Ի՞նչ տեսակի ուլտրամանուշակագույն կարծրացման աղբյուրներ են կիրառվում ուլտրամանուշակագույն կարծրացման համակարգում:

Սնդիկի գոլորշին, լույս արձակող դիոդը (LED) և էքսիմերը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ կարծրացման լամպերի տարբեր տեխնոլոգիաներ են: Չնայած երեքն էլ օգտագործվում են տարբեր ֆոտոպոլիմերացման գործընթացներում՝ թանաքների, ծածկույթների, սոսինձների և էքստրուզիաների խաչաձև կապման համար, ճառագայթվող ուլտրամանուշակագույն էներգիան առաջացնող մեխանիզմները, ինչպես նաև համապատասխան սպեկտրալ ելքի բնութագրերը, բոլորովին տարբեր են: Այս տարբերությունների հասկացումը կարևոր է կիրառման և բանաձևերի մշակման, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ կարծրացման աղբյուրի ընտրության և ինտեգրման համար:

Սնդիկի գոլորշու լամպեր

Ե՛վ էլեկտրոդային աղեղային լամպերը, և՛ էլեկտրոդազուրկ միկրոալիքային լամպերը դասվում են սնդիկային գոլորշու կատեգորիայի մեջ: Սնդիկի գոլորշու լամպերը միջին ճնշման, գազային պարպման լամպերի տեսակ են, որոնցում տարրական սնդիկի և իներտ գազի փոքր քանակությունը գոլորշիանում է պլազմայի մեջ՝ կնքված քվարցային խողովակի ներսում: Պլազման աներևակայելի բարձր ջերմաստիճանի իոնացված գազ է, որը կարող է էլեկտրականություն հաղորդել: Այն արտադրվում է աղեղային լամպի ներսում երկու էլեկտրոդների միջև էլեկտրական լարում կիրառելով կամ էլեկտրոդազուրկ լամպը միկրոալիքային վառարանում տաքացնելով պատյանի կամ խոռոչի ներսում, որը կոնցեպցիայով նման է կենցաղային միկրոալիքային վառարանին: Գոլորշիանալուց հետո սնդիկային պլազման արձակում է լայն սպեկտրի լույս՝ ուլտրամանուշակագույն, տեսանելի և ինֆրակարմիր ալիքի երկարություններով:

Էլեկտրական աղեղային լամպի դեպքում կիրառվող լարումը էներգիա է հաղորդում կնքված քվարցե խողովակին: Այս էներգիան գոլորշիացնում է սնդիկը պլազմայի և արտանետում էլեկտրոններ գոլորշիացած ատոմներից: Էլեկտրոնների մի մասը (-) հոսում է դեպի լամպի դրական վոլֆրամային էլեկտրոդ կամ անոդ (+) և դեպի ուլտրամանուշակագույն համակարգի էլեկտրական շղթա: Նոր բացակայող էլեկտրոններով ատոմները դառնում են դրական էներգիայով լցված կատիոններ (+), որոնք հոսում են դեպի լամպի բացասական լիցքավորված վոլֆրամային էլեկտրոդ կամ կաթոդ (-): Շարժվելիս կատիոնները հարվածում են գազային խառնուրդի չեզոք ատոմներին: Հարվածը էլեկտրոնները չեզոք ատոմներից փոխանցում է կատիոնների: Երբ կատիոնները էլեկտրոններ են ստանում, դրանք ընկնում են ավելի ցածր էներգիայի վիճակի: Էներգիայի տարբերությունը լիցքաթափվում է, քանի որ ֆոտոնները ճառագայթում են քվարցե խողովակից դուրս: Եթե լամպը համապատասխանաբար սնուցվում է, ճիշտ սառեցվում և աշխատում է իր օգտակար ծառայության ժամկետի ընթացքում, նոր ստեղծված կատիոնների (+) անընդհատ մատակարարումը ձգվում է դեպի բացասական էլեկտրոդ կամ կաթոդ (-), հարվածելով ավելի շատ ատոմների և առաջացնելով ուլտրամանուշակագույն լույսի անընդհատ ճառագայթում: Միկրոալիքային լամպերը գործում են նմանատիպ ձևով, բացառությամբ այն բանի, որ միկրոալիքային լամպերը, որոնք հայտնի են նաև որպես ռադիոհաճախականության (RF), փոխարինում են էլեկտրական շղթան: Քանի որ միկրոալիքային լամպերը վոլֆրամե էլեկտրոդներ չունեն և պարզապես կնքված քվարցային խողովակ են, որը պարունակում է սնդիկ և իներտ գազ, դրանք սովորաբար անվանում են էլեկտրոդազուրկ։

Լայնաշերտ կամ լայն սպեկտրի սնդիկային գոլորշու լամպերի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը տարածվում է ուլտրամանուշակագույն, տեսանելի և ինֆրակարմիր ալիքի երկարությունների վրա՝ մոտավորապես հավասար համամասնությամբ: Ուլտրամանուշակագույն մասը ներառում է UVC (200-ից 280 նմ), UVB (280-ից 315 նմ), UVA (315-ից 400 նմ) ​​և UVV (400-ից 450 նմ) ​​ալիքի երկարությունների խառնուրդ: 240 նմ-ից ցածր ալիքի երկարությամբ UVC ճառագայթող լամպերը առաջացնում են օզոն և պահանջում են արտանետում կամ ֆիլտրացիա:

Սնդիկի գոլորշու լամպի սպեկտրալ ելքը կարող է փոփոխվել՝ ավելացնելով փոքր քանակությամբ լցոնիչներ, ինչպիսիք են՝ երկաթը (Fe), գալիումը (Ga), կապարը (Pb), անագը (Sn), բիսմութը (Bi) կամ ինդիումը (In): Ավելացված մետաղները փոխում են պլազմայի կազմը և, հետևաբար, կատիոնների էլեկտրոններ ձեռք բերելիս անջատված էներգիան: Ավելացված մետաղներով լամպերը կոչվում են լցոնված, ադիդիվային և մետաղական հալոգենիդ: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ թանաքների, ծածկույթների, սոսինձների և էքստրուզիաների մեծ մասը նախագծված են ստանդարտ սնդիկով (Hg) կամ երկաթով (Fe) լցոնված լամպերի ելքին համապատասխանելու համար: Երկաթով լցոնված լամպերը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մի մասը տեղափոխում են ավելի երկար, գրեթե տեսանելի ալիքի երկարությունների, ինչը հանգեցնում է ավելի լավ ներթափանցման ավելի խիտ, խիստ գունանյութերով բանաձևերի միջով: Տիտանի երկօքսիդ պարունակող ուլտրամանուշակագույն բանաձևերը հակված են ավելի լավ չորանալու գալիումով (GA) լցոնված լամպերով: Դա պայմանավորված է նրանով, որ գալիումային լամպերը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման զգալի մասը տեղափոխում են դեպի 380 նմ-ից ավելի երկար ալիքի երկարություններ: Քանի որ տիտանի երկօքսիդի հավելումները սովորաբար չեն կլանում 380 նմ-ից բարձր լույսը, սպիտակ բանաձևերով գալիումային լամպերի օգտագործումը թույլ է տալիս ֆոտոինիցիատորների կողմից ավելի շատ ուլտրամանուշակագույն էներգիա կլանել՝ ի տարբերություն հավելումների։

Սպեկտրալ պրոֆիլները բանաձևեր մշակողներին և վերջնական օգտագործողներին տրամադրում են տեսողական պատկերացում այն ​​մասին, թե ինչպես է լամպի որոշակի դիզայնի ճառագայթվող ելքը բաշխվում էլեկտրամագնիսական սպեկտրում: Մինչդեռ գոլորշիացված սնդիկը և հավելանյութերի մետաղները ունեն սահմանված ճառագայթման բնութագրեր, քվարցային խողովակի ներսում գտնվող տարրերի և իներտ գազերի ճշգրիտ խառնուրդը, լամպի կառուցվածքի և կարծրացման համակարգի դիզայնի հետ միասին, ազդում են ուլտրամանուշակագույն ելքի վրա: Բացօթյա պայմաններում լամպերի մատակարարի կողմից սնուցվող և չափվող ոչ ինտեգրված լամպի սպեկտրալ ելքը կունենա տարբեր սպեկտրալ ելք, քան լամպի գլխիկի մեջ տեղադրված լամպը՝ պատշաճ կերպով նախագծված անդրադարձիչով և սառեցմամբ: Սպեկտրալ պրոֆիլները հեշտությամբ հասանելի են ուլտրամանուշակագույն համակարգի մատակարարներից և օգտակար են բանաձևի մշակման և լամպի ընտրության համար:

Սովորական սպեկտրալ պրոֆիլը սպեկտրալ ճառագայթումը y առանցքի վրա և ալիքի երկարությունը x առանցքի վրա է ցույց տալիս: Սպեկտրալ ճառագայթումը կարող է ցուցադրվել մի քանի եղանակներով, ներառյալ բացարձակ արժեքը (օրինակ՝ Վտ/սմ2/նմ) կամ կամայական, հարաբերական կամ նորմալացված (միավոր չհաշվարկված) չափումները: Պրոֆիլները սովորաբար տեղեկատվությունը ցուցադրում են կամ գծային դիագրամի, կամ սյունակային դիագրամի տեսքով, որը ելքը խմբավորում է 10 նմ տիրույթներում: Հետևյալ սնդիկային աղեղային լամպի սպեկտրալ ելքային գրաֆիկը ցույց է տալիս GEW համակարգերի հարաբերական ճառագայթումը ալիքի երկարության նկատմամբ (Նկար 1):

ՆԿԱՐ 1 »Սնդիկի և երկաթի սպեկտրալ ելքային գրաֆիկները։
Եվրոպայում և Ասիայում «լամպ» տերմինն օգտագործվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում ունեցող քվարցե խողովակի համար, մինչդեռ Հյուսիսային և Հարավային Ամերիկայում սովորաբար օգտագործվում է լամպի և լամպի փոխարինելի խառնուրդ: Լամպը և լամպի գլխիկը վերաբերում են քվարցե խողովակի և մյուս բոլոր մեխանիկական և էլեկտրական բաղադրիչների ամբողջական հավաքածուին:

Էլեկտրոդային աղեղային լամպեր

Էլեկտրոդային աղեղային լամպերի համակարգերը բաղկացած են լամպի գլխիկից, սառեցման օդափոխիչից կամ սառեցուցիչից, էլեկտրամատակարարումից և մարդ-մեքենա ինտերֆեյսից (HMI): Լամպի գլխիկը ներառում է լամպ (լամպ), անդրադարձիչ, մետաղական պատյան կամ պատյան, փակաղակի հավաքածու և երբեմն քվարցե պատուհան կամ մետաղալարե պաշտպանիչ: GEW-ն իր քվարցե խողովակները, անդրադարձիչները և փակաղակի մեխանիզմները տեղադրում է կասետային հավաքածուների մեջ, որոնք կարող են հեշտությամբ հանվել լամպի գլխիկի արտաքին պատյանից կամ պատյանից: GEW կասետի հեռացումը սովորաբար կատարվում է վայրկյանների ընթացքում՝ օգտագործելով մեկ Ալլեն բանալի: Քանի որ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, լամպի գլխիկի ընդհանուր չափը և ձևը, համակարգի առանձնահատկությունները և օժանդակ սարքավորումների կարիքները տարբերվում են կիրառությունից և շուկայից, էլեկտրոդային աղեղային լամպերի համակարգերը սովորաբար նախագծված են կիրառությունների տվյալ կատեգորիայի կամ նմանատիպ մեքենաների տեսակների համար:

Սնդիկի գոլորշու լամպերը քվարցային խողովակից արձակում են 360° լույս: Աղեղային լամպերի համակարգերը օգտագործում են լամպի կողքերին և հետևի մասում տեղադրված անդրադարձիչներ՝ լամպի գլխիկի առջևի որոշակի հեռավորության վրա լույսի ավելի մեծ մասը որսալու և կենտրոնացնելու համար: Այս հեռավորությունը հայտնի է որպես ֆոկուս և այն վայրն է, որտեղ ճառագայթումն ամենամեծն է: Աղեղային լամպերը ֆոկուսում սովորաբար արձակում են 5-ից 12 Վտ/սմ2 միջակայքում: Քանի որ լամպի գլխիկից արձակվող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մոտ 70%-ը գալիս է անդրադարձիչից, կարևոր է արտացոլիչները մաքուր պահել և պարբերաբար փոխարինել դրանք: Անդրադարձիչների չմաքրումը կամ չփոխարինումը անբավարար կարծրացման տարածված պատճառ է:

Ավելի քան 30 տարի GEW-ն բարելավել է իր չորացման համակարգերի արդյունավետությունը, հարմարեցնելով առանձնահատկությունները և ելքային հզորությունը՝ համապատասխանեցնելով կոնկրետ կիրառությունների և շուկաների կարիքներին, և մշակելով ինտեգրացիոն պարագաների լայն տեսականի: Արդյունքում, GEW-ի այսօրվա առևտրային առաջարկները ներառում են կոմպակտ պատյանների դիզայն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ավելի մեծ անդրադարձման և ինֆրակարմիր ճառագայթման նվազեցման համար օպտիմալացված անդրադարձիչներ, անաղմուկ ինտեգրալ փակիչի մեխանիզմներ, ցանցի փեշեր և ճեղքեր, կեռիկավոր ցանցի սնուցում, ազոտի իներցիա, դրական ճնշման գլխիկներ, սենսորային էկրանով օպերատորի ինտերֆեյս, պինդ վիճակի սնուցման աղբյուրներ, ավելի մեծ գործառնական արդյունավետություն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ելքային մոնիթորինգ և հեռակառավարվող համակարգի մոնիթորինգ:

Երբ միջին ճնշման էլեկտրոդային լամպերը աշխատում են, քվարցի մակերեսի ջերմաստիճանը 600°C-ից մինչև 800°C է, իսկ ներքին պլազմայի ջերմաստիճանը՝ մի քանի հազար աստիճան Ցելսիուսի։ Հարկադիր օդը լամպի աշխատանքային ճիշտ ջերմաստիճանը պահպանելու և ճառագայթվող ինֆրակարմիր էներգիայի մի մասը հեռացնելու հիմնական միջոցն է։ GEW-ն այս օդը մատակարարում է բացասաբար. սա նշանակում է, որ օդը քաշվում է պատյանի միջով, անդրադարձիչի և լամպի երկայնքով, և դուրս է մղվում հավաքվածքից՝ հեռացնելով մեքենան կամ չորացման մակերեսը։ Որոշ GEW համակարգեր, ինչպիսին է E4C-ն, օգտագործում են հեղուկ սառեցում, որը հնարավորություն է տալիս մի փոքր ավելի մեծ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման արտանետում և նվազեցնում լամպի գլխիկի ընդհանուր չափը։

Էլեկտրոդային աղեղային լամպերն ունեն տաքացման և սառեցման ցիկլեր։ Լամպերը վառվում են նվազագույն սառեցմամբ։ Սա թույլ է տալիս սնդիկային պլազմային բարձրանալ մինչև ցանկալի աշխատանքային ջերմաստիճանը, առաջացնել ազատ էլեկտրոններ և կատիոններ և ապահովել հոսանքի հոսքը։ Երբ լամպի գլխիկը անջատված է, սառեցումը շարունակում է աշխատել մի քանի րոպե՝ քվարցե խողովակը հավասարաչափ սառեցնելու համար։ Չափազանց տաք լամպը չի վերամիավորվի և պետք է շարունակի սառեցնել։ Մեկնարկի և սառեցման ցիկլի տևողությունը, ինչպես նաև էլեկտրոդների քայքայումը յուրաքանչյուր լարման ազդեցության ժամանակ, այն է, որ պնևմատիկ փակաղակի մեխանիզմները միշտ ինտեգրված են GEW էլեկտրոդային աղեղային լամպերի հավաքույթներում։ Նկար 2-ը ցույց է տալիս օդով սառեցվող (E2C) և հեղուկով սառեցվող (E4C) էլեկտրոդային աղեղային լամպերը։

ՆԿԱՐ 2 »Հեղուկով սառեցվող (E4C) և օդով սառեցվող (E2C) էլեկտրոդային աղեղային լամպեր։

Ուլտրամանուշակագույն LED լամպեր

Կիսահաղորդիչները պինդ, բյուրեղային նյութեր են, որոնք որոշ չափով հաղորդունակ են: Էլեկտրաէներգիան կիսահաղորդչի միջով ավելի լավ է հոսում, քան մեկուսիչի միջով, բայց ոչ այնքան լավ, որքան մետաղական հաղորդչի միջով: Բնականաբար առաջացող, բայց բավականին անարդյունավետ կիսահաղորդիչների թվում են սիլիցիումը, գերմանիումը և սելենը: Արտադրողականության և արդյունավետության համար նախատեսված սինթետիկորեն պատրաստված կիսահաղորդիչները բարդ նյութեր են, որոնց խառնուրդները ճշգրիտ ներծծված են բյուրեղային կառուցվածքում: Ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդների դեպքում ալյումին-գալիումի նիտրիդը (AlGaN) լայնորեն օգտագործվող նյութ է:

Կիսահաղորդիչները ժամանակակից էլեկտրոնիկայի հիմնարար տարրերն են և նախագծված են տրանզիստորներ, դիոդներ, լուսադիոդներ և միկրոպրոցեսորներ ստեղծելու համար: Կիսահաղորդչային սարքերը ինտեգրվում են էլեկտրական շղթաների մեջ և տեղադրվում այնպիսի ապրանքների ներսում, ինչպիսիք են բջջային հեռախոսները, նոութբուքերը, պլանշետները, կենցաղային տեխնիկան, ինքնաթիռները, մեքենաները, հեռակառավարման վահանակները և նույնիսկ մանկական խաղալիքները: Այս փոքրիկ, բայց հզոր բաղադրիչները ապահովում են առօրյա ապրանքների ֆունկցիոնալությունը՝ միաժամանակ թույլ տալով, որ դրանք լինեն կոմպակտ, ավելի բարակ, թեթև և ավելի մատչելի:

ԼԵԴ-երի հատուկ դեպքում, ճշգրիտ նախագծված և պատրաստված կիսահաղորդչային նյութերը լույսի համեմատաբար նեղ ալիքի երկարության գոտիներ են արձակում, երբ միացված են հաստատուն հոսանքի աղբյուրին: Լույսը առաջանում է միայն այն ժամանակ, երբ հոսանքը հոսում է դրական անոդից (+) դեպի յուրաքանչյուր ԼԵԴ-ի բացասական կաթոդը (-): Քանի որ ԼԵԴ-ի ելքը արագ և հեշտությամբ կառավարվում է և կիսամոնոքրոմատիկ է, ԼԵԴ-երը իդեալականորեն հարմար են օգտագործման համար որպես՝ ցուցիչ լույսեր, ինֆրակարմիր կապի ազդանշաններ, հեռուստացույցների, նոութբուքերի, պլանշետների և սմարթֆոնների լուսավորություն, էլեկտրոնային ցուցանակներ, գովազդային վահանակներ և ջամբոտրոններ, ինչպես նաև ուլտրամանուշակագույն կարծրացում:

ԼԵԴ-ը դրական-բացասական միացում է (pn միացում): Սա նշանակում է, որ ԼԵԴ-ի մեկ մասը ունի դրական լիցք և կոչվում է անոդ (+), իսկ մյուս մասը՝ բացասական լիցք և կոչվում է կաթոդ (-): Չնայած երկու կողմերն էլ համեմատաբար հաղորդիչ են, միացման սահմանը, որտեղ երկու կողմերն էլ հանդիպում են, որը հայտնի է որպես սպառման գոտի, հաղորդիչ չէ: Երբ հաստատուն հոսանքի (DC) սնուցման աղբյուրի դրական (+) ծայրը միացված է ԼԵԴ-ի անոդին (+), իսկ աղբյուրի բացասական (-) ծայրը միացված է կաթոդին (-), կաթոդի բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները և անոդի դրական լիցքավորված էլեկտրոնային թափուր տեղերը վանվում են սնուցման աղբյուրի կողմից և մղվում դեպի սպառման գոտի: Սա ուղիղ շեղում է, և այն ունի ոչ հաղորդիչ սահմանի հաղթահարման ազդեցություն: Արդյունքում, n-տիպի տիրույթում ազատ էլեկտրոնները հատվում և լրացնում են p-տիպի տիրույթում թափուր տեղերը: Երբ էլեկտրոնները հոսում են սահմանի վրայով, դրանք անցնում են ավելի ցածր էներգիայի վիճակի: Էներգիայի համապատասխան անկումը կիսահաղորդչից անջատվում է լույսի ֆոտոնների տեսքով:

Բյուրեղային LED կառուցվածքը կազմող նյութերն ու խառնուրդները որոշում են սպեկտրալ ելքը: Այսօր առևտրային առումով մատչելի LED կարծրացման աղբյուրներն ունեն ուլտրամանուշակագույն ելքեր, որոնք կենտրոնացած են 365, 385, 395 և 405 նմ ալիքների վրա, ±5 նմ տիպիկ հանդուրժողականությամբ և գաուսյան սպեկտրալ բաշխմամբ: Որքան մեծ է գագաթնակետային սպեկտրալ ճառագայթումը (Վտ/սմ2/նմ), այնքան բարձր է զանգակային կորի գագաթնակետը: Չնայած UVC մշակումը շարունակվում է 275 և 285 նմ միջև, ելքը, կյանքի տևողությունը, հուսալիությունը և արժեքը դեռևս առևտրային առումով կենսունակ չեն կարծրացման համակարգերի և կիրառությունների համար:

Քանի որ UV-LED ճառագայթումը ներկայումս սահմանափակվում է ավելի երկար UVA ալիքի երկարություններով, UV-LED կարծրացման համակարգը չի արձակում միջին ճնշման սնդիկային գոլորշու լամպերի լայնաշերտ սպեկտրալ ճառագայթման բնութագրիչը։ Սա նշանակում է, որ UV-LED կարծրացման համակարգերը չեն արձակում UVC, UVB, տեսանելի լույսի մեծ մասը և ջերմություն առաջացնող ինֆրակարմիր ալիքի երկարություններ։ Չնայած սա թույլ է տալիս UV-LED կարծրացման համակարգերն օգտագործել ավելի ջերմազգայուն կիրառություններում, միջին ճնշման սնդիկային լամպերի համար մշակված առկա թանաքները, ծածկույթները և սոսինձները պետք է վերաձևակերպվեն UV-LED կարծրացման համակարգերի համար։ Բարեբախտաբար, քիմիական նյութերի մատակարարները ավելի ու ավելի են նախագծում առաջարկներ՝ որպես կրկնակի կարծրացման համակարգեր։ Սա նշանակում է, որ UV-LED լամպով կարծրացման համար նախատեսված կրկնակի կարծրացման բանաձևը նույնպես կկարծրանա սնդիկային գոլորշու լամպով (Նկար 3):

ՆԿԱՐ 3 »LED-ի սպեկտրալ ելքային գրաֆիկը։

GEW-ի UV-LED կարծրացման համակարգերը ճառագայթող պատուհանում արձակում են մինչև 30 Վտ/սմ2: Ի տարբերություն էլեկտրոդային աղեղային լամպերի, UV-LED կարծրացման համակարգերը չեն ներառում անդրադարձիչներ, որոնք լույսի ճառագայթներն ուղղորդում են կենտրոնացված ֆոկուսի: Արդյունքում, UV-LED գագաթնակետային ճառագայթումը տեղի է ունենում ճառագայթող պատուհանի մոտ: Ճառագայթվող UV-LED ճառագայթները տարբերվում են միմյանցից, երբ լամպի գլխիկի և կարծրացման մակերեսի միջև հեռավորությունը մեծանում է: Սա նվազեցնում է լույսի կոնցենտրացիան և կարծրացման մակերեսին հասնող ճառագայթման մեծությունը: Չնայած գագաթնակետային ճառագայթումը կարևոր է խաչաձև կապի համար, ավելի ու ավելի բարձր ճառագայթումը միշտ չէ, որ առավելություն է տալիս և նույնիսկ կարող է խոչընդոտել խաչաձև կապի ավելի մեծ խտությանը: Ալիքի երկարությունը (նմ), ճառագայթումը (Վտ/սմ2) և էներգիայի խտությունը (Ջ/սմ2) բոլորը կարևոր դեր են խաղում կարծրացման մեջ, և դրանց համատեղ ազդեցությունը կարծրացման վրա պետք է պատշաճ կերպով հասկանալ UV-LED աղբյուրի ընտրության ժամանակ:

ԼԵԴ-երը Լամբերտի աղբյուրներ են: Այլ կերպ ասած, յուրաքանչյուր ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդ արձակում է միատարր ուղիղ ելք ամբողջ 360° x 180° կիսագնդի վրա: Բազմաթիվ ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդներ, որոնցից յուրաքանչյուրը մոտ մեկ միլիմետր քառակուսիի կարգի է, դասավորված են մեկ շարքով, շարքերի և սյուների մատրիցով կամ որևէ այլ կոնֆիգուրացիայով: Այս ենթահավաքվածքները, որոնք հայտնի են որպես մոդուլներ կամ զանգվածներ, նախագծված են լուսադիոդների միջև հեռավորություններով, որոնք ապահովում են միաձուլումը բացերի միջով և հեշտացնում են դիոդների սառեցումը: Այնուհետև բազմաթիվ մոդուլներ կամ զանգվածներ դասավորվում են ավելի մեծ հավաքվածքներով՝ ձևավորելով տարբեր չափերի ուլտրամանուշակագույն կարծրացման համակարգեր (Նկարներ 4 և 5): Ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդային կարծրացման համակարգ կառուցելու համար անհրաժեշտ լրացուցիչ բաղադրիչներն են ջերմափոխանակիչը, ճառագայթող պատուհանը, էլեկտրոնային դրայվերները, հաստատուն հոսանքի աղբյուրները, հեղուկի սառեցման համակարգը կամ սառեցուցիչը և մարդ-մեքենա ինտերֆեյսը (HMI):

ՆԿԱՐ 4 »LeoLED համակարգը վեբի համար։

ՆԿԱՐ 5 »LeoLED համակարգ բարձր արագությամբ բազմալամպային տեղադրման համար։

Քանի որ UV-LED կարծրացման համակարգերը չեն ճառագայթում ինֆրակարմիր ալիքի երկարություններ, դրանք բնույթով ավելի քիչ ջերմային էներգիա են փոխանցում կարծրացման մակերեսին, քան սնդիկային գոլորշու լամպերը, սակայն դա չի նշանակում, որ UV LED-ները պետք է դիտարկվեն որպես սառը կարծրացման տեխնոլոգիա: UV-LED կարծրացման համակարգերը կարող են արձակել շատ բարձր գագաթնակետային ճառագայթում, իսկ ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարությունները էներգիայի մի տեսակ են: Քիմիայի կողմից չներծծվող ցանկացած ելքային էներգիա կտաքացնի հիմքում ընկած մասը կամ հիմքը, ինչպես նաև մեքենայի շրջակա բաղադրիչները:

Ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդները նաև էլեկտրական բաղադրիչներ են, որոնց անարդյունավետությունը պայմանավորված է կիսահաղորդչային հումքի նախագծմամբ և պատրաստմամբ, ինչպես նաև արտադրական մեթոդներով և բաղադրիչներով, որոնք օգտագործվում են լուսադիոդները ավելի մեծ կարծրացման միավորի մեջ փաթեթավորելու համար: Մինչդեռ սնդիկային գոլորշու քվարցային խողովակի ջերմաստիճանը պետք է պահպանվի 600-ից 800 °C սահմաններում շահագործման ընթացքում, լուսադիոդի pn միացման ջերմաստիճանը պետք է մնա 120 °C-ից ցածր: Ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդային զանգվածը սնուցող էլեկտրաէներգիայի միայն 35-50%-ն է վերածվում ուլտրամանուշակագույն ելքի (բարձր կախվածություն ալիքի երկարությունից): Մնացածը վերածվում է ջերմային ջերմության, որը պետք է հեռացվի՝ ցանկալի միացման ջերմաստիճանը պահպանելու և համակարգի որոշակի ճառագայթումը, էներգիայի խտությունը և միատարրությունը, ինչպես նաև երկարակեցությունն ապահովելու համար: Լուսադիոդները բնույթով երկարակյաց պինդ վիճակի սարքեր են, և լուսադիոդների ինտեգրումը ավելի մեծ հավաքույթների մեջ՝ պատշաճ կերպով նախագծված և պահպանվող սառեցման համակարգերով, կարևոր է երկարակյացության պահանջներին հասնելու համար: Ոչ բոլոր ուլտրամանուշակագույն կարծրացման համակարգերն են նույնը, և սխալ նախագծված և սառեցված ուլտրամանուշակագույն լուսադիոդային կարծրացման համակարգերն ունեն գերտաքացման և աղետալիորեն խափանման ավելի մեծ հավանականություն:

Աղեղային/LED հիբրիդային լամպեր

Ցանկացած շուկայում, որտեղ նոր տեխնոլոգիան ներկայացվում է որպես առկա տեխնոլոգիայի փոխարինող, կարող է լինել ինչպես անհանգստություն ներդրման, այնպես էլ կատարողականի նկատմամբ կասկածամտություն: Հավանական օգտատերերը հաճախ հետաձգում են ներդրումը մինչև հաստատված ներդրման բազայի ձևավորումը, ուսումնասիրությունների հրապարակումը, դրական կարծիքների զանգվածային շրջանառությունը և/կամ իրենց ծանոթ և վստահելի անհատներից և ընկերություններից առաջին ձեռքից փորձի կամ առաջարկությունների ստացումը: Հաճախ անհրաժեշտ են հստակ ապացույցներ, նախքան ամբողջ շուկան ամբողջությամբ հրաժարվի հինից և լիովին անցնի նորին: Չի օգնում նաև այն, որ հաջողության պատմությունները սովորաբար գաղտնի են պահվում, քանի որ վաղ ներդրողները չեն ցանկանում, որ մրցակիցները ստանան համեմատելի օգուտներ: Արդյունքում, հիասթափության իրական և չափազանցված պատմությունները երբեմն կարող են արձագանքել ամբողջ շուկայում՝ քողարկելով նոր տեխնոլոգիայի իրական արժանիքները և հետագայում հետաձգելով ներդրումը:

Պատմության ընթացքում և ի հակադրություն դժկամ ընդունման, հիբրիդային դիզայնները հաճախ ընդունվել են որպես անցումային կամուրջ գործող և նոր տեխնոլոգիաների միջև: Հիբրիդները թույլ են տալիս օգտատերերին ձեռք բերել վստահություն և ինքնուրույն որոշել, թե ինչպես և երբ պետք է օգտագործվեն նոր արտադրանքներ կամ մեթոդներ՝ առանց զոհաբերելու ներկայիս հնարավորությունները: Ուլտրամանուշակագույն չորացման դեպքում հիբրիդային համակարգը թույլ է տալիս օգտատերերին արագ և հեշտությամբ անցնել սնդիկային գոլորշու լամպերի և LED տեխնոլոգիայի միջև: Բազմաթիվ չորացման կայաններ ունեցող գծերի համար հիբրիդները թույլ են տալիս մամլիչներին աշխատել 100% LED, 100% սնդիկային գոլորշի կամ տվյալ աշխատանքի համար անհրաժեշտ երկու տեխնոլոգիաների ցանկացած համադրություն:

GEW-ն առաջարկում է աղեղային/LED հիբրիդային համակարգեր ցանցային փոխակերպիչների համար: Լուծումը մշակվել է GEW-ի ամենամեծ շուկայի՝ նեղ ցանցային պիտակի համար, սակայն հիբրիդային դիզայնը կիրառվում է նաև այլ վեբ և ոչ վեբ կիրառություններում (Նկար 6): Աղեղային/LED-ը ներառում է լամպի գլխիկի ընդհանուր պատյան, որը կարող է տեղավորել կամ սնդիկային գոլորշու, կամ LED կասետ: Երկու կասետներն էլ աշխատում են ունիվերսալ սնուցման և կառավարման համակարգով: Համակարգի ներսում առկա ինտելեկտը հնարավորություն է տալիս տարբերակել կասետների տեսակները և ավտոմատ կերպով ապահովել համապատասխան սնուցումը, սառեցումը և օպերատորի ինտերֆեյսը: GEW-ի սնդիկային գոլորշու կամ LED կասետներից որևէ մեկի հեռացումը կամ տեղադրումը սովորաբար իրականացվում է վայրկյանների ընթացքում՝ օգտագործելով մեկ Ալլեն բանալի:

ՆԿԱՐ 6 »Աղեղային/LED համակարգ վեբի համար։

Էքսիմերային լամպեր

Էքսիմերային լամպերը գազա-պարպման լամպի տեսակ են, որոնք արձակում են կիսա-մոնոքրոմատիկ ուլտրամանուշակագույն էներգիա: Մինչդեռ էքսիմերային լամպերը հասանելի են բազմաթիվ ալիքի երկարություններով, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տարածված ելքերը կենտրոնացած են 172, 222, 308 և 351 նմ-ի վրա: 172 նմ էքսիմերային լամպերը ընկնում են վակուումային ուլտրամանուշակագույն շերտի մեջ (100-ից 200 նմ), մինչդեռ 222 նմ-ը բացառապես ուլտրամանուշակագույն սպեկտրալ շերտ է (200-ից 280 նմ): 308 նմ էքսիմերային լամպերը արձակում են ուլտրամանուշակագույն սպեկտրալ շերտ (280-ից 315 նմ), իսկ 351 նմ-ը՝ ուլտրամանուշակագույն սպեկտրալ շերտ (315-ից 400 նմ):

172 նմ վակուումային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ալիքի երկարությունները ավելի կարճ են և պարունակում են ավելի շատ էներգիա, քան ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարությունները, սակայն դրանք դժվարանում են շատ խորը ներթափանցել նյութերի մեջ: Փաստորեն, 172 նմ ալիքի երկարությունները լիովին կլանվում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ քիմիական նյութերի վերին 10-ից 200 նմ-ի սահմաններում: Արդյունքում, 172 նմ էքսիմերային լամպերը կկապեն միայն ուլտրամանուշակագույն լուծույթների արտաքին մակերեսը և պետք է ինտեգրվեն այլ կարծրացման սարքերի հետ համատեղ: Քանի որ վակուումային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ալիքի երկարությունները նույնպես կլանվում են օդի կողմից, 172 նմ էքսիմերային լամպերը պետք է աշխատեն ազոտով իներտ մթնոլորտում:

Էքսիմերային լամպերի մեծ մասը բաղկացած է քվարցե խողովակից, որը ծառայում է որպես դիէլեկտրիկ պատնեշ: Խողովակը լցված է հազվագյուտ գազերով, որոնք ընդունակ են առաջացնելու էքսիմեր կամ էքսիպլեքս մոլեկուլներ (Նկար 7): Տարբեր գազեր առաջացնում են տարբեր մոլեկուլներ, և տարբեր գրգռված մոլեկուլներն են որոշում, թե լամպի կողմից որ ալիքի երկարություններն են ճառագայթվում: Բարձր լարման էլեկտրոդը անցնում է քվարցե խողովակի ներքին երկարությամբ, իսկ հողանցման էլեկտրոդները՝ արտաքին երկարությամբ: Լամպի մեջ բարձր հաճախականություններով լարումներ են իմպուլսավորվում: Սա ստիպում է էլեկտրոններին հոսել ներքին էլեկտրոդի ներսում և լիցքաթափվել գազային խառնուրդի միջով՝ դեպի արտաքին հողանցման էլեկտրոդներ: Այս գիտական ​​​​երևույթը հայտնի է որպես դիէլեկտրիկ պատնեշային լիցքաթափում (ԴՊԼ): Երբ էլեկտրոնները անցնում են գազի միջով, դրանք փոխազդում են ատոմների հետ և ստեղծում են էներգիայով լի կամ իոնացված տեսակներ, որոնք առաջացնում են էքսիմեր կամ էքսիպլեքս մոլեկուլներ: Էքսիմերային և էքսիպլեքս մոլեկուլներն ունեն աներևակայելիորեն կարճ կյանք, և երբ դրանք քայքայվում են գրգռված վիճակից դեպի հիմնական վիճակ, ճառագայթվում են կիսա-մոնոքրոմատիկ բաշխման ֆոտոններ:

ՆԿԱՐ 7 »Էքսիմերային լամպ

Ի տարբերություն սնդիկային գոլորշու լամպերի, էքսիմերային լամպի քվարցային խողովակի մակերեսը չի տաքանում: Արդյունքում, էքսիմերային լամպերի մեծ մասը աշխատում է գրեթե առանց սառեցման: Այլ դեպքերում անհրաժեշտ է սառեցման ցածր մակարդակ, որը սովորաբար ապահովվում է ազոտ գազով: Լամպի ջերմային կայունության շնորհիվ էքսիմերային լամպերը ակնթարթորեն «միացվում/անջատվում» են և չեն պահանջում տաքացման կամ սառեցման ցիկլեր:

Երբ 172 նմ-ով ճառագայթող էքսիմերային լամպերը ինտեգրվում են կիսա-մոնոքրոմատիկ UVA-LED-կարծրացման համակարգերի և լայնաշերտ սնդիկային գոլորշու լամպերի հետ համատեղ, առաջանում են մակերեսային խճճվածքի էֆեկտներ: UVA LED լամպերը նախ օգտագործվում են քիմիական նյութերը գելացնելու համար: Այնուհետև կիսա-մոնոքրոմատիկ էքսիմերային լամպերն օգտագործվում են մակերեսը պոլիմերացնելու համար, և վերջապես լայնաշերտ սնդիկային լամպերը խաչաձև կապում են մնացած քիմիական նյութերը: Առանձին փուլերում կիրառվող երեք տեխնոլոգիաների եզակի սպեկտրալ ելքերը ապահովում են օգտակար օպտիկական և ֆունկցիոնալ մակերեսային կարծրացման էֆեկտներ, որոնք հնարավոր չէ ստանալ ուլտրամանուշակագույն աղբյուրներից որևէ մեկով առանձին:

172 և 222 նմ էքսիմերային ալիքի երկարությունները նույնպես արդյունավետ են վտանգավոր օրգանական նյութերի և վնասակար մանրէների ոչնչացման համար, ինչը էքսիմերային լամպերը դարձնում է գործնական մակերեսների մաքրման, ախտահանման և մակերեսային էներգիայի մշակման համար։

Լամպի կյանքի տևողությունը

Լամպի կամ լամպի կյանքի տևողության առումով GEW-ի աղեղային լամպերը սովորաբար մինչև 2000 ժամ են աշխատում: Լամպի կյանքը բացարձակ չէ, քանի որ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հոսքը ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար նվազում է և ազդվում է տարբեր գործոններից: Կարևոր են լամպի դիզայնը և որակը, ինչպես նաև ուլտրամանուշակագույն համակարգի աշխատանքային պայմանները և բանաձևի ռեակտիվությունը: Ճիշտ նախագծված ուլտրամանուշակագույն համակարգերը ապահովում են, որ ապահովվի լամպի (լամպի) կոնկրետ դիզայնի համար անհրաժեշտ ճիշտ հզորությունը և սառեցումը:

GEW-ի կողմից մատակարարվող լամպերը (լամպերը) միշտ ապահովում են ամենաերկար կյանքը, երբ օգտագործվում են GEW չորացման համակարգերում: Երկրորդային մատակարարման աղբյուրները, որպես կանոն, լամպը հակադարձ ինժեներիայի միջոցով են մշակել նմուշից, և պատճենները կարող են չպարունակել նույն ծայրային միացումը, քվարցի տրամագիծը, սնդիկի պարունակությունը կամ գազերի խառնուրդը, որոնք բոլորը կարող են ազդել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և ջերմության առաջացման վրա: Երբ ջերմության առաջացումը չի հավասարակշռվում համակարգի սառեցման հետ, լամպը տուժում է թե՛ ելքային հզորությունից, թե՛ կյանքի տևողությունից: Ավելի զով աշխատող լամպերը ավելի քիչ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում են արձակում: Ավելի տաք աշխատող լամպերը այդքան երկար չեն ծառայում և ծռվում են բարձր մակերևութային ջերմաստիճաններում:

Էլեկտրոդային աղեղային լամպերի կյանքը սահմանափակվում է լամպի աշխատանքային ջերմաստիճանով, աշխատանքային ժամերի քանակով և միացումների կամ վառումների քանակով: Ամեն անգամ, երբ լամպը միացման ընթացքում բարձր լարման աղեղով է հարվածում, վոլֆրամե էլեկտրոդի մի մասը մաշվում է: Ի վերջո, լամպը կրկին չի վառվում: Էլեկտրոդային աղեղային լամպերը ներառում են փակման մեխանիզմներ, որոնք միացնելիս արգելափակում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը՝ լամպի հզորության բազմակի փոփոխության փոխարեն: Ավելի ռեակտիվ թանաքները, ծածկույթները և սոսինձները կարող են հանգեցնել լամպի ավելի երկար կյանքի, մինչդեռ ավելի քիչ ռեակտիվ բանաձևերը կարող են պահանջել լամպի ավելի հաճախակի փոխարինում:

UV-LED համակարգերը բնույթով ավելի երկարակյաց են, քան ավանդական լամպերը, սակայն UV-LED-ի կյանքի տևողությունը նույնպես բացարձակ չէ: Ինչպես ավանդական լամպերի դեպքում, UV LED-ները սահմանափակումներ ունեն իրենց աշխատանքի ուժգնության հարցում և, որպես կանոն, պետք է աշխատեն 120°C-ից ցածր միացման ջերմաստիճանում: LED-ների գերբեռնվածությունը և թերսառեցումը կվատթարացնեն իրենց կյանքի տևողությունը, ինչը կհանգեցնի ավելի արագ քայքայման կամ աղետալի խափանման: Ներկայումս ոչ բոլոր UV-LED համակարգերի մատակարարներն են առաջարկում այնպիսի դիզայններ, որոնք համապատասխանում են 20,000 ժամից ավելի սահմանված ամենաբարձր կյանքի տևողությանը: Ավելի լավ նախագծված և պահպանված համակարգերը կտևեն 20,000 ժամից ավելի, իսկ ցածրորակ համակարգերը կխափանվեն շատ ավելի կարճ ժամանակահատվածում: Լավ նորությունն այն է, որ LED համակարգերի դիզայնը շարունակում է կատարելագործվել և ավելի երկար ծառայել դիզայնի յուրաքանչյուր տարբերակի հետ:

Օզոն
Երբ ավելի կարճ ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարությունները ազդում են թթվածնի մոլեկուլների (O2) վրա, դրանք առաջացնում են թթվածնի մոլեկուլների (O2) բաժանում երկու թթվածնի ատոմների (O2): Այնուհետև ազատ թթվածնի ատոմները (O) բախվում են այլ թթվածնի մոլեկուլների (O2) հետ և առաջացնում օզոն (O3): Քանի որ եռաթթվածինը (O3) գետնի մակարդակում ավելի քիչ կայուն է, քան երկթթվածինը (O2), օզոնը հեշտությամբ վերածվում է թթվածնի մոլեկուլի (O2) և թթվածնի ատոմի (O), երբ այն լողում է մթնոլորտային օդով: Այնուհետև ազատ թթվածնի ատոմները (O) վերամիավորվում են միմյանց հետ արտանետման համակարգում՝ առաջացնելով թթվածնի մոլեկուլներ (O2):

Արդյունաբերական ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման կիրառությունների համար օզոն (O3) առաջանում է, երբ մթնոլորտային թթվածինը փոխազդում է 240 նմ-ից ցածր ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարությունների հետ: Լայնաշերտ սնդիկային գոլորշու ճառագայթման աղբյուրները արձակում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում 200-ից 280 նմ-ի սահմաններում, որը համընկնում է օզոն առաջացնող շրջանի մի մասի հետ, իսկ էքսիմերային լամպերը արձակում են վակուումային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում 172 նմ-ում կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում 222 նմ-ի սահմաններում: Սնդիկի գոլորշու և էքսիմերային ճառագայթման լամպերի կողմից առաջացած օզոնը անկայուն է և էական բնապահպանական մտահոգություն չի ներկայացնում, սակայն անհրաժեշտ է, որ այն հեռացվի աշխատողների շրջակայքից, քանի որ այն գրգռում է շնչառական ուղիները և թունավոր է բարձր մակարդակներում: Քանի որ առևտրային ուլտրամանուշակագույն-LED ճառագայթման համակարգերը արձակում են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում 365-ից 405 նմ-ի սահմաններում, օզոն չի առաջանում:

Օզոնը հոտ ունի, որը նման է մետաղի, այրվող մետաղալարի, քլորի և էլեկտրական կայծի հոտին: Մարդու հոտառական զգայարանները կարող են հայտնաբերել օզոնի պարունակությունը մինչև 0.01-ից մինչև 0.03 մաս միլիոնի մեջ (ppm): Չնայած այն տարբերվում է մարդուց և գործունեության մակարդակից կախված, 0.4 ppm-ից բարձր կոնցենտրացիաները կարող են հանգեցնել շնչառական անբարենպաստ ազդեցությունների և գլխացավերի: Աշխատողների օզոնի ազդեցությունը սահմանափակելու համար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթահարման գծերի վրա պետք է տեղադրվի պատշաճ օդափոխություն:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ չորացման համակարգերը սովորաբար նախագծված են լամպերի գլխիկներից դուրս եկող արտանետվող օդը զսպելու համար, որպեսզի այն կարողանա հեռացվել օպերատորներից հեռու և շենքից դուրս, որտեղ այն բնականաբար քայքայվում է թթվածնի և արևի լույսի առկայության դեպքում: Այլընտրանքորեն, օզոն չպարունակող լամպերը պարունակում են քվարցային հավելանյութ, որը արգելափակում է օզոն առաջացնող ալիքի երկարությունները, իսկ տանիքում անցքեր բացելուց կամ բացելուց խուսափել ցանկացող հաստատությունները հաճախ օգտագործում են ֆիլտրեր արտանետվող օդափոխիչների ելքի վրա: