Мөнгөн усны уур, гэрэл ялгаруулах диод (LED), экзимер нь хэт ягаан туяагаар хатаах чийдэнгийн өөр өөр технологиуд юм. Эдгээр гурвыг бэх, бүрхүүл, цавуу, шахмалыг хөндлөн холбох янз бүрийн фотополимержих процесст ашигладаг боловч цацраг туяагаар ялгардаг хэт ягаан туяаны энергийг үүсгэдэг механизм, түүнчлэн харгалзах спектрийн гаралтын шинж чанарууд нь огт өөр юм. Эдгээр ялгааг ойлгох нь хэрэглээ болон томъёоллын хөгжил, хэт ягаан туяагаар хатаах эх үүсвэрийг сонгох, нэгтгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Мөнгөн усны уурын чийдэн
Электрод нуман чийдэн болон электродгүй богино долгионы чийдэн хоёулаа мөнгөн усны уурын ангилалд багтдаг. Мөнгөн усны уурын чийдэн нь дунд даралттай, хий ялгаруулдаг чийдэнгийн нэг төрөл бөгөөд бага хэмжээний мөнгөн ус болон инертийн хий нь битүүмжилсэн кварц хоолой доторх плазм болж хувирдаг. Плазм нь цахилгаан дамжуулах чадвартай маш өндөр температурт ионжуулсан хий юм. Үүнийг нуман чийдэн доторх хоёр электродын хооронд цахилгаан хүчдэл өгөх эсвэл өрхийн богино долгионы зуухтай төстэй хашаа эсвэл хөндий дотор электродгүй чийдэнг богино долгионы зууханд халааж үйлдвэрлэдэг. Ууршуулсны дараа мөнгөн усны плазм нь хэт ягаан туяа, харагдахуйц болон хэт улаан туяаны долгионы уртад өргөн спектрийн гэрэл ялгаруулдаг.
Цахилгаан нуман чийдэнгийн хувьд хүчдэл нь битүүмжилсэн кварц хоолойг идэвхжүүлдэг. Энэ энерги нь мөнгөн усыг плазм болгон ууршуулж, ууршсан атомуудаас электронуудыг ялгаруулдаг. Электронуудын нэг хэсэг (-) нь чийдэнгийн эерэг вольфрамын электрод эсвэл анод (+) руу, мөн хэт ягаан туяаны системийн цахилгаан хэлхээнд урсдаг. Шинээр алга болсон электронтой атомууд нь эерэг энергитэй катионууд (+) болж, чийдэнгийн сөрөг цэнэгтэй вольфрамын электрод эсвэл катод (-) руу урсдаг. Хөдлөх үед катионууд хийн хольц дахь төвийг сахисан атомуудыг мөргөдөг. Цохилт нь төвийг сахисан атомуудаас катионууд руу электронуудыг дамжуулдаг. Катионууд электрон авах үед тэдгээр нь бага энергийн төлөвт ордог. Энергийн зөрүү нь кварц хоолойноос гадагш цацруулдаг фотонуудын хэлбэрээр цэнэггүйждэг. Хэрэв чийдэнг зохих ёсоор тэжээж, зөв хөргөж, ашиглалтын хугацаанд нь ажиллуулсан бол шинээр үүссэн катионуудын (+) тогтмол хангамж нь сөрөг электрод эсвэл катод (-) руу татагдаж, илүү олон атомыг цохиж, хэт ягаан туяаны тасралтгүй ялгаралтыг үүсгэдэг. Богино долгионы чийдэн нь үүнтэй төстэй байдлаар ажилладаг боловч радио давтамж (RF) гэгддэг богино долгион нь цахилгаан хэлхээг орлодог. Богино долгионы чийдэн нь вольфрамын электродгүй бөгөөд зүгээр л мөнгөн ус болон инертийн хий агуулсан битүүмжилсэн кварц хоолой тул тэдгээрийг электродгүй гэж нэрлэдэг.
Өргөн зурвасын буюу өргөн спектрийн мөнгөн усны уурын чийдэнгийн хэт ягаан туяаны ялгаруулалт нь ойролцоогоор тэнцүү харьцаатай хэт ягаан туяа, харагдахуйц болон хэт улаан туяаны долгионы уртад хүрдэг. Хэт ягаан туяаны хэсэгт UVC (200-280 нм), UVB (280-315 нм), UVA (315-400 нм) болон UVV (400-450 нм) долгионы уртын холимог багтдаг. 240 нм-ээс доош долгионы уртад UVC ялгаруулдаг чийдэн нь озон үүсгэдэг бөгөөд утаа гаргах эсвэл шүүх шаардлагатай байдаг.
Мөнгөн усны уурын чийдэнгийн спектрийн гаралтыг төмөр (Fe), галлий (Ga), хар тугалга (Pb), цагаан тугалга (Sn), висмут (Bi), эсвэл индий (In) зэрэг бага хэмжээний хольц нэмэх замаар өөрчилж болно. Нэмэлт металлууд нь плазмын найрлагыг болон улмаар катионууд электрон авах үед ялгардаг энергийг өөрчилдөг. Нэмэлт металлтай чийдэнг хольцтой, нэмэлт болон металл галоген гэж нэрлэдэг. Хэт ягаан туяагаар бүрсэн ихэнх бэх, бүрхүүл, наалдамхай бодис болон шахмалууд нь стандарт мөнгөн ус (Hg) эсвэл төмөр (Fe) хольцтой чийдэнгийн гаралттай тохирч байхаар бүтээгдсэн байдаг. Төмөр хольцтой чийдэн нь хэт ягаан туяаны гаралтын нэг хэсгийг урт, ойр харагдах долгионы уртад шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь зузаан, их пигменттэй найрлагаар илүү сайн нэвтрэхэд хүргэдэг. Титаны давхар исэл агуулсан хэт ягаан туяаны найрлага нь галлий (GA) хольцтой чийдэнгүүдэд илүү сайн хатуурах хандлагатай байдаг. Учир нь галлий чийдэн нь хэт ягаан туяаны гаралтын нэлээд хэсгийг 380 нм-ээс урт долгионы уртад шилжүүлдэг. Титаны давхар ислийн нэмэлтүүд нь ерөнхийдөө 380 нм-ээс дээш гэрлийг шингээдэггүй тул цагаан найрлагатай галлий чийдэнг ашиглах нь нэмэлтүүдээс ялгаатай нь фотоинициаторуудад илүү их хэт ягаан туяаны энергийг шингээх боломжийг олгодог.
Спектрийн профайлууд нь томъёолуулагч болон эцсийн хэрэглэгчдэд тодорхой чийдэнгийн загварын цацрагийн гаралт нь цахилгаан соронзон спектрт хэрхэн тархсаныг харуулсан дүрслэлийг өгдөг. Ууршуулсан мөнгөн ус болон нэмэлт металлууд нь тодорхой цацрагийн шинж чанартай байдаг ч кварц хоолой доторх элементүүд болон инертийн хийнүүдийн нарийн холимог нь чийдэнгийн бүтэц, хатууруулах системийн загвартай хамт бүгд хэт ягаан туяаны гаралтад нөлөөлдөг. Ил задгай агаарт чийдэн нийлүүлэгчээр тэжээгдэж, хэмжсэн интеграл бус чийдэнгийн спектрийн гаралт нь зохих ёсоор зохион бүтээсэн тусгал болон хөргөлттэй чийдэнгийн толгой дотор суурилуулсан чийдэнгээс өөр спектрийн гаралттай байх болно. Спектрийн профайлуудыг хэт ягаан туяаны системийн нийлүүлэгчдээс авах боломжтой бөгөөд томъёо боловсруулах, чийдэн сонгоход ашигтай байдаг.
Нийтлэг спектрийн профайл нь y тэнхлэг дээрх спектрийн цацраг болон x тэнхлэг дээрх долгионы уртыг харуулдаг. Спектрийн цацрагийг үнэмлэхүй утга (жишээ нь Вт/см2/нм) эсвэл дурын, харьцангуй эсвэл хэвийн болгосон (нэгжээс бага) хэмжилт зэрэг хэд хэдэн аргаар харуулж болно. Профайлууд нь мэдээллийг шугаман график эсвэл гаралтыг 10 нм зурвас болгон бүлэглэдэг баганан график хэлбэрээр харуулдаг. Дараах мөнгөн усны нуман чийдэнгийн спектрийн гаралтын график нь GEW-ийн системийн долгионы урттай харьцуулахад харьцангуй цацрагийг харуулж байна (Зураг 1).
ЗУРАГ 1 »Мөнгөн ус ба төмрийн спектрийн гаралтын графикууд.
Европ, Азид хэт ягаан туяа ялгаруулдаг кварц хоолойг чийдэн гэж нэрлэдэг нэр томъёог ашигладаг бол Хойд болон Өмнөд Америкчууд чийдэн болон чийдэнгийн сольж болдог холимог ашиглах хандлагатай байдаг. Чийдэн болон чийдэнгийн толгой нь хоёулаа кварц хоолой болон бусад бүх механик болон цахилгаан эд ангиудыг байрлуулдаг бүрэн угсралтыг хэлдэг.
Электродын нуман чийдэн
Электродын нуман чийдэнгийн системүүд нь чийдэнгийн толгой, хөргөлтийн сэнс эсвэл хөргөгч, цахилгаан хангамж, хүн-машин интерфэйс (HMI)-ээс бүрдэнэ. Чийдэнгийн толгой нь чийдэн (чийдэн), тусгал, металл бүрхүүл эсвэл гэр, хаалтын угсралт, заримдаа кварц цонх эсвэл утсан хамгаалалтаас бүрдэнэ. GEW нь кварц хоолой, тусгал, хаалтын механизмаа кассет угсралт дотор суурилуулдаг бөгөөд эдгээрийг гаднах чийдэнгийн толгойн бүрхүүл эсвэл гэрлээс амархан салгаж болно. GEW кассетыг салгах ажлыг ихэвчлэн ганц Аллен түлхүүр ашиглан хэдхэн секундын дотор гүйцэтгэдэг. Хэт ягаан туяаны гаралт, чийдэнгийн толгойн нийт хэмжээ, хэлбэр, системийн онцлог, туслах тоног төхөөрөмжийн хэрэгцээ нь хэрэглээ болон зах зээлээс хамааран өөр өөр байдаг тул электродын нуман чийдэнгийн системийг ерөнхийдөө тодорхой ангилалд эсвэл ижил төстэй машины төрөлд зориулан бүтээсэн байдаг.
Мөнгөн усны уурын чийдэн нь кварц хоолойноос 360° гэрэл ялгаруулдаг. Нуман чийдэнгийн систем нь чийдэнгийн хажуу ба ар талд байрлах тусгалыг ашиглан чийдэнгийн толгойн урд тодорхой зайд илүү их гэрлийг барьж, төвлөрүүлдэг. Энэ зайг фокус гэж нэрлэдэг бөгөөд цацрагийн хамгийн их нөлөө үзүүлдэг газар юм. Нуман чийдэн нь ихэвчлэн фокус дээр 5-12 Вт/см2 хооронд ялгардаг. Чийдэнгийн толгойноос ялгарч буй хэт ягаан туяаны 70 орчим хувь нь тусгагчаас гардаг тул тусгагчийг цэвэр байлгаж, үе үе солих нь чухал юм. Тусгагчийг цэвэрлэхгүй эсвэл солихгүй байх нь хангалтгүй хатууралтын нийтлэг шалтгаан болдог.
GEW нь 30 гаруй жилийн турш хатаах системийн үр ашгийг сайжруулж, тодорхой хэрэглээ болон зах зээлийн хэрэгцээнд нийцүүлэн онцлог, гаралтыг өөрчилж, интеграцийн дагалдах хэрэгслийн томоохон багцыг боловсруулж ирсэн. Үүний үр дүнд GEW-ийн өнөөгийн арилжааны саналуудад авсаархан орон сууцны загвар, хэт ягаан туяаны тусгалыг нэмэгдүүлэх, хэт улаан туяаг багасгах зориулалттай тусгал, чимээгүй интеграл хаалтын механизм, торон юбка болон үүр, хясаатай торон тэжээл, азотын инерц, эерэг даралттай толгой, мэдрэгчтэй дэлгэцийн операторын интерфэйс, хатуу төлөвт цахилгаан хангамж, үйл ажиллагааны үр ашгийг нэмэгдүүлэх, хэт ягаан туяаны гаралтын хяналт, алсын зайнаас системийн хяналт зэрэг багтсан болно.
Дунд даралттай электродын чийдэн ажиллаж байх үед кварцын гадаргуугийн температур 600 °C-800 °C хооронд, дотоод плазмын температур хэдэн мянган градусын хооронд байдаг. Албадан агаар нь чийдэнгийн ажиллах температурыг зөв байлгах, цацраг туяаны энергийн зарим хэсгийг зайлуулах гол хэрэгсэл юм. GEW нь энэ агаарыг сөрөг байдлаар хангадаг; энэ нь агаарыг гэрлээр, ойлтуур болон чийдэнгийн дагуу татаж, угсралтаас гаргаж, машин эсвэл хатаах гадаргуугаас холдуулдаг гэсэн үг юм. E4C зэрэг зарим GEW системүүд нь шингэн хөргөлтийг ашигладаг бөгөөд энэ нь хэт ягаан туяаны гаралтыг арай илүү нэмэгдүүлж, чийдэнгийн толгойн нийт хэмжээг бууруулдаг.
Электродын нуман чийдэн нь халаах болон хөргөх мөчлөгтэй байдаг. Чийдэнг хамгийн бага хөргөлтөөр цохидог. Энэ нь мөнгөн усны плазмыг хүссэн ажлын температурт хүртэл өсгөх, чөлөөт электрон ба катион үүсгэх, гүйдлийн урсгалыг идэвхжүүлэх боломжийг олгодог. Чийдэнгийн толгойг унтраахад кварц хоолойг жигд хөргөхийн тулд хөргөлт хэдэн минутын турш үргэлжилсээр байдаг. Хэт халсан чийдэн дахин асахгүй бөгөөд үргэлжлүүлэн хөргөх ёстой. Асаах болон хөргөх мөчлөгийн урт, түүнчлэн хүчдэлийн цохилт бүрийн үед электродуудын доройтол нь хийн хаалтын механизмыг GEW электродын нуман чийдэнгийн угсралтад үргэлж нэгтгэдэг шалтгаан юм. Зураг 2-т агаарын хөргөлттэй (E2C) болон шингэн хөргөлттэй (E4C) электродын нуман чийдэнг харуулав.
ЗУРАГ 2 »Шингэн хөргөлттэй (E4C) болон агаарын хөргөлттэй (E2C) электродтой нуман чийдэн.
Хэт ягаан туяаны LED чийдэн
Хагас дамжуулагч нь хатуу, талст материал бөгөөд бага зэрэг дамжуулалттай байдаг. Цахилгаан гүйдэл нь хагас дамжуулагчаар тусгаарлагчаас илүү сайн дамждаг боловч металл дамжуулагчаас илүү сайн биш байдаг. Байгалийн гаралтай боловч үр ашиг багатай хагас дамжуулагчдад цахиур, германий, селен зэрэг элементүүд багтдаг. Гаралт болон үр ашгийг хангах зориулалттай нийлэг аргаар хийсэн хагас дамжуулагч нь талст бүтцэд нарийн шингэсэн хольцтой нийлмэл материал юм. Хэт ягаан туяаны LED-ийн хувьд хөнгөн цагаан галлийн нитрид (AlGaN) нь түгээмэл хэрэглэгддэг материал юм.
Хагас дамжуулагч нь орчин үеийн электроникийн үндсэн хэсэг бөгөөд транзистор, диод, гэрэл ялгаруулах диод, микропроцессор үүсгэх зориулалттайгаар бүтээгдсэн. Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийг цахилгаан хэлхээнд нэгтгэж, гар утас, зөөврийн компьютер, таблет, цахилгаан хэрэгсэл, онгоц, машин, алсын удирдлага, тэр ч байтугай хүүхдийн тоглоом зэрэг бүтээгдэхүүний дотор суурилуулдаг. Эдгээр жижиг боловч хүчирхэг эд ангиуд нь өдөр тутмын бүтээгдэхүүнийг ашиглах боломжийг олгохоос гадна эд зүйлсийг авсаархан, нимгэн, хөнгөн, хямд болгох боломжийг олгодог.
LED-ийн онцгой тохиолдолд нарийн зохион бүтээж, үйлдвэрлэсэн хагас дамжуулагч материалууд нь тогтмол гүйдлийн тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон үед харьцангуй нарийн долгионы зурвастай гэрлийг ялгаруулдаг. Гэрэл нь зөвхөн LED бүрийн эерэг анод (+)-аас сөрөг катод (-) руу гүйдэл урсах үед үүсдэг. LED гаралт нь хурдан бөгөөд хялбар хянагддаг бөгөөд квази монохроматик тул LED-ийг дараах байдлаар ашиглахад тохиромжтой: заагч гэрэл; хэт улаан туяаны холбооны дохио; телевизор, зөөврийн компьютер, таблет, ухаалаг гар утасны арын гэрэлтүүлэг; электрон тэмдэг, самбар, jumbotron; болон хэт ягаан туяаны хатаалт.
LED нь эерэг-сөрөг уулзвар (pn уулзвар) юм. Энэ нь LED-ийн нэг хэсэг нь эерэг цэнэгтэй бөгөөд анод (+), нөгөө хэсэг нь сөрөг цэнэгтэй бөгөөд катод (-) гэж нэрлэгддэг гэсэн үг юм. Хоёр тал нь харьцангуй дамжуулагч боловч хоёр талын уулзварын хил хязгаар буюу хомсдолын бүс нь дамжуулагч биш юм. Тогтмол гүйдлийн (DC) тэжээлийн эх үүсвэрийн эерэг (+) терминалыг LED-ийн анод (+)-тай холбож, эх үүсвэрийн сөрөг (-) терминалыг катод (-)-тай холбосон үед катод дахь сөрөг цэнэгтэй электронууд болон анод дахь эерэг цэнэгтэй электронуудын хоосон зайг тэжээлийн эх үүсвэр түлхэж, хомсдолын бүс рүү түлхдэг. Энэ нь урагш чиглэсэн хазайлт бөгөөд дамжуулагчгүй хил хязгаарыг даван туулах нөлөөтэй. Үүний үр дүнд n хэлбэрийн бүс дэх чөлөөт электронууд огтлолцож, p хэлбэрийн бүс дэх хоосон зайг нөхдөг. Электронууд хил дамнан урсах үед тэд бага энергийн төлөвт шилждэг. Харгалзах энергийн бууралт нь хагас дамжуулагчаас гэрлийн фотон хэлбэрээр ялгардаг.
Кристал LED бүтцийг бүрдүүлдэг материал ба хольцууд нь спектрийн гаралтыг тодорхойлдог. Өнөөдөр худалдаанд байгаа LED хатаах эх үүсвэрүүд нь 365, 385, 395, 405 нм төвтэй хэт ягаан туяаны гаралттай, ердийн хүлцэл ±5 нм, Гауссын спектрийн тархалттай байдаг. Спектрийн цацрагийн оргил (W/cm2/nm) их байх тусам хонхны муруйн оргил өндөр байдаг. Хэт ягаан туяаны хөгжил 275-285 нм хооронд үргэлжилж байгаа ч гаралт, ашиглалтын хугацаа, найдвартай байдал, өртөг нь хатаах систем болон хэрэглээнд арилжааны хувьд ашигтай биш юм.
Хэт ягаан туяаны LED гаралт нь одоогоор урт UVA долгионы уртаар хязгаарлагддаг тул Хэт ягаан туяаны LED хатаах систем нь дунд даралттай мөнгөн усны уурын чийдэнгийн өргөн зурвасын спектрийн гаралтын шинж чанарыг ялгаруулдаггүй. Энэ нь Хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд нь Хэт ягаан туяаны LED, Хэт ягаан туяаны LED, ихэнх харагдах гэрэл, дулаан үүсгэдэг хэт улаан туяаны долгионы уртыг ялгаруулдаггүй гэсэн үг юм. Энэ нь Хэт ягаан туяаны LED хатаах системийг халуунд илүү мэдрэмтгий хэрэглээнд ашиглах боломжийг олгодог боловч дунд даралттай мөнгөн усны чийдэнгүүдэд зориулж боловсруулсан одоо байгаа бэх, бүрхүүл, наалдамхай бодисыг Хэт ягаан туяаны LED хатаах системд зориулж дахин боловсруулах шаардлагатай болдог. Аз болоход, химийн нийлүүлэгчид хос хатаах хэлбэрээр санал болгож буй бүтээгдэхүүнийг улам бүр зохион бүтээж байна. Энэ нь Хэт ягаан туяаны LED чийдэнгээр хатаах зориулалттай хос хатаах найрлага нь мөнгөн усны уурын чийдэнгээр мөн хатах болно гэсэн үг юм (Зураг 3).
ЗУРАГ 3 »LED-ийн спектрийн гаралтын диаграмм.
GEW-ийн хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд нь ялгаруулах цонхонд 30 Вт/см2 хүртэлх цахилгаан ялгаруулдаг. Электродын нуман гэрлээс ялгаатай нь хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд нь гэрлийн туяаг төвлөрсөн фокус руу чиглүүлдэг тусгал оруулдаггүй. Үүний үр дүнд хэт ягаан туяаны LED оргил цацраг нь ялгаруулах цонхны ойролцоо үүсдэг. Ялгарах хэт ягаан туяаны LED туяа нь дэнлүүний толгой ба хатаах гадаргуугийн хоорондох зай нэмэгдэхийн хэрээр бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Энэ нь хатаах гадаргуу дээр хүрч буй гэрлийн концентраци болон цацрагийн хэмжээг бууруулдаг. Оргил цацраг нь хөндлөн холбоос хийхэд чухал боловч улам бүр нэмэгдэж буй цацраг нь үргэлж давуу талтай байдаггүй бөгөөд хөндлөн холбоосын нягтралыг нэмэгдүүлэхэд саад учруулж болзошгүй юм. Долгионы урт (нм), цацраг (Вт/см2) болон энергийн нягтрал (Ж/см2) нь бүгд хатаахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд тэдгээрийн хатаахад үзүүлэх нийт нөлөөллийг хэт ягаан туяаны LED эх үүсвэрийг сонгохдоо зөв ойлгох хэрэгтэй.
LED нь Ламбертын эх үүсвэр юм. Өөрөөр хэлбэл, хэт ягаан туяаны LED бүр 360° x 180° хэмжээтэй бүтэн хагас бөмбөрцөгт жигд урагшлах гаралтыг ялгаруулдаг. Миллиметрийн квадратын дарааллаар олон тооны хэт ягаан туяаны LED нь нэг эгнээнд, мөр ба баганын матриц эсвэл өөр тохиргоонд байрладаг. Эдгээр дэд угсралтыг модуль эсвэл массив гэж нэрлэдэг бөгөөд зай завсар хоорондын холилдолтыг хангаж, диодын хөргөлтийг хөнгөвчлөх LED-үүдийн хоорондох зайгаар зохион бүтээдэг. Дараа нь олон модуль эсвэл массивыг том угсралтад байрлуулж, янз бүрийн хэмжээтэй хэт ягаан туяаны хатаах системийг үүсгэдэг (Зураг 4 ба 5). Хэт ягаан туяаны LED хатаах системийг бүтээхэд шаардлагатай нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дулаан шингээгч, ялгаруулах цонх, электрон драйвер, тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамж, шингэн хөргөлтийн систем эсвэл хөргөгч, хүний машины интерфэйс (HMI) орно.
ЗУРАГ 4 »Вэбд зориулсан LeoLED систем.
ЗУРАГ 5 »Өндөр хурдны олон чийдэн суурилуулах LeoLED систем.
Хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд нь хэт улаан туяаны долгионы уртыг ялгаруулдаггүй тул тэдгээр нь мөнгөн усны уурын чийдэнгээс бага дулааны энергийг хатаах гадаргуу руу дамжуулдаг боловч энэ нь хэт ягаан туяаны LED-ийг хүйтэн хатаах технологи гэж үзэх ёстой гэсэн үг биш юм. Хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд нь маш өндөр оргил цацраг ялгаруулж чаддаг бөгөөд хэт ягаан туяаны долгионы урт нь энергийн нэг хэлбэр юм. Химийн бодис шингээж аваагүй аливаа гаралт нь суурь хэсэг эсвэл суурь болон эргэн тойрон дахь машины эд ангиудыг халаана.
Хэт ягаан туяаны LED нь түүхий хагас дамжуулагчийн зураг төсөл, үйлдвэрлэл, түүнчлэн LED-ийг том хатаах төхөөрөмжид савлахад ашигладаг үйлдвэрлэлийн арга, бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс үүдэлтэй үр ашиггүй цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Мөнгөн усны уурын кварц хоолойн температурыг ажиллуулах явцад 600-800 °C хооронд байлгах ёстой бол LED pn уулзварын температур 120 °C-аас доош байх ёстой. Хэт ягаан туяаны LED массивыг тэжээдэг цахилгаан эрчим хүчний зөвхөн 35-50% нь хэт ягаан туяаны гаралтад (долгионы уртаас ихээхэн хамааралтай) хувирдаг. Үлдсэн хэсэг нь хүссэн уулзварын температурыг хадгалах, системийн тодорхой цацраг туяа, энергийн нягтрал, жигд байдлыг хангах, мөн урт хугацааны ашиглалтын хугацааг хангахын тулд зайлуулах ёстой дулааны дулаан болж хувирдаг. LED нь угаасаа удаан эдэлгээтэй хатуу төлөвт төхөөрөмж бөгөөд LED-ийг зохих ёсоор зохион бүтээгдсэн, засвар үйлчилгээтэй хөргөлтийн системтэй том угсралтад нэгтгэх нь урт хугацааны ашиглалтын үзүүлэлтэд хүрэхэд чухал үүрэгтэй. Бүх хэт ягаан туяаны хатаах системүүд ижил биш бөгөөд зохисгүй зохион бүтээгдсэн, хөргөсөн хэт ягаан туяаны LED хатаах системүүд хэт халж, сүйрлийн аюултай эвдрэлд орох магадлал өндөр байдаг.
Нуман/LED эрлийз чийдэн
Одоо байгаа технологийн оронд цоо шинэ технологи нэвтрүүлж буй аливаа зах зээлд нэвтрүүлэлтийн талаар айдас түгшүүр, гүйцэтгэлд эргэлзээ төрж болно. Боломжит хэрэглэгчид сайн тогтсон суурилуулалтын бааз бий болох, кейс судалгаа хэвлэгдэх, эерэг гэрчлэлүүд олноор тархаж эхлэх, эсвэл тэд мэддэг, итгэдэг хувь хүмүүс болон компаниудаас шууд туршлага эсвэл лавлагаа авах хүртэл нэвтрүүлэлтийг хойшлуулдаг. Бүхэл бүтэн зах зээл хуучин зүйлээсээ бүрэн татгалзаж, шинэ зүйл рүү бүрэн шилжихээс өмнө баттай нотлох баримт шаардлагатай байдаг. Анхны нэвтрүүлэгчид өрсөлдөгчид харьцуулж болох ашиг тусыг хүртэхийг хүсдэггүй тул амжилтын түүхүүд нууцлаг байх хандлагатай байдаг нь тус болохгүй. Үүний үр дүнд сэтгэл дундуур байдлын бодит болон хэтрүүлсэн түүхүүд зах зээл дээр цуурайтаж, шинэ технологийн жинхэнэ давуу талыг нуун дарагдуулж, нэвтрүүлэлтийг улам хойшлуулдаг.
Түүхийн туршид, дурамжхан хэрэглээнээс зайлсхийхийн тулд эрлийз загваруудыг одоогийн болон шинэ технологийн хоорондох шилжилтийн гүүр болгон ашиглаж ирсэн. Эрлийз нь хэрэглэгчдэд өөртөө итгэх итгэлийг олж авах, одоогийн чадавхийг золиослохгүйгээр шинэ бүтээгдэхүүн эсвэл аргыг хэрхэн, хэзээ ашиглахаа өөрсдөө тодорхойлох боломжийг олгодог. Хэт ягаан туяагаар хатаах тохиолдолд эрлийз систем нь хэрэглэгчдэд мөнгөн усны уурын чийдэн болон LED технологийн хооронд хурдан бөгөөд хялбархан шилжих боломжийг олгодог. Олон хатаах станцтай шугамын хувьд эрлийз нь прессийг 100% LED, 100% мөнгөн усны уур эсвэл тухайн ажилд шаардлагатай хоёр технологийн аль ч хольцыг ажиллуулах боломжийг олгодог.
GEW нь вэб хөрвүүлэгчдэд зориулсан нуман/LED эрлийз системүүдийг санал болгодог. Энэхүү шийдлийг GEW-ийн хамгийн том зах зээл болох нарийн вэб шошгонд зориулж боловсруулсан боловч эрлийз загварыг бусад вэб болон вэб бус програмуудад ашигладаг (Зураг 6). Нуман/LED нь мөнгөн усны уур эсвэл LED кассетыг багтаах боломжтой нийтлэг чийдэнгийн толгойн гэрийг агуулдаг. Хоёр кассет хоёулаа бүх нийтийн цахилгаан болон удирдлагын системээр ажилладаг. Системийн доторх оюун ухаан нь кассетны төрлүүдийг ялгах боломжийг олгодог бөгөөд зохих цахилгаан, хөргөлт болон операторын интерфэйсийг автоматаар хангадаг. GEW-ийн мөнгөн усны уур эсвэл LED кассетуудын аль нэгийг нь салгаж эсвэл суурилуулах ажлыг ихэвчлэн ганц Аллен түлхүүр ашиглан хэдхэн секундын дотор гүйцэтгэдэг.
ЗУРАГ 6 »Вэбд зориулсан Arc/LED систем.
Эксимер чийдэн
Эксимер чийдэн нь квази-монохромат хэт ягаан туяаны энерги ялгаруулдаг хий ялгаруулдаг чийдэнгийн нэг төрөл юм. Эксимер чийдэн нь олон төрлийн долгионы уртад байдаг боловч нийтлэг хэт ягаан туяаны гаралт нь 172, 222, 308, 351 нм дээр төвлөрдөг. 172 нм эксимер чийдэн нь вакуум хэт ягаан туяаны зурвас (100-200 нм) дотор багтдаг бол 222 нм нь зөвхөн UVC (200-280 нм) юм. 308 нм эксимер чийдэн нь UVB (280-315 нм) ялгаруулдаг бол 351 нм нь бүрэн UVA (315-400 нм) юм.
172 нм-ийн вакуум хэт ягаан туяаны долгионы урт нь UVC-ээс богино бөгөөд илүү их энерги агуулдаг; гэсэн хэдий ч тэдгээр нь бодис руу маш гүн нэвтрэхэд бэрхшээлтэй байдаг. Үнэндээ 172 нм-ийн долгионы урт нь хэт ягаан туяагаар бүрдүүлсэн химийн бодисын дээд 10-200 нм-д бүрэн шингэдэг. Үүний үр дүнд 172 нм-ийн эксимер чийдэн нь зөвхөн хэт ягаан туяаны найрлагын хамгийн гаднах гадаргууг хөндлөн холбож, бусад хатаах төхөөрөмжтэй хослуулан нэгтгэх шаардлагатай. Вакуум хэт ягаан туяаны долгионы урт нь агаарт мөн шингэдэг тул 172 нм-ийн эксимер чийдэнг азотын инертийн агаар мандалд ажиллуулах ёстой.
Ихэнх эксимер чийдэн нь диэлектрик саад болж үйлчилдэг кварц хоолойноос бүрддэг. Хоолой нь эксимер эсвэл эксиплекс молекул үүсгэх чадвартай ховор хийнүүдээр дүүргэгдсэн байдаг (Зураг 7). Өөр өөр хий нь өөр өөр молекул үүсгэдэг бөгөөд өөр өөр өдөөгдсөн молекулууд нь чийдэнгийн ямар долгионы уртыг ялгаруулж байгааг тодорхойлдог. Өндөр хүчдэлийн электрод нь кварц хоолойн дотор талын уртын дагуу, газардуулгын электродууд нь гадна талын уртын дагуу явдаг. Хүчдэл нь чийдэн рүү өндөр давтамжтайгаар импульслэгддэг. Энэ нь электронууд дотоод электрод дотор урсаж, хийн хольцоор гадаад газардуулгын электрод руу гадагшлахад хүргэдэг. Энэхүү шинжлэх ухааны үзэгдлийг диэлектрик саадын гадагшлах (DBD) гэж нэрлэдэг. Электронууд хийгээр дамжин өнгөрөхдөө атомуудтай харилцан үйлчилж, эксимер эсвэл эксиплекс молекулуудыг үүсгэдэг энергитэй эсвэл ионжуулсан зүйлүүдийг үүсгэдэг. Эксимер ба эксиплекс молекулууд нь маш богино наслалттай бөгөөд өдөөгдсөн төлөвөөс газардуулгын төлөв рүү задрах үед квази-монохроматик тархалтын фотонууд ялгардаг.
ЗУРАГ 7 »Эксимер чийдэн
Мөнгөн усны уурын чийдэнгээс ялгаатай нь эксимер чийдэнгийн кварц хоолойн гадаргуу халдаггүй. Үүний үр дүнд ихэнх эксимер чийдэн нь бараг хөргөлтгүй ажилладаг. Бусад тохиолдолд азотын хийгээр хангагддаг бага түвшний хөргөлт шаардлагатай байдаг. Дэнлүүний дулааны тогтвортой байдлаас шалтгаалан эксимер чийдэн нь шууд "АСААЛТТАЙ/УНТРААЛТТАЙ" бөгөөд халаах эсвэл хөргөх цикл шаарддаггүй.
172 нм долгионоор цацруулдаг эксимер чийдэнг квази-монохроматик UVA-LED-хатууралтын систем болон өргөн зурвасын мөнгөн усны уурын чийдэнтэй хослуулан нэгтгэхэд гадаргуугийн гадаргуу дээр гадаргуу үүсэх нөлөө бий болно. Эхлээд UVA LED чийдэнг химийн найрлагыг гельжүүлэхэд ашигладаг. Дараа нь квази-монохроматик эксимер чийдэнг гадаргууг полимержүүлэхэд ашигладаг бөгөөд эцэст нь өргөн зурвасын мөнгөн усны чийдэнг химийн бусад хэсгийг хооронд нь холбодог. Тусдаа үе шатанд хэрэглэгддэг гурван технологийн өвөрмөц спектрийн гаралт нь хэт ягаан туяаны эх үүсвэрүүдийн аль нэгийг нь дангаар нь ашиглах боломжгүй ашигтай оптик болон функциональ гадаргууг хатаах нөлөөг бий болгодог.
172 ба 222 нм эксимер долгионы урт нь аюултай органик бодис болон хортой бактерийг устгахад үр дүнтэй байдаг тул эксимер чийдэнг гадаргууг цэвэрлэх, ариутгах, гадаргуугийн энерги боловсруулахад практик болгодог.
Дэнлүүний амьдрал
Дэнлүү эсвэл чийдэнгийн ашиглалтын хугацаатай холбоотойгоор GEW-ийн нуман чийдэнгийн ашиглалтын хугацаа ерөнхийдөө 2000 цаг хүртэл байдаг. Дэнлүүний ашиглалтын хугацаа нь үнэмлэхүй биш, учир нь хэт ягаан туяаны гаралт цаг хугацааны явцад аажмаар буурч, янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаардаг. Дэнлүүний загвар, чанар, түүнчлэн хэт ягаан туяаны системийн ажиллах нөхцөл, найрлагын бодисын урвалд орох чадвар зэрэг нь хамаарна. Зөв зохион бүтээсэн хэт ягаан туяаны системүүд нь тухайн чийдэнгийн (чийдэнгийн) загварт шаардлагатай зөв хүч болон хөргөлтийг хангаж байгааг баталгаажуулдаг.
GEW-ээр хангагдсан чийдэн (чийдэн) нь GEW хатаах системд ашиглагдах үед хамгийн урт ашиглалтын хугацааг үргэлж хангадаг. Хоёрдогч тэжээлийн эх үүсвэрүүд нь ерөнхийдөө дээжээс чийдэнг урвуу инженерчилсэн байдаг бөгөөд хуулбарууд нь ижил төгсгөлийн холбох хэрэгсэл, кварцын диаметр, мөнгөн усны агууламж эсвэл хийн хольц агуулаагүй байж болох бөгөөд энэ нь бүгд хэт ягаан туяаны гаралт болон дулааны үүсэлтэд нөлөөлж болно. Дулаан үүсэлт нь системийн хөргөлтийн эсрэг тэнцвэргүй үед чийдэнгийн гаралт болон ашиглалтын хугацаа хоёуланд нь нөлөөлдөг. Хүйтэн ажилладаг чийдэн нь хэт ягаан туяа бага ялгаруулдаг. Илүү халуун ажилладаг чийдэн нь удаан эдэлгээтэй байдаггүй бөгөөд гадаргуугийн өндөр температурт гаждаг.
Электрод нуман чийдэнгийн ашиглалтын хугацаа нь чийдэнгийн ажиллах температур, ажиллах цагийн тоо, асаах эсвэл цохих тоогоор хязгаарлагддаг. Асаах үед чийдэнг өндөр хүчдэлийн нумаар цохих бүрт вольфрамын электродын багахан хэсэг нь элэгддэг. Эцэст нь чийдэн дахин цохихгүй. Электрод нуман чийдэн нь хаалтын механизмтай бөгөөд асаалттай үед чийдэнгийн хүчийг дахин дахин эргүүлэхийн оронд хэт ягаан туяаны гаралтыг хаадаг. Илүү их урвалд ордог бэх, бүрхүүл, наалдамхай бодис нь чийдэнгийн ашиглалтын хугацааг уртасгахад хүргэдэг бол урвалд ордоггүй найрлага нь чийдэнг илүү олон удаа солих шаардлагатай болдог.
Хэт ягаан туяаны LED системүүд нь ердийн чийдэнгээс илүү удаан эдэлгээтэй боловч хэт ягаан туяаны LED-ийн ашиглалтын хугацаа нь үнэмлэхүй биш юм. Уламжлалт чийдэнгийн нэгэн адил хэт ягаан туяаны LED нь хэр хүчтэй асаах боломжтойг хязгаарладаг бөгөөд ерөнхийдөө 120 °C-аас доош уулзварын температурт ажиллах ёстой. Хэт их асаах болон хөргөлт муутай LED нь ашиглалтын хугацааг бууруулж, илүү хурдан элэгдэлд орох эсвэл сүйрэлд хүргэдэг. Бүх хэт ягаан туяаны LED системийн нийлүүлэгчид одоогоор 20,000 цагаас дээш хамгийн өндөр ашиглалтын хугацааг хангасан загваруудыг санал болгодоггүй. Илүү сайн зохион бүтээгдсэн, засвар үйлчилгээ сайтай системүүд 20,000 цагаас дээш ажиллах бөгөөд чанар муутай системүүд нь хамаагүй богино хугацаанд ажиллахгүй болно. Сайн мэдээ гэвэл LED системийн загварууд нь дизайны давталт бүрт сайжирч, удаан үргэлжлэх болно.
Озон
Богино долгионы урттай хэт ягаан туяа нь хүчилтөрөгчийн молекулуудад (O2) нөлөөлөхөд хүчилтөрөгчийн молекулууд (O2) хоёр хүчилтөрөгчийн атом (O2) болж хуваагдахад хүргэдэг. Дараа нь чөлөөт хүчилтөрөгчийн атомууд (O) нь бусад хүчилтөрөгчийн молекулуудтай (O2) мөргөлдөж, озон (O3) үүсгэдэг. Гурван хүчилтөрөгч (O3) нь газрын түвшинд диоксидын (O2) молекулаас (O2) бага тогтвортой тул озон нь агаар мандлын агаараар дамжин өнгөрөхдөө хүчилтөрөгчийн молекул (O2) болон хүчилтөрөгчийн атом (O) болж амархан буцдаг. Дараа нь чөлөөт хүчилтөрөгчийн атомууд (O) нь яндангийн системд бие биетэйгээ нэгдэж хүчилтөрөгчийн молекул (O2) үүсгэдэг.
Аж үйлдвэрийн хэт ягаан туяагаар хатаах хэрэглээнд агаар мандлын хүчилтөрөгч 240 нм-ээс доош хэт ягаан туяаны долгионы урттай харилцан үйлчлэх үед озон (O3) үүсдэг. Өргөн зурвасын мөнгөн усны уураар хатаах эх үүсвэрүүд нь озон үүсгэдэг бүсийн нэг хэсэгтэй давхцдаг 200-280 нм-ийн хооронд хэт ягаан туяа ялгаруулдаг бөгөөд эксимер чийдэн нь 172 нм-ийн вакуум хэт ягаан туяа эсвэл 222 нм-ийн UVC ялгаруулдаг. Мөнгөн усны уур болон эксимер хатаах чийдэнгээс үүссэн озон нь тогтворгүй бөгөөд байгаль орчинд ноцтой асуудал үүсгэдэггүй боловч амьсгалын замын цочроогч, өндөр түвшинд хортой тул ажилчдын ойр орчмын газраас зайлуулах шаардлагатай. Арилжааны хэт ягаан туяа-LED хатаах системүүд нь 365-405 нм-ийн хооронд хэт ягаан туяа ялгаруулдаг тул озон үүсдэггүй.
Озон нь металл, шатаж буй утас, хлор, цахилгаан очны үнэртэй төстэй үнэртэй байдаг. Хүний үнэрлэх мэдрэхүй нь саяд 0.01-0.03 хэсэг (ppm) хүртэлх озоныг илрүүлж чаддаг. Энэ нь хүн болон үйл ажиллагааны түвшингээс хамаарч өөр өөр байдаг ч 0.4 ppm-ээс дээш концентраци нь амьсгалын замын сөрөг нөлөө болон толгой өвдөхөд хүргэдэг. Ажилчдын озонд өртөхийг хязгаарлахын тулд хэт ягаан туяагаар хатаах шугам дээр зохих агааржуулалтыг суурилуулах хэрэгтэй.
Хэт ягаан туяагаар хатаах системүүд нь ерөнхийдөө чийдэнгийн толгойноос гарах яндангийн агаарыг хаах зориулалттай бөгөөд ингэснээр операторуудаас хол, барилгын гадна талд хүчилтөрөгч болон нарны гэрлийн нөлөөгөөр байгалийн жамаар задардаг. Эсвэл озонгүй чийдэн нь озон үүсгэдэг долгионы уртыг хаах кварц нэмэлтийг агуулдаг бөгөөд дээвэр дээр суваг үүсгэх эсвэл нүх гаргахаас зайлсхийхийг хүсдэг байгууламжууд нь ихэвчлэн яндангийн сэнсний гарц дээр шүүлтүүр ашигладаг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 6-р сарын 19
