紫外�燈管是利用紫外線的特殊作用制成的燈管。廣泛用于竹木地�、家�、裝飾材�、印刷、印鐵制�、塑膠涂裝、標(biāo)��電路��光盤等行�(yè);紫外線燈管也是半導(dǎo)�、電子元件、液晶等粘接固化的理�光源�
紫外線即Ultraviolet,簡稱UV,其中按波段的不�,紫外線燈管分為UV-A,UV-B,UV-C UV-V 各具有不同的用途�
1、低壓紫外線燈管即殺菌燈、汞齊燈則主要用于殺菌消毒,油煙凈化,污水處理,廢氣處理�,另外UV-B還主要用于紫外線檢驗(yàn),醫(yī)療治療等�
2、強(qiáng)紫外線高壓紫外線燈管由高品質(zhì)的純石英管材制造而成,使紫外線能高程度及大量的穿透,其弧長度(�(fā)光長�)可由5厘米�300厘米不等,常見功率為每厘�30W�200W,超大功率UV燈一般在每厘�200W或以上操�,該燈光譜有效范圍在350-450nm之間,主波峰�365nm,有700多�(gè)品種,功率由100w-25kw�
紫外線燈管的壽命一般指其能維持足夠的能量�(jìn)行操作的�(shí)�,在此期間其能量逐漸衰減直至低于可接受的范圍為止,一般情況標(biāo)�(zhǔn)的UV燈能放射足夠的UV能量�(dá)800小時(shí),�(jìn)口的UV燈可�(dá)1500小時(shí)以上�
可按每厘米燈管的能量(W/CM)來分類,商業(yè)化UV燈管分為80�100�120�150, 160�240W/CM。UV輸出和固化速度之間往往并不是線性關(guān)系。二者之間的�(guān)系取決于多種因素,比如涂�、基材、反射器幾何形狀及燈的總效率�(shù)�,顏料材料對熱的敏感程度,顏料以及涂膜的厚度等都會影響到紫外光源的效��
UV波段含蓋100-400cm范圍,但由于UV固化涂料一般在200-450NM有活�,商用UV固化燈具也都圍繞此范圍設(shè)�(jì),以便在此區(qū)域內(nèi)�(chǎn)生高的UV光強(qiáng)�
常用紫外固化光源主要包括汞蒸氣燈、金屬鹵化物�、無極燈和氙燈等類型。從燈具�(jié)�(gòu)上看,可將燈具分為兩種不同類型的UV燈具系統(tǒng):有電極燈具(弧燈)和無電極燈具(無極燈��
汞蒸氣壓�
最常用的UV光源是汞蒸氣�,汞蒸氣燈可分成三種:低壓汞燈(10-100帕),中壓汞燈(~100000帕)和高壓汞燈(�100000帕)。應(yīng)指出的是,高、中、低壓汞燈是按照國際通用�(biāo)�(zhǔn)定義�,與國內(nèi)的稱謂有所不同。早期的紫外固化加工過程使用低壓來固化含苯乙烯的聚酯。由于這種燈源輸出功率很小,很快就被中壓汞燈所取代。國�(nèi)一般將上述中壓汞燈稱為高壓汞燈。汞蒸氣壓的燈管是一根長度不等(最長可�(dá)120米)�(nèi)部注有汞的密封透明石英�。電極一般由鎢制成,位于兩端,當(dāng)兩極間通過電流�(shí)便發(fā)電弧�
盡管石英比較昂貴,但是所有用于UV聚合反應(yīng)的汞蒸氣燈管都由石英制成。主要原因是,石英有三�(gè)重要的性質(zhì)很適合于制作紫外燈管:(1)對紫外線透明,不吸收或很少吸收UV;(2)是熱的不良�(dǎo)�;(3)熱膨脹系數(shù)�,石英的純度和其他微量化合物的存在會影響燈的�(fā)射特�。燈管是一�(gè)熔融石英�,管壁厚度大約為1MM,外徑為20~25MM,弧燈總長達(dá)2M,復(fù)雜的電極布局(電子發(fā)射器、基座、導(dǎo)體等)密封于石英管的兩端,石英管含有用于�(fā)射能量的汞以及啟動氣體,通常是氬��
�(dāng)給燈具通電以后,在兩極之間�(chǎn)生電弧。隨著電極間電壓的增�,氣體的溫度升高,使汞蒸�(fā),產(chǎn)生汞蒸氣弧光并發(fā)射具有特征的紫外�。當(dāng)全功率工作時(shí),燈具還會發(fā)射可見光以及部分紅外光(IR)�
弧燈需要幾分鐘的預(yù)熱時(shí)間(�2~10分鐘不等�,才能達(dá)到完整的光譜輸出,這是�?yàn)楣谑⒐軆?nèi)必須完全被氣�。在開始的預(yù)熱期,輸入的功率較多地耗于�(yù)熱燈的電極部�,使管內(nèi)存在的汞全部氣化。因�,誘�(dǎo)期長是這種燈的缺點(diǎn)之一。此�,如果工作期間電源突然中�,汞會迅速凝�(jié),難以立刻重新啟動。而較重的熱載也要求有冷卻�(shí)�。通常�(guān)�(jī)后需要冷卻一段時(shí)間(15-20MIN),然后才能再次啟動。因�,弧燈要安裝�(jī)械或電子光閘,以防止高強(qiáng)度的IR燒壞介質(zhì),同�(shí)也能使燈管產(chǎn)生最小的熱量及能量消��
燈管中的電極和填充物之間會產(chǎn)生化�(xué)反應(yīng),隨著時(shí)間的推延,會逐漸減少UV輸出。此外燈具的每一次開�(guān)都可能引起填充物在石英管上的沉積,而縮短燈具的壽命。燈的平均壽命為1000-1500小時(shí)�
金屬鹵化物燈
為了變更和調(diào)整輸出光譜,得到更適合于特定用途的�,燈管內(nèi)可加入其他材�。將金屬鹵化物如鋁、鍺、鎂、鉈和其他金屬的碘化物加在汞�,發(fā)射的波長會朝長波長方向移�。例�,使用碘化鎂�(shí),鎂輸出280NM�310NM�385的譜�,能增高固化速率�
填充碘化亞鐵的高壓汞�,由于在燈中填充了不同量的碘化亞�,得到了比較理想的光譜分布,鐵譜線(358NM�372NM�373.7NM,374.5NM,382NM等等)增�(qiáng)活力了紫外區(qū)的輻射能�,是高壓汞燈能量輸出的3-4�.該燈是在�(qiáng)紫外高壓汞燈的基�(chǔ)上添加金屬鹵化使其在有效光譜350nm-450nm之間的輻射增�(qiáng)。金屬鹵�?zé)暨m用于干膜、濕�、綠色阻焊劑的曝光和紫外油墨的固化,該燈的特�(diǎn)是紫外強(qiáng)度高�
無極�
無極燈的燈管直徑比較�,只�9-15MM。與其他商品化燈具的不同之處在于無電�,電能通過電磁輻射的方式,耦合到含汞以及其他添加劑的真空石英管�,燈管總長度�15-25CM.無極燈是微波啟動燈管,可以即�(shí)開關(guān),平均壽命可�(dá)6000小時(shí)。有電極汞燈的一�(gè)缺點(diǎn),需要幾分鐘來預(yù)熱,而關(guān)�(jī)又需要幾分鐘來啟�,而無極燈系統(tǒng)冷啟動所花的�(shí)間小�9S,熱啟動所花時(shí)間小�15S�
氙燈
氙燈最初是為攝影領(lǐng)域的�(yīng)用而開�(fā)的,人們己將注意力移向在UV固化�(lǐng)域的�(yīng)�。氙是氣體,因此它既可作連續(xù)光源,也可作脈沖光源。作為連續(xù)性光源時(shí)它的氙電弧本�(zhì)上是連續(xù)�,紫外輸出低而紅外區(qū)較高。在脈沖氙氣閃光燈中,由于氣體壓力增高和等離子區(qū)溫度上升使UV輸出提高。等離子區(qū)的溫度與電流密度和燈管直徑的平方根成正比�
一般來說,紫外線燈管不會象日常用的日光燈那樣會燒毀� 反而,特殊的石英套管材料會出現(xiàn)一種光化學(xué)老化過程叫老化作用。這�(gè)變化會減少輻射到水中的紫外線能量。參考圖B顯示了一�(gè)典型的紫外線�(qiáng)度下降和�(diǎn)�?xí)r間的相對�(guān)系�
一般的國產(chǎn)燈管的有效使用壽命在500小時(shí)左右(�(jìn)口燈管壽�1600�1800小時(shí)�
紫外線在穿透物體的�(shí)�,能量會被吸�� 超過95%的紫外線能量會穿過質(zhì)量好的石英套�。紫外線在水中的穿透率會因水中未溶解物和懸浮固體的類型和數(shù)量的不同而變化。通過取樣和測�,液體對254納米紫外線能量的吸收能力參數(shù)-稱作有效吸收值(C of A)可以被測定�
其它因素
水流模式:為了取得的紫外線殺菌效�,紫外線殺菌裝置�(shè)�(jì)上應(yīng)該沒有死角和取得的照射時(shí)�� 渦流流動�(shè)�(jì)比層狀流動�(shè)�(jì)��
紫外線裝置外殼:外殼的材料應(yīng)該是抗紫外線的。在特定的超純水系統(tǒng)�(yùn)用中,在紫外線裝置內(nèi)部的涉水部分的材料應(yīng)該是電鍍拋光�316L不銹鋼�
溫度:紫外線燈管的工作溫度會影響燈管的效�� 水溫會影響紫外線的穿透率�
1、嚴(yán)禁頻繁啟動紫外線燈管,特別是在短�(shí)間內(nèi),以確保紫外燈管壽命�
2、定期清洗:根據(jù)水質(zhì)情況,紫外線燈管和石英玻璃套管需要定期清�,用酒精棉球或紗布擦試燈�,去除石英玻璃套管上污垢并擦�,以免影響紫外線的透過率,而影響殺菌效��
3、更換燈管時(shí),先將燈管電源插座拔掉,抽出燈管,再將擦凈的新燈管小心地插入殺菌器內(nèi),裝好密封圈,檢查有無漏水現(xiàn)�,再插上電源。注意勿以手指觸及新燈管的石英玻�,否則會因污�(diǎn)影響殺菌效果�
4、預(yù)防紫外線輻射:紫外線對細(xì)菌有�(qiáng)大的殺傷力,對人體同樣有一定的傷害,啟動消毒燈�(shí),應(yīng)避免對人體直接照射,必要�(shí)可使用防�(hù)眼鏡,不可直接用眼睛正視光源,以免灼傷眼�.