UV灯原理

作者:万博manbetx体育客户端 发布时间:2020-09-08 07:01

  可以杀菌消毒的。比如紫外线在水处理中已得到了广泛的应用,如今国外的紫外线杀菌技术取缔了传统的氯化消毒,而且价格低于传统氯化消毒。今天小编带大家来认识一下

  UV(Ultra-Violet)灯,即紫外线灯,UV是紫外线的英文缩写。这种灯管主要用来利用紫外线的特性进行光化反应、产品固化、杀菌消毒、医疗检验等。UV灯在光盘生产中起着非常重要的作用,如果没有UV灯,光盘的保护胶、印刷层就不会迅速烘干(1秒以内),光盘也就不会快速大量复制生产。

  UV灯是有辐射的紫外线杀菌灯,可以根据一些生物的效应不相同,将紫外线按照波长来划分为四个阶段:

  1) UVA波段,波长是三百二十到四百nm,又称为波长黑斑效应紫外线,具有很大的穿透力,可以穿透很多的透明的玻璃以及塑料袋,还可以破坏我们的皮肤胶原蛋白,将皮肤彻底晒黑。

  2) UVB波段,波长是二百七十五到三百二十nm,又称为中波红斑效应紫外线,其波长较短的部分很是容易被透明的玻璃给吸收,像这种的UVB波段它在夏天和中午的时候会很强烈。

  3) UVC波段,波长是两百到七百七十五nm,又称为短波灭菌紫外线,对于大部分的塑料袋和透明的玻璃是没有办法穿透的。

  4) UVD波段,波长是一百到两百nm,又称为真空紫外线。它是相对其上三种波段来说,它是很低的,基本上是不具备辐射。

  尽管UV灯有很多的好处,但它对我们的眼睛和皮肤是有伤害的,为了健康着想所以应该避免与UV灯的直接照射。

  UV灯主要结构包括:磁控管、光敏电阻、启辉器、UV灯管(安装在导波罩内)、灯丝变压器、导波罩、RF微波屏蔽网、冷却风管及风量压力开关等。

  1) 磁控管——产生2.45GHZ微波,功率有上百瓦,一定要防止泄漏。磁控管被激励,启辉器截得足够的能量形成电离,产生少量的紫外线辐射以使UV灯管可靠地点亮。当UV灯管满功率时,点亮装置中的能量等级被降低,这样便能延长UV灯管的使用寿命。

  6) UV灯管——为无极UV灯管,分为H型和D性两种。H型灯管在短、中波段强度较强,D型灯管在长波段强。使用哪种类型的灯管要与相应的油墨配合,达到最佳的烘干效果。半导体行业一般选用H型灯管。

  7) 灯丝变压器——提供UV灯所需的电压,灯丝变压器工作时输入为85V,待机时为115V。

  8) 冷却风管及风量压力开关——对UV灯进行冷却,同时对风机的冷却风压力进行检测,保证UV 系统部件的使用寿命。

  所谓UV是英文Ultra-Violet的缩写,即紫外线。要想理解UV灯的工作原理,首先要了解紫外线杀菌原理:紫外线杀菌就是通过紫外线的照射,破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线,因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外线最佳。

  紫外线杀菌灯(UV灯)与节能灯、日光灯发光原理一样,其工作原理是:在真空的石英管中加入定量的高纯汞(水银),通过对两端电极提供电压差(压降),产生离子放电,从而产生紫外线辐射。日光灯、节能灯灯管采用的是普通玻璃,紫外线不能透出来,被荧光粉吸收后发出可见光;而杀菌灯灯管则用透紫钱玻璃或石英玻璃生产,因为石英玻璃对紫外线各波段都有很高的透过率,达80%-90%,是做杀菌灯的最佳材料。紫外线穿过玻管壁透射出来, 254nm波长的紫外线很易被生物体吸收,作用于生物体的遗传物质DNA,使DNA遭到破坏而导致细菌死亡;185nm波长紫外线与空气作用可产生有强氧化作用的臭氧,可有效地杀灭细菌。

  UV灯随着使用时间的增加,灯管内汞原子会产生损耗从而使发出的光线功率减弱,当它的功率减弱到不能穿透墨层时,便不能完全固化油墨或保护胶(与时间长短无关),这时就需要更换灯管了。

  目前,常用的固化UV灯主要包括汞蒸气灯、金属卤化物灯、氙灯、无极灯以及新型UV LED灯等类型。从UV灯的结构上看,可将其分为两种不同类型的UV灯系统即:有电极灯具(弧灯)和无电极灯具(无极灯)。

  为了变更和调整输出光谱,得到更适合于特定用途的UV灯,灯管内可加入其他材料。将金属卤化物如铝、锗、镁、铊和其他金属的碘化物加在汞中,发射的波长会朝长波长方向移动。例如,使用碘化镁时,镁输出280NM、310NM和385的谱线,能增高固化速率。

  目前,最常用的UV灯就是汞蒸气灯,汞蒸气灯可分成三种:低压汞灯(10-100帕),中压汞灯(~100000帕)和高压汞灯(》100000帕)。应指出的是,高、中、低压汞灯是按照国际通用标准定义的,与国内的称谓有所不同。早期的UV固化加工过程使用低压来固化含苯乙烯的聚酯。由于这种灯源输出功率很小,很快就被中压汞灯所取代。国内一般将上述中压汞灯称为高压汞灯。

  尽管石英比较昂贵,但是所有用于UV聚合反应的汞蒸气灯管都由石英制成。主要原因是,石英有三个重要的性质很适合于制作UV灯管:(1)对紫外线透明,不吸收或很少吸收UV;(2)是热的不良导体;(3)热膨胀系数低,石英的纯度和其他微量化合物的存在会影响灯的发射特性。灯管是一个熔融石英管,管壁厚度大约为1MM,外径为20~25MM,弧灯总长达2M,复杂的电极布局(电子发射器、基座、导体等)密封于石英管的两端,石英管含有用于发射能量的汞以及启动气体,通常是氩气。

  氙灯最初是为摄影领域的应用而开发的,但近年来,人们己将注意力移向在UV固化领域的应用。氙是气体,因此它既可作连续光源,也可作脉冲光源。作为连续性光源时它的氙电弧本质上是连续的,紫外输出低而红外区较高。在脉冲氙气闪光灯中,由于气体压力增高和等离子区温度上升使UV输出提高。等离子区的温度与电流密度和灯管直径的平方根成正比。

  无极灯的灯管直径比较小,只有9-13MM。与其他商品化灯具的不同之处在于无电极,电能通过电磁辐射的方式,耦合到含汞以及其他添加剂的真空石英管中,灯管总长度为15-20CM。无极灯是微波启动灯管,可以即时开关,平均寿命可达3000小时。有电极汞灯的一个缺点,需要几分钟来预热,而关机又需要几分钟来启动,而无极灯系统冷启动所花的时间小于9S,热启动所花时间小于15S。

  UV LED灯应属于LED的一种,是单波长的不可见光,一般在400nm以下。通过专门设计使UV LED能发出一个完整连续的紫外光带,满足封边,印刷等领域的生产需要。UV LED灯与普通UV灯相比有超长的寿命,并且属于冷光源,无热辐射、寿命不受开闭次数影响、能量高、不含有毒物物质,相对更安全、更环保。


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