В таких областях, как промышленное отверждение, дезинфекция и медицинские испытания, источники ультрафиолетового излучения играют незаменимую роль. Среди множества источников ультрафиолетового излучения ртутные лампы и УФ-светодиоды являются двумя распространёнными вариантами. Хотя оба устройства, по-видимому, генерируют ультрафиолетовое излучение, они существенно различаются по принципам работы, производительности и сферам применения.

1. Принципы: «Преобразование энергии» с различной природой

Ртутные лампы: Ртутные лампы Относятся к газоразрядным лампам. Их принцип действия заключается в возбуждении паров ртути внутри трубки лампы электрическим током. При переходе атомов ртути происходит выделение энергии, что приводит к возникновению ультрафиолетового излучения. Однако спектр излучения ртутных ламп относительно широк. Помимо ультрафиолетового излучения, они также генерируют видимый и инфракрасный свет, что приводит к относительно большему расходу энергии.

 УФ-светодиоды : Принцип полупроводникового светоизлучения основан на том, что при переходе электронов между энергетическими уровнями в полупроводниковом материале происходит непосредственное испускание ультрафиолетового света. Его спектр концентрирован, что позволяет генерировать практически только ультрафиолетовое излучение определённой длины волны. Он обладает более высокой эффективностью использования энергии и не подвержен влиянию чрезмерного инфракрасного излучения.

II. Основные показатели: «Состязание сил», где у каждого есть свои преимущества и недостатки

1. Диапазон длин волн и монохроматичность

Спектр ртутных ламп охватывает широкий диапазон, позволяя генерировать ультрафиолетовое излучение с несколькими длинами волн (например, UVC на 254 нм, UVB на 313 нм, UVA на 365 нм и т. д.). Это делает их пригодными для случаев, где требуется комбинированное воздействие нескольких длин волн. Однако именно из-за этого их монохроматичность неудовлетворительна. Для получения одной чистой длины волны требуется дополнительная фильтрация.

С другой стороны, УФ-светодиоды позволяют точно контролировать длину волны. Например, они могут излучать только ультрафиолетовый свет с длиной волны 365 нм или 280 нм, обеспечивая превосходную монохроматичность. Это даёт им преимущество в областях, где требуются высокоточные требования к длине волны, например, для прецизионной отверждения электронных компонентов и дезинфекции специфических бактерий.

2. Скорость запуска и отклика

Ртутные лампы требуют предварительного прогрева перед запуском. Обычно для достижения стабильной яркости требуется несколько минут. Если лампу выключить на полпути, а затем снова включить, её также необходимо повторно прогревать, что менее гибко. Ультрафиолетовые светодиодные лампы мгновенно включаются, время запуска измеряется миллисекундами. Они мгновенно достигают номинальной мощности и поддерживают частое переключение. Это очень удобно в ситуациях, требующих прерывистой работы, например, при периодическом отверждении на сборочной линии.

3. Потребление энергии и срок службы

Ртутные лампы во время работы выделяют большое количество тепла, что приводит к высокому энергопотреблению. Срок их службы обычно составляет около 1000–3000 часов. Более того, с увеличением срока службы их светоотдача значительно снижается.

Потребление энергии УФ-светодиодными лампами составляет всего 1/3–1/2 от потребления ртутных ламп, а срок их службы может достигать 20 000–50 000 часов. В долгосрочной перспективе это позволяет существенно сэкономить на электроэнергии и замене ламп.

4.Экологичность и безопасность

Ртутные лампы содержат высокотоксичные элементы ртути. Разбитые лампы могут привести к утечке ртути, которая может нанести серьёзный вред окружающей среде и организму человека. После утилизации требуется специальная переработка и утилизация, что оказывает довольно сильное воздействие на окружающую среду.

Ультрафиолетовые светодиодные лампы не содержат ртути и других вредных веществ. Они безопасны в случае поломки и их утилизация проще, что соответствует тенденциям в области охраны окружающей среды.

III. Сценарии применения: «Выбор этапов», где каждый преуспевает

Ртутные лампы: Благодаря своему преимуществу в использовании нескольких длин волн, ртутные лампы по-прежнему используются в некоторых традиционных областях, таких как дезинфекция воды на больших площадях, изготовление печатных форм и испытания на старение. Однако из-за проблем с экологией и энергопотреблением их постепенно вытесняют УФ-светодиоды.

Ультрафиолетовые светодиодные лампы: они быстро набирают популярность в таких областях, как точное производство (например, отверждение корпусов мобильных телефонов), медицинская дезинфекция (портативное стерилизационное оборудование), отверждение ногтей и очистка воздуха. Они стали предпочтительным выбором, особенно в условиях высоких требований к энергопотреблению, защите окружающей среды и точности длины волны.

«Замена нового на старое» в рамках технологической итерации

Ртутные лампы, будучи традиционным источником ультрафиолетового света, когда-то были «главной силой» в отрасли. Однако их недостатки в плане энергосбережения, экологичности, срока службы и гибкости становятся всё более заметными. С другой стороны, УФ-светодиоды, обладающие преимуществами полупроводниковой технологии, постепенно завоёвывают популярность.

Конечно, эти два подхода не являются полностью противоположными и будут сосуществовать в течение определённого периода времени в определённых сценариях. В долгосрочной перспективе, по мере постоянного развития технологии УФ-светодиодов (например, увеличения мощности и снижения стоимости), они, несомненно, станут основным источником ультрафиолетового света. При выборе целесообразно позволить «правильному источнику света делать то, что нужно» в соответствии с вашими требованиями к длине волны, энергопотреблению и экологичности.