لامپ یو وی چیست؟ (بررسی کاربرد و انواع آن)

استفاده از اشعه ماورای بنفش یا لامپ یو وی برای درمان بیماری‌های پوستی به اوایل دهه 1900 برمی‌گردد.

این امر محقق شده که نور خورشید می‌تواند ارزش درمانی داشته باشد؛ اما همچنین می‌تواند منجر به اثرات مخربی مانند سوزش و سرطان زایی نیز بشود.

تحقیقات گسترده‌ای که در سال‌های اخیر انجام شده، درک ما را از اشعه ماورای بنفش و اثرات آن در سیستم‌های انسانی گسترش داده و به توسعه منابع UV ساخته دست بشر انجامیده که برای درمان طیف گسترده‌ای از شرایط پوستی دقیق‌تر، ایمن‌تر و مؤثرتر خواهد بود.

در این مقاله به بررسی موارد زیر خواهیم پرداخت:

• لامپ یو وی چیست؟
• کاربرد لامپ یو وی چیست؟
• انواع لامپ یو وی
• مواد مورد استفاده در ساخت لامپ یو وی چیست؟
• نحوه کار لامپ یو وی
• نکات مربوط به نگهداری و تعمیر لامپ یو وی

1# لامپ یو وی چیست؟

لامپ یو وی یا فرابنفش، وسیله‌ای برای تولید تابش‌های الکترومغناطیسی در طول موج‌های بین نور مرئی و اشعه ایکس است.

پرتوهای خورشید سرشار از چنین تشعشعی هستند که گاهی به آن نور سیاه نیز می‌گویند؛ زیرا با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست.

لامپ یو وی معمولاً از یک لامپ تخلیه الکتریکی با موادی تشکیل شده که تابش در طول موج مورد نظر تولید می‌کند.

لامپ‌های فرابنفش معمولاً در کوارتز یا شیشه‌های مخصوص قرار می‌گیرند که اشعه ماورای بنفش را با سهولت بیشتری نسبت به شیشه‌های معمولی منتقل می‌کنند.

لامپ‌های فرابنفش پس از کشف ویژگی‌های میکروب کش اشعه ماورای بنفش در حدود سال 1900 توسط پزشک دانمارکی به نام Niels Ryberg Finsen برای استفاده پزشکی ساخته شدند.

از لامپ‌های مدرن در صنعت و تحقیقات، تولید برنزه‌های مصنوعی و ایجاد جلوه‌های ویژه در مراحل نورپردازی و نمایشگرها با مواد فلورسنت استفاده می‌شود.

1-1# طول عمر لامپ یو وی

روند تخریب لامپ‌های UV بسیار کند است.

کاهش خروجی اشعه ماورای بنفش به دلیل مواد الکترودی است که داخل کوارتز چسبانده می‌شود.

این امر باعث کاهش شفافیت کوارتز، به ویژه در طول موج‌های UVC کمتر می‌شود.

طول عمر تضمینی برخی از لامپ‌های یو وی 1000 ساعت است.

با این حال هیچ قانونی برای تعویض لامپ وجود ندارد؛ زیرا خروجی یک لامپ به موارد زیر بستگی دارد:

• خنک کنندگی
• بازتابنده‌ها
• فرمان
• سوئیچینگ
• و مواردی از این قبیل

2# کاربرد لامپ یو وی چیست؟

لامپ UV یا لامپ فرابنفش نوعی منبع نوری است که اشعه ماورای بنفش ساطع می‌کند.

لامپ‌های UV در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند، از جمله آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ضد عفونی: لامپ‌های UV-C در از بین بردن باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر عوامل بیماری ‌زا مؤثر هستند که آنها را در تصفیه آب، تصفیه هوا و گندزدایی سطوح محبوب می‌کند.
• پخت: لامپ‌های UV در فرآیندهای صنعتی برای پخت جوهر، پوشش‌ها و چسب‌ها استفاده می‌شوند؛ زیرا نور فرابنفش یک واکنش شیمیایی را ایجاد می‌کند که این مواد را سخت می‌کند.
• کاربردهای پزشکی و علمی: لامپ‌های UV در آزمایشگاه‌ها برای استریلیزاسیون و در محیط‌ های پزشکی برای فتوتراپی، به ویژه برای بیماری‌های پوستی مانند پسوریازیس استفاده می‌شوند.
• عکاسی و هنر: لامپ‌های UV را می‌توان در فرآیندهایی مانند ایجاد عکس یا ایجاد جلوه‌های هنری خاص استفاده کرد.
• برنزه کردن: برخی از لامپ‌های UV برای مقاصد برنزه سازی طراحی شده و تابش اشعه ماورای بنفش را برای تحریک تولید ملانین در پوست ساطع می‌کنند.

لامپ‌های UV بر اساس محدوده طول موج خود به سه نوع تقسیم می شوند:

• UV-A موج بلند
• UV-B موج متوسط
• UV-C موج کوتاه

که UV-C مؤثرترین آنها برای اهداف میکروب کشی است.

3# انواع لامپ یو وی

انواع لامپ یو وی را در ادامه بررسی خواهیم کرد.

1-3# بلک لایت آبی (BLB)

این لامپ از نوع لامپ‌هایی است که در تاریکی درخشان بوده و بیشتر آنها با نور ماورای بنفش مرتبط هستند.

طول موج‌هایی که این لامپ‌های UV منتشر می‌کنند، بین 370 تا 400 نانومتر است، درست در مرز نور مرئی.

کاربردهای معمولی این نوع از لامپ یو وی عبارت اند از:

• حفاظت ضد سرقت
• نورپردازی کلوپ شبانه
• شناسایی اسکناس‌های جعلی
• شستشوی فرش (برای تشخیص لکه)
• لامپ ناخن UV

لامپ‌های BLB توسط یک فیلتر آبی یا بنفش بسیار تیره پوشانده شده و درخششی ارغوانی از خود ارائه می‌دهند.

لوله‌های فلورسنت، مستقیماً یا به شکل‌های فشرده‌ تر تبدیل شده‌ و رایج ‌ترین نوع آن هستند.

هنگام استفاده از لامپ‌های BLB با لاک‌ها یا رنگ‌های ماورای بنفش، دستورالعمل‌های سازنده را در مورد روشنایی صحیح مورد نیاز برای فعال کردن محصول بررسی کنید.

در حالی که لامپ‌های BLB مانند لامپ‌های ضد میکروب UVC برای سلامتی شما خطرناک نیستند؛ اما همیشه باید با احتیاط از آنها استفاده کرد.

هنگام تماس با آنها، حتماً از دستکش استفاده کنید تا لامپ آلوده نشود و مطمئن شوید که به صورت ایمن دور ریخته می‌شوند.

در صورت امکان از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت خودداری کنید.

2-3# بلک لایت (BL350 / BL368)

لامپ‌های بلک لایت را نباید با نوع آبی روشن – مشکی که در بالا توضیح داده شد، اشتباه گرفت.

در حالی که این نوع لامپ یو وی، هنوز در همان براکت UVA در طیف فرابنفش قرار می‌گیرند، طول موج‌های کمی کوتاه‌تر (بین 350 تا 370 نانومتر) دارند که اثرات بسیار متفاوتی را به همراه دارند.

کاربردهای رایج این لامپ‌ها عبارت اند از:

• حذف اشکالات موجود (نور UV اشکالات را جذب می‌کند)
• آفتاب گیر
• پلیمریزاسیون

آنها مخلوطی از اشعه ماورای بنفش و نور مرئی ساطع می‌کنند و به نظر می‌رسد که هنگام کار به رنگ آبی درخشان می‌درخشند.

باز هم مطمئن شوید که این لامپ‌های ماورای بنفش با احتیاط استفاده شده یا دور ریخته می‌شوند.

3-3# لامپ‌های یو وی میکروب کش

این لامپ‌ها، کوتاه‌ترین طول موج UV (بین 200 تا 280 نانومتر) را دارند و در نتیجه به صورت بالقوه مضرترین نوع آنها هستند.

بر این اساس، هنگام استفاده از این نوع لامپ‌های UV باید دقت بیشتری شود.

نوع اشعه ماورای بنفش که این لامپ‌ها ساطع می‌کنند، DNA میکروارگانیسم‌ها را هدف قرار می‌دهد و باعث مرگ سلولی یا غیرممکن شدن تولید مثل می‌شود.

این لامپ‌ها مطمئناً از آن نوع لامپ‌هایی نیستند که در خانه استفاده شوند.

آنها عمدتاً در محیط‌ های حرفه‌ای و صنعتی در فرآیندهایی همانند موارد زیر استفاده می‌شوند:

• تصفیه آب
• ضد عفونی کردن
• عقیم سازی
• بهداشت مواد غذایی

مانند لامپ‌های UVA بلک لایت، لامپ‌های میکروب کش UVC معمولاً به صورت لوله ای فروخته می‌شوند یا مستقیم یا به شکل‌های فشرده تری تبدیل می‌شوند.

بر خلاف لامپ‌های UVA، لوله‌های میکروب کش معمولاً شفاف هستند.

هنگام استفاده از لامپ‌های ضد میکروب UVC از لباس‌های محافظ استفاده کنید و آنها را از پوست و چشم خود دور نگه دارید.

بهتر است هنگام کار از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خودداری کنید.

4# انواع لامپ یو وی در سیستم ضدعفونی

از طرف دیگر می‌توان لامپ یو وی را به انواع زیر تقسیم کرد.

در اکثر سیستم‌های تصفیه آب صنعتی، تجاری و شهری، تأسیسات به چند نوع لامپ خاص تمایل دارند تا نرخ جریان آب تصفیه‌ شده را مدیریت کنند.

1-4# لامپ‌های کم فشار همراه با خروجی بالا

این لامپ‌ها هم کارایی میکروب کشی و هم الکتریکی خوبی دارند. فشار کم استفاده از توان کمتر را تضمین می‌کند در حالی که خروجی بالا کارایی میکروب کشی را بهبود می‌بخشد.

این لامپ‌ها، برای دبی‌های نسبتاً زیاد در تأسیساتی که نیاز دارند، برق کمتری مصرف کنند و همچنین فضای کمی هم دارند، مناسب هستند.

از جمله ویژگی‌های این نوع از لامپ‌های یو وی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طیف تک رنگ
• توان ورودی میان رده
• بهره وری انرژی مناسب
• دمای کار متوسط
• عمر خوب لامپ

2-4# لامپ‌های فشار متوسط ​​همراه با خروجی بالا

به این لامپ‌های فشار متوسط ​​MP گفته می‌شود؛ زیرا نمی‌توانند با شدت خروجی پایین کار کنند.

این نوع لامپ‌ها از قوی ترین لامپ‌های UV هستند که در دبی بالاتر در تأسیسات با فضای کم، کارآمد ترین حالت ممکن هستند و می‌توانند توان مصرفی بالاتری داشته باشند.

از جمله ویژگی‌های لامپ‌های یو وی متوسط همراه با خروجی بالا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طیف پلی کروماتیک
• توان ورودی با برد بالا
• راندمان انرژی کمتر
• دمای کار با محدوده بالا
• عمر لامپ کمتر

3-4# لامپ‌های کم فشار همراه با خروجی کم

سیستم‌های ضدعفونی LPLO معمولاً استفاده نمی‌شوند؛ زیرا به اندازه سیستم‌های LPHO یا MP در نرخ جریان بالا مؤثر نیستند و به لامپ‌های UV بسیار بیشتری نیاز دارند.

با این حال، آنها از بین سه سیستم موجود دارای بهینه ترین نوع انرژی هستند و برای کاربردهای بسیار کوچکتر مقرون به صرفه خواهند بود.

از جمله ویژگی‌های لامپ‌های کم فشار همراه با خروجی کم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طیف تک رنگ
• توان ورودی با برد پایین
• بهره وری انرژی مناسب
• دمای کار با برد پایین
• عمر خوب لامپ

استفاده از هر یک از لامپ‌های خاص در یک سیستم ضد عفونی ممکن است، بسته به کاربرد آن، کم و بیش سودمند باشد.

از جمله شرایط مطمئن، استفاده از LPHO این است که دارای بهره وری انرژی و عمر لامپ بیشتر نسبت به MP و همچنین تأثیر بیشتر در از بین بردن پاتوژن‌ها است.

علاوه بر این، لامپ‌های UV با استفاده از فناوری LED در آینده نزدیک مورد بررسی قرار خواهند گرفت؛ زیرا داده‌های مربوط به اثر میکروب ‌کشی آنها به دلیل هزینه کم عملیاتی آن منتشر می‌شود.

با این حال، طراح سیستم قادر خواهد بود، هرگونه نیاز ورودی و خروجی را برای انتخاب مؤثرترین و کارآمدترین راه حل برای پروژه مشتری تجزیه و تحلیل کند.

1) لامپ UV LED چیست؟

لامپ UV LED نوعی منبع نور است که از اشعه ماورای بنفش (UV) ساطع شده توسط LED ها (دیودهای ساطع نور) استفاده می‌کند.

برخلاف لامپ‌های UV سنتی که ممکن است از جیوه یا گازهای دیگر برای تولید نور UV استفاده کنند، لامپ‌های UV LED از نظر انرژی کارآمدتر، بادوام ‌تر و ایمن‌ تر هستند.

این لامپ‌ها معمولاً برای کارهایی مانند:

• حرارت دهی به جوهر
• پوشش‌ها
• تشخیص نشتی
• استریل کردن سطوح

استفاده می‌شوند؛ زیرا نور فرابنفش توانایی تجزیه برخی مواد یا کشتن میکروارگانیسم‌ها را دارد.

5# مواد مورد استفاده در ساخت لامپ یو وی چیست؟

لامپ‌های فرابنفش (UV) بسته به نوع لامپ UV و کاربرد مورد نظر از مواد مختلفی ساخته می‌شوند.

در این بخش مواد اولیه مورد استفاده در انواع مختلف لامپ‌های UV آورده شده است.

1-5# لامپ بخار جیوه

مواد مورد استفاده در لامپ یو وی بخار جیوه به صورت زیر هستند:

• شیشه: پوشش بیرونی معمولاً از کوارتز یا شیشه مخصوص ساخته شده که می‌تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند و به نور UV اجازه عبور می‌دهد.
• جیوه: مقدار کمی گاز جیوه در داخل لامپ وجود دارد که هنگام یونیزه شدن، نور UV تولید می‌کند.
• الکترودها: معمولاً از تنگستن ساخته شده و برای تولید قوس‌های الکتریکی که جیوه را تحریک می‌کنند، استفاده می‌شوند.

2-5# لامپ‌های فلورسنت UV

مواد مورد استفاده در لامپ یو وی فلورسنت به صورت زیر هستند:

• پوشش فسفر: سطح داخلی شیشه با مواد فسفری پوشانده شده که نور یو وی را به نور مرئی تبدیل می‌کند.
  برخی از پوشش‌ها ممکن است به صورت خاص برای انتشار نور UV طراحی شده باشند.
• شیشه: شبیه لامپ‌های بخار جیوه است که معمولاً از کوارتز یا شیشه مخصوص ساخته می‌شود.

3-5# لامپ‌های جیوه ای کم فشار

مواد مورد استفاده در لامپ یو وی جیوه ای کم فشار به صورت زیر هستند:

• شیشه: ساخته شده از شیشه کم آهن برای انتقال UV
• جیوه: حاوی مقدار کمی بخار جیوه
• الکترودها: ساخته شده از فلزاتی مانند تنگستن

 4-5# لامپ‌های UV LED

مواد مورد استفاده در لامپ UV LED به صورت زیر هستند:

• نیمه هادی‌ها: از موادی مانند نیترید گالیم (GaN) یا نیترید گالیم آلومینیوم (AlGaN) ساخته شده‌اند که برای ایجاد دیودهایی که نور UV را ساطع می‌کنند، استفاده می‌شود.
• بسترها: معمولاً از یاقوت کبود یا کاربید سیلیکون ساخته می‌شوند که از رشد لایه‌های نیمه هادی پشتیبانی می‌کنند.
• مواد کپسوله ‌سازی: پلاستیک‌ها یا رزین‌هایی که از LED محافظت می‌کنند و در عین حال اجازه عبور نور UV را می‌دهند.

5-5# لامپ‌های اگزایمر

مواد مورد استفاده در لامپ یو وی اگزایمر به صورت زیر هستند:

• مخلوط‌های گازی: معمولاً از گازهای نجیب (مانند آرگون، کریپتون یا زنون) مخلوط با هالوژن استفاده می‌شود.
• شیشه: اغلب از کوارتز برای انتقال مؤثر نور UV ساخته می‌شود.

6-5# پوشش‌های تخصصی و فیلترها

پوشش‌های تخصصی و فیلترها نیز به صورت زیر هستند:

• فیلترهای نوری: برای مسدود کردن طول موج‌های خاص و در عین حال اجازه عبور دیگر مواد نوری استفاده می‌شود.
• پوشش‌های انعکاسی: افزایش خروجی و کارایی UV که از فلزات یا پلیمرهای تخصصی ساخته شده اند.

6# نحوه کار لامپ یو وی

در شروع فاز، ابتدا یک تابش متوسط ​​از 185 تا 253.2 نانومتر را مشاهده خواهید کرد.

بخش قابل توجهی از جریان الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود و این افزایش دما باعث تبخیر جیوه می‌شود.

این امر باعث افزایش فشار می‌شود و مقاومت الکتریکی را افزایش می‌دهد، تا زمانی که تمام جیوه تبخیر شود، ولتاژ لازم به دست می‌آید.

1-6# راه اندازی مجدد لامپ UV

با خاموش کردن لامپ UV، الکترون‌ها بلافاصله دوباره به یون‌ها وصل می‌شوند و این امر سبب افزایش مقاومت الکتریکی می‌شود.

این رخداد، توضیح می‌دهد که چرا تا زمانی که لامپ کاملاً خنک نشده و جیوه کاملاً متراکم نشده است، نمی‌توان لامپ را دوباره راه اندازی کرد.

راه اندازی مجدد ممکن است، چند دقیقه طول بکشد که این موضوع معمولاً قابل قبول نیست.

به همین دلیل است که از کرکره‌ها استفاده می‌شود، این کرکره‌ها به صورت موقت از لامپ محافظت می‌کنند و هر زمان که تولید متوقف شود و محصول زیر لامپ بی حرکت بماند، آن را در حالت آماده باش قرار می‌دهد.

7# تفاوت بین انواع مختلف لامپ یو وی چیست؟

تفاوت‌های بسیار زیادی بین انواع مختلف لامپ یو وی وجود دارد که در اینجا به چند مورد از آن اشاره خواهیم کرد:

• محل ساخت: مواد استفاده شده در ساخت لامپ‌های یو وی در سراسر جهان بسیار متفاوت است.
• تفاوت‌های انسانی: هیچ دو نفری در تفکر، سازماندهی و خلاقیت یکسان نیستند و این امر سبب خواهد شد تا در ساخت لامپ یو وی تنوع زیادی وجود داشته باشد.
• سفارشی سازی برای بازارهای مختلف: محصولات برای بازارهای مختلف سفارشی سازی می‌شوند.
• قوانین: بسیاری از کشورها قوانینی دارند که انحصارها را محدود می‌کند.
  کدهای محلی ممکن است، تفاوت‌ها را دیکته کنند.
• سازمان‌های تولید کننده: کنترل‌ها و استانداردهایی را تنظیم می‌کنند که واریانس‌ها را تحریک می‌کند.

8# نکات مربوط به تعمیر و نگهداری لامپ UV چیست؟

یک لامپ یو وی به راحتی می‌تواند، بیش از 1500 ساعت کار کند.

سپس خروجی UV در حدود 25 درصد کاهش می‌یابد. معمولاً لامپ‌ها در یک نقطه زمانی تعویض می‌شوند.

لامپ UV حاوی جیوه است و بنابراین باید به گونه ای محتاطانه دور ریخته شود.

• هرگز با دست بدون دستکش لامپ یو وی را لمس نکنید.
  چربی پوست روی کوارتز باقی مانده، سپس می‌سوزد و یک لکه سیاه ایجاد می‌کند.
  لکه سیاه غیرشفاف خواهد بود و باعث ایجاد لعاب در لامپ می‌شود که باعث خرابی لامپ خواهد شد.
• توصیه می‌شود به صورت منظم بازتابنده‌ها و لامپ‌ها را با الکل ایزوپروپیل تمیز کنید.
  گرد و غباری که توسط هواکش به کوارتز لامپ‌ها دمیده می‌شود، سوخته و باعث درخشش مه آلود لامپ خواهد شد که خروجی UV را به شکل چشمگیری کاهش می‌دهد.
  تعویض منظم فیلترها از این امر جلوگیری می‌کند.
• لامپ UV همیشه باید شل نصب شود و هرگز نمی‌توان آن را محکم در براکت‌ها ثابت کرد.
  این امر به منظور مقابله با ضریب انبساط بین لامپ و مواد در هنگام انبساط و انقباض است.
  یک توصیه خوب این است که همیشه یک لامپ یدکی در انبار داشته باشید.
• در طول تعمیر و نگهداری فقط از کابل‌های ولتاژ بالا با پوشش تفلون مقاوم در برابر گرما استفاده کنید.
  هنگام تعویض لامپ UV همیشه خنک کننده سیستم را بررسی کنید که آیا فیلترها هنوز تمیز هستند و فلش‌ها خراب نشده اند؟
• اشعه ماورای بنفش برای چشم و پوست خطرناک است؛ بنابراین، هرگز مستقیم به لامپ نگاه نکنید.
  هر نور فراری باید محافظت شود.