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紫外老化试验箱灯管的分类

 发布时间:2022-05-20 点击量:137
紫外线灯管的定义
 
  紫外线即Ultraviolet,简称UV,其中按波段的不同,紫外线灯管分为UV-A,UV-B,UV-C UV-V各具有不同的用途。
 
  1、低压紫外线灯管即杀菌灯、汞齐灯则主要用于杀菌消毒,油烟净化,污水处理,废气处理等,另外UV-B还主要用于紫外线检验,医疗治疗等。
 
  2、强紫外线高压紫外线灯管由高品质的纯石英管材制造而成,使紫外线能高程度及大量的穿透,其弧长度(发光长度)可由5厘米至300厘米不等,常见功率为每厘米30W至200W,超大功率UV灯一般在每厘米200W或以上操作,该灯光谱有效范围在350-450nm之间,主波峰为365nm,有700多个品种,功率由100w-25kw。
 
  紫外线[1]灯管的寿命一般指其能维持足够的能量进行操作的时间,在此期间其能量逐渐衰减直至低于可接受的范围为止,一般情况标准的UV灯能放射足够的UV能量达800小时,进口的UV灯可达1500小时以上。[2]
 
  紫外线灯管的分类
 
  可按每厘米灯管的能量(W/CM)来分类,商业化UV灯管分为80,100,120,150,160及240W/CM。UV输出和固化速度之间往往并不是线性关系。二者之间的关系取决于多种因素,比如涂层、基材、反射器几何形状及灯的总效率数等,颜料材料对热的敏感程度,颜料以及涂膜的厚度等都会影响到紫外光源的效能。
 
  UV波段含盖100-400cm范围,但由于UV固化涂料一般在200-450NM有活性,商用UV固化灯具也都围绕此范围设计,以便在此区域内产生高的UV光强。
 
  常用紫外固化光源主要包括汞蒸气灯、金属卤化物灯、无极灯和氙灯等类型。从灯具结构上看,可将灯具分为两种不同类型的UV灯具系统:有电极灯具(弧灯)和无电极灯具(无极灯)。
 
  汞蒸气压灯
 
  zui常用的UV光源是汞蒸气灯,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、低压汞灯是按照通用标准定义的,与国内的称谓有所不同。早期的紫外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。汞蒸气压的灯管是一根长度不等(zui长可达120米)内部注有汞的密封透明石英管。电极一般由钨制成,位于两端,当两极间通过电流时便发电弧。
 
  紫外光固灯(汞)
 
  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紫外灯管:(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。
 
  当给灯具通电以后,在两极之间产生电弧。随着电极间电压的增加,气体的温度升高,使汞蒸发,产生汞蒸气弧光并发射具有特征的紫外光。当全功率工作时,灯具还会发射可见光以及部分红外光(IR)。
 
  小功率杀菌灯(消费产品用)
 
  弧灯需要几分钟的预热时间(从2~10分钟不等),才能达到完整的光谱输出,这是因为汞在石英管内必须*被气化。在开始的预热期,输入的功率较多地耗于预热灯的电极部件,zui后使管内存在的汞全部气化。因此,诱导期长是这种灯的缺点之一。此外,如果工作期间电源突然中断,汞会迅速凝结,难以立刻重新启动。而较重的热载也要求有冷却时间。通常关机后需要冷却一段时间(15-20MIN),然后才能再次启动。因此,弧灯要安装机械或电子光闸,以防止高强度的IR烧坏介质,同时也能使灯管产生zui小的热量及能量消耗。
 
  毛细管汞灯(PCB产业用)
 
  灯管中的电极和填充物之间会产生化学反应,随着时间的推延,会逐渐减少UV输出。此外灯具的每一次开关都可能引起填充物在石英管上的沉积,而缩短灯具的寿命。灯的平均寿命为1000-1500小时。
 
  金属卤化物灯
 
  为了变更和调整输出光谱,得到更适合于特定用途的灯,灯管内可加入其他材料。将金属卤化物如铝、锗、镁、*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。
 
  金属卤化物灯
 
  填充碘化亚铁的高压汞灯,由于在灯中填充了不同量的碘化亚铁,得到了比较理想的光谱分布,铁谱线(358NM,372NM,373.7NM,374.5NM,382NM等等)增强活力了紫外区的辐射能量,是高压汞灯能量输出的3-4倍.该灯是在强紫外高压汞灯的基础上添加金属卤化使其在有效光谱350nm-450nm之间的辐射增强。金属卤素灯适用于干膜、湿膜、绿色阻焊剂的曝光和紫外油墨的固化,该灯的zui大特点是紫外强度高。
 
  无极灯
 
  无极灯的灯管直径比较小,只有9-15MM。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15-25CM.无极灯是微波启动灯管,可以即时开关,平均寿命可达6000小时。
 
  无极灯
 
  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。
 
  氙灯
 
  氙灯zui初是为摄影领域的应用而开发的,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。


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