光博學(xué)堂 | UV燈管家族族譜
新年開課,我們來探討一下各種UV燈的區(qū)別
你知道常見的這些UV燈中,有極燈,汞燈,金屬鹵素?zé)簦蛪汗療?,中壓汞燈,高壓汞燈,無極燈,UV LED燈,這么多不同的UV燈都有些啥區(qū)別嗎?
相信大家在接觸UV應(yīng)用時都經(jīng)常聽到,但可能有一部分小伙伴仍舊分不清它們之間的區(qū)別,今天就讓光博士來講講這些名詞具體的含義。
UV燈管家族
一、 有極燈(Arc lamp)
有極燈是兩端有電極材料的UV燈管的統(tǒng)稱,由石英玻璃管,電極材料,金屬支架及燈頭組成。有極燈發(fā)光原理是:在燈管兩端正負(fù)電極在通電的情況下,電弧激發(fā)燈管內(nèi)的金屬元素,金屬汽化產(chǎn)生UV光的過程。
有極燈
其中就包含我們常見的汞燈和金屬鹵素?zé)簦?/span>
1. 汞燈:是指在石英玻璃內(nèi)填充汞及惰性氣體的燈管,可以分為低壓汞燈,中壓汞燈和高壓汞燈。
低壓汞燈一般輸出波長為254nm和185nm,通常用于殺菌用途。傳統(tǒng)的低壓紫外燈釋放波長 254 nm 的 UVC 輻射,可用于水和空氣的消毒殺菌。當(dāng)使用特制或合成石英玻璃作為燈管材料時,能釋放出波長為 185 nm 的紫外線輻射,用于氧化過程處理,例如可減少有害物質(zhì)、異味和油脂,同時185nm的紫外線可分解氧氣進(jìn)而產(chǎn)生中間產(chǎn)物-臭氧。
中壓汞燈能提供在紫外和可見光譜范圍(200 nm 到 600 nm)內(nèi)的連續(xù)光譜,可適用于紫外線消毒,紫外線氧化、紫外線固化以及光化學(xué)工藝。
高壓汞燈則輸出為連續(xù)光譜,具有較高的UV輸出,一般用于UV固化。
2. 金屬鹵素?zé)簦菏且幌盗薪饘贀胶嫌袠O燈的總稱,在UV光固化應(yīng)用中,我們常接觸的有鐵摻合和鎵摻合鹵素?zé)?,鐵摻合增強(qiáng)了380nm左右的光譜輸出,鎵摻合增強(qiáng)了410nm左右的光譜輸出。
在UV固化應(yīng)用中,有極燈在燈管剛剛點亮?xí)r,都需等待大約3-10分鐘才能固化產(chǎn)品,這又是為什么呢?
這是由于燈管內(nèi)的金屬元素電弧激發(fā)有一個過程,是由低壓慢慢升到中壓或高壓,從激發(fā)到穩(wěn)定存在一定時間差。同時有極燈管從點燈狀態(tài)關(guān)閉后,需等燈管冷卻后才能再次啟動,這是因為有極燈的電弧激發(fā),在原有電壓下,電子需要足夠的自由程,才能產(chǎn)生足夠的能量來電離氣體。為解決這個問題,現(xiàn)在通常采用快門和輸出功率可調(diào)的方式來解決,但一定程度上會降低燈管的實際使用壽命,并且增加更多能耗。
二、無極燈(Electrodeless lamp/Microwave lamp)
無極燈區(qū)別于有極燈的差異是它沒有兩端的電極材料。整個燈管是由高純度石英玻璃填充稀有金屬和惰性氣體組成,由于燈管激發(fā)的直接能量來源為微波,故也稱之為微波燈。行業(yè)內(nèi)有部分人誤認(rèn)為無極可調(diào)的有極燈就是無極燈,其實是不正確的,有極燈的無極可調(diào),其技術(shù)衍生的根本目的是為了解決能耗及燈管不能頻繁開關(guān)問題,并不是真正的無極燈。
三、UV LED
UV LED是紫外線輸出發(fā)光二極管的英文簡稱,它的優(yōu)勢是長壽命和節(jié)能。但區(qū)別于有極燈和無極燈的是,UV LED均為單波段輸出,目前市場上用于UV固化的主要波長有365nm,385nm, 395nm, 405nm四個波段,均處于UVA或UVV波段,UVC波段的芯片受光強(qiáng)、穩(wěn)定性、壽命、價格等方面的限制,大規(guī)模應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)上仍需要一定時間的發(fā)展。
光譜分析