumo ya taa za arc za elektrode kwa ujumla imeundwa kwa ajili ya aina fulani ya programu au aina zinazofanana za mashine.
Taa za mvuke wa zebaki hutoa mwanga wa 360° kutoka kwa bomba la quartz. Mifumo ya taa za arc hutumia viakisi vilivyoko pande na nyuma ya taa ili kunasa na kulenga zaidi mwanga hadi umbali maalum mbele ya kichwa cha taa. Umbali huu unajulikana kama fokasi na ndipo ambapo mwangaza ni mkubwa zaidi. Taa za arc kwa kawaida hutoa katika kiwango cha 5 hadi 12 W/cm2 kwenye fokasi. Kwa kuwa karibu 70% ya matokeo ya UV kutoka kwa kichwa cha taa hutoka kwa kiakisi, ni muhimu kuweka viakisi safi na kuvibadilisha mara kwa mara. Kutosafisha au kubadilisha viakisi ni mchangiaji wa kawaida wa kutokamilika kwa upotevu.
Kwa zaidi ya miaka 30, GEW imekuwa ikiboresha ufanisi wa mifumo yake ya upolimishaji, ikibinafsisha vipengele na matokeo ili kukidhi mahitaji ya programu na masoko maalum, na kutengeneza kwingineko kubwa ya vifaa vya ujumuishaji. Kwa hivyo, matoleo ya kibiashara ya leo kutoka GEW yanajumuisha miundo midogo ya makazi, viakisi vilivyoboreshwa kwa ajili ya uakisi mkubwa wa UV na infrared iliyopunguzwa, mifumo tulivu ya shutter, sketi na nafasi za wavuti, ulaji wa wavuti wa ganda la clam, uingizaji wa nitrojeni, vichwa vyenye shinikizo chanya, kiolesura cha mwendeshaji wa skrini ya kugusa, vifaa vya umeme vya hali ngumu, ufanisi mkubwa wa uendeshaji, ufuatiliaji wa matokeo ya UV, na ufuatiliaji wa mfumo wa mbali.
Wakati taa za elektrodi zenye shinikizo la wastani zinapofanya kazi, halijoto ya uso wa quartz ni kati ya 600 °C na 800 °C, na halijoto ya ndani ya plasma ni sentigredi elfu kadhaa. Hewa ya kulazimishwa ndiyo njia kuu ya kudumisha halijoto sahihi ya uendeshaji wa taa na kuondoa baadhi ya nishati ya infrared inayotolewa. GEW hutoa hewa hii vibaya; hii ina maana kwamba hewa huvutwa kupitia kwenye kizimba, kando ya kiakisi na taa, na huondoa mkusanyiko na mbali na mashine au uso wa kupoeza. Baadhi ya mifumo ya GEW kama vile E4C hutumia upoezaji wa kioevu, ambao huwezesha utoaji mkubwa wa UV na hupunguza ukubwa wa kichwa cha taa kwa ujumla.
Taa za elektrodi zina mizunguko ya kupasha joto na kupoa. Taa hupigwa na upoezaji mdogo. Hii inaruhusu plasma ya zebaki kupanda hadi halijoto ya uendeshaji inayotakiwa, kutoa elektroni na kasheni huru, na kuwezesha mtiririko wa mkondo. Wakati kichwa cha taa kimezimwa, upoezaji unaendelea kufanya kazi kwa dakika chache ili kupoa sawasawa kwenye bomba la quartz. Taa ambayo ni ya joto sana haitagonga tena na lazima iendelee kupoa. Urefu wa mzunguko wa kuanza na kupoa, pamoja na uharibifu wa elektrodi wakati wa kila mgomo wa volteji ndio sababu mifumo ya shutter ya nyumatiki huunganishwa kila wakati katika mikusanyiko ya taa za elektrodi za GEW. Mchoro 2 unaonyesha taa za elektrodi za arc zilizopozwa na hewa (E2C) na zilizopozwa na kioevu (E4C).
MCHORO WA 2 »Taa za elektrodi zilizopozwa kwa kioevu (E4C) na taa za arc za elektrodi zilizopozwa kwa hewa (E2C).
Taa za LED za UV
Vikondishi nusu ni nyenzo imara, zenye fuwele ambazo hupitisha umeme kwa kiasi fulani. Umeme hutiririka kupitia kondakta nusu bora kuliko kihami joto, lakini si vizuri kama kondakta wa metali. Vikondishi nusu vinavyotokea kiasili lakini havifanyi kazi vizuri ni pamoja na vipengele vya silicon, germanium, na seleniamu. Vikondishi nusu vilivyotengenezwa kisanisi vilivyoundwa kwa ajili ya kutoa na ufanisi ni nyenzo misombo yenye uchafu ulioingizwa ndani ya muundo wa fuwele. Katika hali ya LED za UV, alumini gallium nitride (AlGaN) ni nyenzo inayotumika sana.
Semiconductors ni muhimu kwa vifaa vya elektroniki vya kisasa na vimeundwa ili kuunda transistors, diode, diode zinazotoa mwanga, na vichakataji vidogo. Vifaa vya semiconductors vimeunganishwa kwenye saketi za umeme na kuwekwa ndani ya bidhaa kama vile simu za mkononi, kompyuta za mkononi, kompyuta kibao, vifaa vya nyumbani, ndege, magari, vidhibiti vya mbali, na hata vitu vya kuchezea vya watoto. Vipengele hivi vidogo lakini vyenye nguvu hufanya bidhaa za kila siku zifanye kazi huku pia vikiruhusu vitu kuwa vidogo, vyembamba, vyenye uzito mwepesi, na vya bei nafuu zaidi.
Katika hali maalum ya LED, vifaa vya nusu-kondakta vilivyoundwa na kutengenezwa kwa usahihi hutoa bendi nyembamba za mwangaza wa mawimbi vinapounganishwa na chanzo cha umeme cha DC. Mwanga huzalishwa tu wakati mkondo unapita kutoka kwa anodi chanya (+) hadi kwenye kathodi hasi (-) ya kila LED. Kwa kuwa utoaji wa LED unadhibitiwa haraka na kwa urahisi na kwa kiasi cha monochromatic, LED zinafaa zaidi kwa matumizi kama: taa za kiashiria; ishara za mawasiliano ya infrared; taa za nyuma kwa TV, kompyuta za mkononi, kompyuta kibao, na simu mahiri; ishara za kielektroniki, mabango, na jumbotrons; na mwangaza wa UV.
LED ni makutano chanya-hasi (makutano ya pn). Hii ina maana kwamba sehemu moja ya LED ina chaji chanya na inajulikana kama anodi (+), na sehemu nyingine ina chaji hasi na inajulikana kama kathodi (-). Ingawa pande zote mbili zina upitishaji kiasi, mpaka wa makutano ambapo pande hizo mbili hukutana, unaojulikana kama eneo la kupungua, si upitishaji. Wakati kituo chanya (+) cha chanzo cha umeme cha mkondo wa moja kwa moja (DC) kimeunganishwa na anodi (+) ya LED, na kituo cha hasi (-) cha chanzo kimeunganishwa na kathodi (-), elektroni zilizochajiwa vibaya katika kathodi na nafasi za elektroni zilizochajiwa vyema katika anodi hufukuzwa na chanzo cha umeme na kusukumwa kuelekea eneo la kupungua. Huu ni upendeleo wa mbele, na una athari ya kushinda mpaka usio na upitishaji. Matokeo yake ni kwamba elektroni huru katika eneo la aina ya n huvuka na kujaza nafasi zilizo wazi katika eneo la aina ya p. Kadri elektroni zinavyopita kwenye mpaka, hubadilika hadi hali ya nishati ya chini. Kushuka kwa nishati husika hutolewa kutoka kwa nusu-kondakta kama fotoni za mwanga.
Nyenzo na viambato vinavyounda muundo wa fuwele wa LED huamua pato la spectral. Leo, vyanzo vya kupoeza vya LED vinavyopatikana kibiashara vina matokeo ya urujuanimno yanayolenga 365, 385, 395, na 405 nm, uvumilivu wa kawaida wa ± 5 nm, na usambazaji wa spektrali ya Gaussian. Kadiri mng'ao wa kilele cha spektra ulivyo mkubwa (W/cm2/nm), ndivyo kilele cha mkunjo wa kengele kinavyokuwa juu. Ingawa maendeleo ya UVC yanaendelea kati ya 275 na 285 nm, matokeo, uhai, uaminifu, na gharama bado hazijafaa kibiashara kwa mifumo na matumizi ya kupoeza.
Kwa kuwa matokeo ya UV-LED kwa sasa yamepunguzwa kwa urefu mrefu wa mawimbi ya UVA, mfumo wa kupoza UV-LED hautoi sifa ya pato la wigo mpana la taa za mvuke za zebaki zenye shinikizo la kati. Hii ina maana kwamba mifumo ya kupoza UV-LED haitoi UVC, UVB, mwanga unaoonekana zaidi, na mawimbi ya infrared yanayozalisha joto. Ingawa hii inawezesha mifumo ya kupoza UV-LED kutumika katika matumizi nyeti zaidi kwa joto, wino, mipako, na gundi zilizopo zilizoundwa kwa ajili ya taa za zebaki zenye shinikizo la kati lazima zibadilishwe kwa ajili ya mifumo ya kupoza UV-LED. Kwa bahati nzuri, wasambazaji wa kemia wanazidi kubuni matoleo kama tiba mbili. Hii ina maana kwamba fomula ya kupoza mara mbili inayokusudiwa kupoza kwa taa ya UV-LED pia itapoza kwa taa ya mvuke ya zebaki (Mchoro 3).
MCHORO WA 3 »Chati ya matokeo ya Spektrali kwa LED.
Mifumo ya GEW ya kupoeza UV-LED hutoa hadi 30 W/cm2 kwenye dirisha linalotoa mwanga. Tofauti na taa za elektrodi, mifumo ya kupoeza UV-LED haijumuishi viakisi vinavyoelekeza miale ya mwanga kwenye mkazo uliokolea. Kwa hivyo, mwangaza wa kilele wa UV-LED hutokea karibu na dirisha linalotoa mwangaza. Mionzi ya UV-LED inayotolewa hutofautiana kadri umbali kati ya kichwa cha taa na uso wa kupoeza unavyoongezeka. Hii hupunguza mkusanyiko wa mwanga na ukubwa wa mwangaza unaofikia uso wa kupoeza. Ingawa mwangaza wa kilele ni muhimu kwa kuunganisha, mwangaza unaoongezeka sio faida kila wakati na unaweza hata kuzuia msongamano mkubwa wa kuunganisha. Urefu wa mawimbi (nm), mwangaza (W/cm2) na msongamano wa nishati (J/cm2) zote zina jukumu muhimu katika kupoeza, na athari zao za pamoja kwenye kupoeza zinapaswa kueleweka ipasavyo wakati wa uteuzi wa chanzo cha UV-LED.
LED ni vyanzo vya Lambertian. Kwa maneno mengine, kila LED ya UV hutoa pato la mbele sawa katika ulimwengu kamili wa 360° x 180°. LED nyingi za UV, kila moja ikiwa katika mpangilio wa milimita mraba, zimepangwa katika safu moja, matrix ya safu na nguzo, au usanidi mwingine. Viunganishi hivi vidogo, vinavyojulikana kama moduli au safu, vimeundwa kwa nafasi kati ya LED ambazo huhakikisha mchanganyiko katika mapengo na kuwezesha upoevu wa diode. Moduli au safu nyingi kisha hupangwa katika mikusanyiko mikubwa ili kuunda ukubwa tofauti wa mifumo ya upoevu wa UV (Michoro 4 na 5). Vipengele vya ziada vinavyohitajika kujenga mfumo wa upoevu wa UV-LED ni pamoja na sinki ya joto, dirisha la kutoa, viendeshi vya kielektroniki, vifaa vya umeme vya DC, mfumo wa upoevu wa kioevu au kipoevu, na kiolesura cha mashine ya binadamu (HMI).
MCHORO WA 4 »Mfumo wa LeoLED kwa wavuti.
MCHORO 5 »Mfumo wa LeoLED kwa ajili ya usakinishaji wa taa nyingi zenye kasi ya juu.
Kwa kuwa mifumo ya kupoeza ya UV-LED haitoi miale ya infrared. Kwa asili huhamisha nishati kidogo ya joto kwenye uso wa kupoeza kuliko taa za mvuke za zebaki, lakini hii haimaanishi kwamba LED za UV zinapaswa kuzingatiwa kama teknolojia ya kupoeza baridi. Mifumo ya kupoeza ya UV-LED inaweza kutoa miale ya kilele cha juu sana, na miale ya ultraviolet ni aina ya nishati. Pato lolote ambalo halijafyonzwa na kemia litapasha joto sehemu ya chini au substrate pamoja na vipengele vya mashine vinavyozunguka.
LED za UV pia ni vipengele vya umeme vyenye ufanisi mdogo unaosababishwa na muundo na utengenezaji wa nusu-kondakta mbichi pamoja na mbinu za utengenezaji na vipengele vinavyotumika kufungasha LED kwenye kitengo kikubwa cha kupoeza. Ingawa halijoto ya mirija ya mvuke wa zebaki ya quartz lazima ishikiliwe kati ya 600 na 800 °C wakati wa operesheni, halijoto ya makutano ya LED pn lazima ibaki chini ya 120 °C. Ni 35-50% tu ya umeme unaoendesha safu ya UV-LED hubadilishwa kuwa pato la ultraviolet (inategemea sana urefu wa wimbi). Iliyobaki hubadilishwa kuwa joto la joto ambalo lazima liondolewe ili kudumisha halijoto ya makutano inayotakiwa na kuhakikisha mwangaza maalum wa mfumo, msongamano wa nishati, na usawa, pamoja na maisha marefu. LED asili yake ni vifaa vya hali-ngumu vya kudumu kwa muda mrefu, na kuunganisha LED kwenye mikusanyiko mikubwa na mifumo ya kupoeza iliyoundwa na kudumishwa vizuri ni muhimu ili kufikia vipimo vya maisha marefu. Sio mifumo yote ya kupoeza UV iliyo sawa, na mifumo ya kupoeza UV-LED iliyobuniwa na kupoezwa vibaya ina uwezekano mkubwa wa kuzidisha joto na kushindwa vibaya.
Taa za Mseto za Tao/LED
Katika soko lolote ambapo teknolojia mpya kabisa huletwa kama mbadala wa teknolojia iliyopo, kunaweza kuwa na hofu kuhusu kupitishwa pamoja na shaka kuhusu utendaji. Watumiaji watarajiwa mara nyingi huchelewesha kupitishwa hadi msingi wa usakinishaji ulio imara utakapoundwa, tafiti za kesi zinachapishwa, ushuhuda chanya huanza kusambaa kwa wingi, na/au wanapata uzoefu wa moja kwa moja au marejeleo kutoka kwa watu binafsi na kampuni wanazozijua na kuziamini. Ushahidi mgumu mara nyingi unahitajika kabla ya soko zima kuacha kabisa mabadiliko ya zamani na kikamilifu hadi mapya. Haisaidii kwamba hadithi za mafanikio huwa siri zilizofichwa sana kwani wanaopitisha mapema hawataki washindani wapate faida zinazofanana. Matokeo yake, hadithi za kweli na zilizozidishwa za kukata tamaa wakati mwingine zinaweza kusikika kote sokoni zikificha sifa halisi za teknolojia mpya na kuchelewesha zaidi kupitishwa.
Katika historia yote, na kama njia ya kukabiliana na kusita kukubali, miundo mseto mara nyingi imekuwa ikichukuliwa kama daraja la mpito kati ya teknolojia iliyopo na mpya. Mimea mseto huruhusu watumiaji kupata ujasiri na kuamua wenyewe jinsi na wakati bidhaa au mbinu mpya zinapaswa kutumika, bila kuathiri uwezo wa sasa. Katika hali ya ukaushaji wa UV, mfumo mseto huruhusu watumiaji kubadilishana haraka na kwa urahisi kati ya taa za mvuke wa zebaki na teknolojia ya LED. Kwa mistari yenye vituo vingi vya ukaushaji, mimea mseto huruhusu mashinikizo kuendesha LED 100%, mvuke wa zebaki 100%, au mchanganyiko wowote wa teknolojia hizo mbili unahitajika kwa kazi fulani.
GEW hutoa mifumo mseto ya arc/LED kwa vibadilishaji vya wavuti. Suluhisho lilitengenezwa kwa ajili ya lebo kubwa zaidi ya wavuti ya GEW, lebo nyembamba, lakini muundo mseto pia unatumika katika programu zingine za wavuti na zisizo za wavuti (Mchoro 6). Arc/LED inajumuisha kifuniko cha taa cha kawaida ambacho kinaweza kubeba mvuke wa zebaki au kaseti ya LED. Kaseti zote mbili huendeshwa na mfumo wa nguvu na udhibiti wa ulimwengu wote. Ujuzi ndani ya mfumo huwezesha utofautishaji kati ya aina za kaseti na hutoa kiotomatiki kiolesura kinachofaa cha nguvu, upoezaji, na kiolesura cha mwendeshaji. Kuondoa au kusakinisha mojawapo ya mvuke wa zebaki au kaseti za LED za GEW kwa kawaida hufanywa ndani ya sekunde kwa kutumia bisibisi moja ya Allen.
MCHORO 6 »Mfumo wa tao/LED kwa ajili ya wavuti.
Taa za Excimer
Taa za Excimer ni aina ya taa ya kutoa gesi inayotoa nishati ya urujuanimno ya nusu-monochromatic. Ingawa taa za excimer zinapatikana katika mawimbi mengi, matokeo ya kawaida ya urujuanimno yanalenga katikati ya nm 172, 222, 308, na 351. Taa za excimer za nm 172 huanguka ndani ya bendi ya UV ya utupu (nm 100 hadi 200), huku nm 222 zikiwa UVC pekee (nm 200 hadi 280). Taa za excimer za nm 308 hutoa UVB (nm 280 hadi 315), na nm 351 ni UVA thabiti (nm 315 hadi 400).
Mawimbi ya UV ya utupu ya nanomita 172 ni mafupi na yana nishati zaidi kuliko UVC; hata hivyo, yanajitahidi kupenya ndani kabisa ya vitu. Kwa kweli, mawimbi ya nanomita 172 hufyonzwa kabisa ndani ya nanomita 10 hadi 200 za juu za kemia iliyotengenezwa na UV. Kwa hivyo, taa za excimer za nanomita 172 zitaunganisha tu uso wa nje wa michanganyiko ya UV na lazima ziunganishwe pamoja na vifaa vingine vya kupoza. Kwa kuwa mawimbi ya UV ya utupu pia hufyonzwa na hewa, taa za excimer za nanomita 172 lazima ziendeshwe katika angahewa iliyojaa nitrojeni.
Taa nyingi za excimer zinajumuisha mirija ya quartz ambayo hutumika kama kizuizi cha dielectric. Mrija umejazwa na gesi adimu zinazoweza kutengeneza molekuli za excimer au exciplex (Mchoro 7). Gesi tofauti hutoa molekuli tofauti, na molekuli tofauti za msisimko huamua ni mawimbi gani yanayotolewa na taa. Elektrodi yenye volteji nyingi huendesha kando ya urefu wa ndani wa mirija ya quartz, na elektrodi za ardhini huendesha kando ya urefu wa nje. Voltage huingizwa ndani ya taa kwa masafa ya juu. Hii husababisha elektroni kutiririka ndani ya elektrodi ya ndani na kutolewa kwenye mchanganyiko wa gesi kuelekea elektrodi za ardhini za nje. Jambo hili la kisayansi linajulikana kama discharge ya kizuizi cha dielectric (DBD). Elektroni zinaposafiri kupitia gesi, huingiliana na atomi na kuunda spishi zenye nguvu au ioni zinazozalisha molekuli za excimer au exciplex. Molekuli za excimer na exciplex zina maisha mafupi sana, na zinapooza kutoka hali ya msisimko hadi hali ya ardhini, fotoni za usambazaji wa nusu-monochromatic hutolewa.
MCHORO WA 7 »Taa ya Excimer
Tofauti na taa za mvuke za zebaki, uso wa mirija ya quartz ya taa ya excimer haupati joto. Kwa hivyo, taa nyingi za excimer hufanya kazi kwa upoezaji mdogo au bila upoezaji wowote. Katika hali nyingine, kiwango cha chini cha upoezaji kinahitajika ambacho kwa kawaida hutolewa na gesi ya nitrojeni. Kutokana na uthabiti wa joto wa taa, taa za excimer huwashwa/zimwa papo hapo na hazihitaji mizunguko ya kupasha joto au kupoa.
Wakati taa za excimer zinazong'aa kwa 172 nm zinapounganishwa pamoja na mifumo ya UVA-LED ya nusu-monochromatic na taa za mvuke za zebaki za broadband, athari za uso wa zebaki huzalishwa. Taa za LED za UVA hutumika kwanza kulainisha kemia. Taa za excimer za nusu-monochromatic kisha hutumika kupolimisha uso, na mwishowe taa za zebaki za broadband huunganisha kemia iliyobaki. Matokeo ya kipekee ya spektri ya teknolojia tatu zinazotumika katika hatua tofauti hutoa athari za macho na utendaji kazi wa uso ambazo haziwezi kupatikana na chanzo chochote cha UV peke yake.
Mawimbi ya Excimer ya 172 na 222 nm pia yanafaa katika kuharibu vitu vyenye hatari vya kikaboni na bakteria hatari, jambo ambalo hufanya taa za excimer kuwa muhimu kwa kusafisha uso, kuua vijidudu, na matibabu ya nishati ya uso.
Maisha ya Taa
Kuhusu muda wa taa au balbu, taa za GEW kwa ujumla hukaa hadi saa 2,000. Muda wa taa si wa uhakika, kwani utoaji wa UV hupungua polepole baada ya muda na huathiriwa na mambo mbalimbali. Muundo na ubora wa taa, pamoja na hali ya uendeshaji wa mfumo wa UV na utendakazi wa uundaji ni muhimu. Mifumo ya UV iliyoundwa vizuri inahakikisha kwamba nguvu na upoezaji sahihi unaohitajika na muundo maalum wa taa (balbu) hutolewa.
Taa (balbu) zinazotolewa na GEW hutoa muda mrefu zaidi wa matumizi zinapotumika katika mifumo ya ukaushaji ya GEW. Vyanzo vya ugavi vya pili kwa ujumla vimebadilisha taa kutoka kwa sampuli, na nakala hizo zinaweza zisiwe na sehemu sawa ya kuwekea, kipenyo cha quartz, kiwango cha zebaki, au mchanganyiko wa gesi, ambazo zote zinaweza kuathiri uzalishaji wa UV na uzalishaji wa joto. Wakati uzalishaji wa joto haulinganishwi dhidi ya upoezaji wa mfumo, taa huathiriwa katika uzalishaji na maisha yake. Taa zinazofanya kazi kwa baridi hutoa UV kidogo. Taa zinazofanya kazi kwa joto zaidi hazidumu kwa muda mrefu na hupinda kwenye halijoto ya juu ya uso.
Muda wa taa za arc za elektrodi unapunguzwa na halijoto ya uendeshaji wa taa, idadi ya saa za kukimbia, na idadi ya kuanza au kugonga. Kila wakati taa inapopigwa na arc yenye volteji nyingi wakati wa kuwasha, sehemu ya elektrodi ya tungsten huchakaa. Hatimaye, taa haitagonga tena. Taa za arc za elektrodi hujumuisha mifumo ya shutter ambayo, inapounganishwa, huzuia utoaji wa UV kama njia mbadala ya kuzungusha nguvu ya taa mara kwa mara. Wino, mipako, na gundi zinazofanya kazi zaidi zinaweza kusababisha muda mrefu wa taa; ilhali, michanganyiko midogo ya kufanya kazi inaweza kuhitaji mabadiliko ya mara kwa mara ya taa.
Mifumo ya UV-LED hudumu kwa muda mrefu zaidi kuliko taa za kawaida, lakini maisha ya UV-LED pia si jambo la kawaida. Kama ilivyo kwa taa za kawaida, LED za UV zina mipaka ya jinsi zinavyoweza kuendeshwa kwa nguvu na kwa ujumla lazima zifanye kazi na halijoto ya makutano chini ya 120 °C. LED zinazoendeshwa kupita kiasi na LED zisizopoa vizuri zitaathiri maisha, na kusababisha uharibifu wa haraka zaidi au kushindwa kwa janga. Sio wasambazaji wote wa mifumo ya UV-LED kwa sasa hutoa miundo inayokidhi maisha ya juu zaidi yaliyowekwa kwa zaidi ya saa 20,000. Mifumo iliyoundwa na kutunzwa vizuri zaidi itadumu zaidi ya saa 20,000, na mifumo duni itashindwa ndani ya madirisha mafupi zaidi. Habari njema ni kwamba miundo ya mifumo ya LED inaendelea kuboreshwa na kudumu kwa muda mrefu zaidi kwa kila uundaji wa muundo.
Ozon
Wakati mawimbi mafupi ya UVC yanapogusa molekuli za oksijeni (O2), husababisha molekuli za oksijeni (O2) kugawanyika katika atomi mbili za oksijeni (O2). Atomi za oksijeni huru (O) kisha zinagongana na molekuli zingine za oksijeni (O2) na kuunda ozoni (O3). Kwa kuwa trioksijeni (O3) haina utulivu katika usawa wa ardhi kuliko dioksijeni (O2), ozoni hurudi kwa urahisi kuwa molekuli ya oksijeni (O2) na atomi ya oksijeni (O) inapopita kwenye hewa ya angahewa. Atomi za oksijeni huru (O2) kisha huchanganyikana ndani ya mfumo wa kutolea moshi ili kutoa molekuli za oksijeni (O2).
Kwa matumizi ya viwandani ya kuponya UV, ozoni (O3) huzalishwa wakati oksijeni ya anga inapoingiliana na mawimbi ya urujuanimno chini ya nm 240. Vyanzo vya kuponya mvuke wa zebaki pana hutoa UVC kati ya nm 200 na 280, ambayo huingiliana na sehemu ya eneo linalozalisha ozoni, na taa za excimer hutoa UV ya utupu kwa nm 172 au UVC kwa nm 222. Ozoni inayoundwa na mvuke wa zebaki na taa za excimer za kuponya si thabiti na si jambo muhimu kwa mazingira, lakini ni muhimu iondolewe kutoka eneo la karibu linalozunguka wafanyakazi kwani ni kichocheo cha kupumua na sumu katika viwango vya juu. Kwa kuwa mifumo ya kibiashara ya kuponya UV-LED hutoa pato la UVA kati ya nm 365 na 405, ozoni haizalishwi.
Ozoni ina harufu inayofanana na harufu ya chuma, waya inayowaka, klorini, na cheche ya umeme. Hisia za kunusa za binadamu zinaweza kugundua ozoni kwa kiwango cha chini cha sehemu 0.01 hadi 0.03 kwa milioni (ppm). Ingawa inatofautiana kulingana na mtu na kiwango cha shughuli, viwango vya juu kuliko 0.4 ppm vinaweza kusababisha athari mbaya za kupumua na maumivu ya kichwa. Uingizaji hewa mzuri unapaswa kuwekwa kwenye mistari ya kuponya UV ili kupunguza uwezekano wa mfanyakazi kuathiriwa na ozoni.
Mifumo ya kuponya UV kwa ujumla imeundwa ili kudhibiti hewa ya kutolea moshi inapotoka kwenye vichwa vya taa ili iweze kupitishiwa mifereji mbali na waendeshaji na nje ya jengo ambapo huharibika kiasili mbele ya oksijeni na mwanga wa jua. Vinginevyo, taa zisizo na ozoni hujumuisha nyongeza ya quartz ambayo huzuia mawimbi yanayozalisha ozoni, na vifaa vinavyotaka kuepuka kupitishia mifereji au kukata mashimo kwenye paa mara nyingi hutumia vichujio kwenye njia ya kutokea ya feni za kutolea moshi.
Muda wa chapisho: Juni-19-2024
