新年第一课,我们来探讨一下各种UV灯的区别
你知道常见的这些UV灯中,有极灯,汞灯,金属卤素灯,低压汞灯,中压汞灯,高压汞灯,无极灯,UV LED灯,这么多不同的UV灯都有些啥区别吗?
相信大家在接触UV应用时都经常听到,但可能有一部分小伙伴仍旧分不清它们之间的区别,今天就让光博士来讲讲这些名词具体的含义。
UV灯管家族
一、 有极灯(Arc lamp)
有极灯是两端有电极材料的UV灯管的统称,由石英玻璃管,电极材料,金属支架及灯头组成。有极灯发光原理是:在灯管两端正负电极在通电的情况下,电弧激发灯管内的金属元素,金属汽化产生UV光的过程。
有极灯
其中就包含我们常见的汞灯和金属卤素灯:
1. 汞灯:是指在石英玻璃内填充汞及惰性气体的灯管,可以分为低压汞灯,中压汞灯和高压汞灯。
低压汞灯一般输出波长为254nm和185nm,通常用于杀菌用途。传统的低压紫外灯释放波长 254 nm 的 UVC 辐射,可用于水和空气的消毒杀菌。当使用特制或合成石英玻璃作为灯管材料时,能释放出波长为 185 nm 的紫外线辐射,用于氧化过程处理,例如可减少有害物质、异味和油脂,同时185nm的紫外线可分解氧气进而产生中间产物-臭氧。
中压汞灯能提供在紫外和可见光谱范围(200 nm 到 600 nm)内的连续光谱,可适用于紫外线消毒,紫外线氧化、紫外线固化以及光化学工艺。
高压汞灯则输出为连续光谱,具有较高的UV输出,一般用于UV固化。
2. 金属卤素灯:是一系列金属掺合有极灯的总称,在UV光固化应用中,我们常接触的有铁掺合和镓掺合卤素灯,铁掺合增强了380nm左右的光谱输出,镓掺合增强了410nm左右的光谱输出。
在UV固化应用中,有极灯在灯管刚刚点亮时,都需等待大约3-10分钟才能固化产品,这又是为什么呢?
这是由于灯管内的金属元素电弧激发有一个过程,是由低压慢慢升到中压或高压,从激发到稳定存在一定时间差。同时有极灯管从点灯状态关闭后,需等灯管冷却后才能再次启动,这是因为有极灯的电弧激发,在原有电压下,电子需要足够的自由程,才能产生足够的能量来电离气体。为解决这个问题,现在通常采用快门和输出功率可调的方式来解决,但一定程度上会降低灯管的实际使用寿命,并且增加更多能耗。
二、无极灯(Electrodeless lamp/Microwave lamp)
无极灯区别于有极灯的差异是它没有两端的电极材料。整个灯管是由高纯度石英玻璃填充稀有金属和惰性气体组成,由于灯管激发的直接能量来源为微波,故也称之为微波灯。行业内有部分人误认为无极可调的有极灯就是无极灯,其实是不正确的,有极灯的无极可调,其技术衍生的根本目的是为了解决能耗及灯管不能频繁开关问题,并不是真正的无极灯。
三、UV LED
UV LED是紫外线输出发光二极管的英文简称,它的优势是长寿命和节能。但区别于有极灯和无极灯的是,UV LED均为单波段输出,目前市场上用于UV固化的主要波长有365nm,385nm, 395nm, 405nm四个波段,均处于UVA或UVV波段,UVC波段的芯片受光强、稳定性、寿命、价格等方面的限制,大规模应用到工业生产上仍需要一定时间的发展。
光谱分析
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