Разновидности ультрафиолетовых ламп и их отличия
Дезинфицирующее действие ультрафиолетовых лампБактерицидное воздействие ультрафиолета диапазона 205–315 нм состоит в поглощении УФ-фотонов молекулами ДНК и РНК. При этом рвутся цепочки связей молекул и как следствие, молекулы теряют способность к размножению. См. Дезинфицирующие свойства ультрафиолетаСм. Устройство ультрафиолетовой установки
Рис. N1 График бактерицидной эффективности ксеноновой лампы (кривая N3)Красная кривая N1 показывает интенсивность поглощения УФ в молекулах ДНК и РНК в зависимости от длины волны. Пик кривой находится вблизи излучения ртутной УФ-лампы с длиной волны 254 нм.Для 10-ти кратного уменьшения количества бактерий и вирусов доза УФ излучения может быть в пределах 2–20 мДж/см². Для каждого вида существует своя эффективная доза.
Графики излучения и поглощения ультрафиолета ксеноновой и ртутной УФ-лампами
УФ-лампы
Ртутные лампы низкого давления длины волны 254 нм.Наиболее распространенные УФ-лампы из-за своей бактерицидной эффективности, большого ресурса и малого энергопотребления. КПД лампы(преобразование электрической энергии в бактерицидное УФ излучение) из-за излучения на , практически, одной частоте 253,7 нм. достигает 35-40%. Содержание ртути в лампе - 3 до 10 мг.Как недостаток этих ламп отмечается недостаточная погонная мощность - 0,5–1 Вт/см, что недостаточно для оборудования большой производительности.Лампы изготавливаются из увиолевого боросиликатного стекла или из специальных сортов кварца. Озон у таких ламп не образуется.
Увиолевое стекло бывает 3-х видов: силикатное (содержат около 75% SiO2), боросиликатное (68—80% SiO2 и 12—14% B2O3), фосфатное (около 80% P2O3). В составе увиолевого стекла не должно быть окислов Fe2O3, Cr2O3, TiO2, сульфидов тяжёлых металлов, поглощающих определенный спектр УФ излучения.Амальгамные лампы низкого давленияДлина волны амальгамных ламп такая же, что и у ртутных - 254 нм.Амальгамные лампы позволили снизить содержание ртути в лампе до 0,03 мкг. При такой де КПД, что и у ртутных ламп, у амальгамных ламп в 3 раза повышена интенсивность излучения.В настоящее время все УФ системы обеззараживания делаются на основе амальгамных ламп.Ртутные лампы высокого давленияПредназначены для оборудования большой производительности (до 1000 Вт). Погонная мощность ламп - до 100 Вт/см, однако КПД всего 15-17%. Содержание ртути в УФ-лампах высокого давления сотни миллиграмм. При ПДК ртути в воздухе 0,3 мкг/м³, такое содержание ртути в лампе экологически весьма рисковано.Имеют малые размеры.Излучение УФ-ламп высокого давления в диапазоне меньше 200 нм, что способствует производству озона.Лампы требуют отвода вырабатываемого тепла, начинают работать через 5-10 минут после включения.Ресурс ламп - ок.1000 часов.Импульсные ксеноновые лампыДиапазон изучения - 100–1100 нм. На бактерицидный диапазон приходится 25–30 % всего излучения. Отсюда бактерицидная эффективность 10-13%, КПД с потерями на пропускание - 10%.Срок службы ламп около 1000 ч. Падение излучательной способности к концу срока службы - 25-50%. Ксеноновые лампы требуют громоздкого и сложного оборудования.
Время жизни ультрафиолетовой лампы
Ультрафиолетовая лампа, к сожалению, не вечна, она имеет свой ресурс на излучение, после которого следует ее заменить. Для облегчения определения этого момента блок управления лампы снабжают таймером, настроенным на время жизни лампы, после чего он срабатывает, сигнализируя нам о замене лампы. Другим способом определить конец ресурса лампы является измерение величины излучения датчиком освещенности.Важный вклад в снижение ресурса лампы делает эффект соляризации стекла. Отложение пленки из металла на поверхности стекла снижает его пропускающую ультрафиолет способность, а следствие интенсивность излучения падает.При достижении какого-то минимального порога освещенности блок управления (контроллер) ультрафиолетом получает от датчика освещенности сигнал о недостаточном для нормальной дезинфекции УФ излучении.УФ лампы к концу своего срока службы могут терять до 50% интенсивности излучения. Мировые лидеры в производстве бактерицидных ламп: Philips, Osram, General Electric, SylvaniaПроизводители УФ установок для бассейнов