Ультрафіолетова лампа. Види та пристрій. Застосування

Ультрафіолетова лампа – це спеціалізований освітлювальний прилад, який випромінює світло у невидимому для людського ока спектрі ультрафіолетового діапазону. Дані прилади знайшли широке застосування у різних галузях промисловості, медицині та побутовому житті.

Як влаштована та працює ультрафіолетова лампа

Даний пристрій є люмінесцентною лампою, у якої замість видимого спектра утворюється ультрафіолетове випромінювання. Це досягається завдяки взаємодії електродів із парами ртуті. Пристрій відрізняється від звичайної люмінесцентної лампи і склом з особливим люмінофором. Скляні колби, що використовуються, не є фільтрами для ультрафіолетового випромінювання, тому пропускають весь потенціал створюваний приладом. Від параметрів скла залежить довжина хвилі, що випромінюється.

Пристрій лампи складається з наступних частин:

• Скляна колба.
• Електрод із вольфраму.
• Цоколь із металу.
• Молібденові нитки.
• Шар люмінофора.
• Рефлекторне покриття.

Лампи мають тривалий термін роботи приблизно до 8000 годин, що залежить від конструкції та сфери використання. Позитивною властивістю приладів є низький рівень нагрівання колби, за рідкісним винятком. Використання ультрафіолетових ламп має певні обмеження, оскільки надлишок такого світла викликає негативні наслідки для людини. При користуванні потужними лампами потрібні окуляри для захисту очей. Наявність у конструкції лампи пари ртуті створює складнощі з утилізацією. Лампочки не можна викидати у звичайний контейнер для сміття.У міру служби лампа зношується, змінюючи свій спектр, тому її властивості змінюються. Тому її потрібно періодично змінювати.

Сфера застосування ламп

Ультрафіолетові лампи виготовляються з різним спектром світіння, що визначає їх властивості. Область застосування залежить від довжини хвилі.

Лампи поділяють на 3 категорії в залежності від їх діапазону свічення:

• UVC 280-100 нм – короткохвильові.
• UVB 315-280 нм – середньохвильові.
• UVA 400-315 нм – довгохвильові.

Використання у фізіотерапії

Лампи з довгими хвилями світіння використовуються для лікування захворювань шкірного покриву, а також забезпечують профілактику її патологій. Опромінення УФ спектром застосовується разом із використанням медичних препаратів. Найчастіше такі пристрої застосовуються для лікування немовлят, зокрема жовтяниці.

Приманювання літаючих комах

Ультрафіолетова лампа є основною частиною інсектицидних ламп, які застосовуються для знищення комах, що літають. Такі пристрої мають решетування зі сталевого дроту, на яке подається напруга. Світіння ультрафіолетової лампи приваблює мух, ос, метеликів та інших комах. Наближаючись до джерела світла, вони торкаються решетування з напругою, від чого і гинуть. Такі пастки є абсолютно безпечними для людини.

Знезараження води

Ультрафіолетове опромінення дозволяє дезінфікувати воду. Випускаються спеціальні світильники, які застосовуються у фільтрах. Вони дозволяють готувати питну воду, також чистити воду в акваріумах. Опромінення ультрафіолетом сприяє знищенню мікроорганізмів або уповільнює їхнє розмноження.УФ лампи випускаються з високим рівнем вологозахисту, що дозволяє занурювати їх прямо в акваріум, і ефективно застосовувати для боротьби з нальотом мікроводоростей на склі та інших поверхнях Спектр такого УФ випромінювання безпечний для риб, людей і рослин.

Стимуляція росту рослин

УФ-спектр є необхідним для рослин, зокрема підтримки фотосинтезу, а також профілактики захворювань. Ультрафіолетова лампа може встановлюватися в теплицях.

Застосування під час виконання реставраційних работ

Реставратори, зайняті відновленням старовинних картин і настінних зображень, користуються ультрафіолетовими лампами для визначення контурів затертих фарб. Використання УФ приладів дає можливість побачити приховані елементи малюнка.

Використання в лабораторному аналізі

УФ лампи допомагають при проведенні різних лабораторних досліджень, які застосовуються для визначення структури матеріалів, зокрема при встановленні складу мінеральних речовин.

Застосування у солярії

Ультрафіолетова лампа є головною частиною солярію. Створюваний за допомогою її спектр впливає на шкіру людини, залишаючи загар. такі пристрої потребують додаткової вентиляції.

Використання у криміналістиці

У спектрі випромінювання ультрафіолетової лампи можна побачити біоматеріал, зокрема кров чи відбитки пальців. Цією властивістю користуються криміналісти під час обстеження місць злочинів. Прилад криміналіста відрізняється портативністю та наявністю спеціальних фільтрів.

Перевірка купюр

Ультрафіолетова лампа є одним із найнадійніших способів визначення підроблених грошей. Справа в тому, що папір у процесі виробництва піддається відбілюванню, тому він виступає люмінофором. При опроміненні ультрафіолетом поверхню починає випромінювати видимий синій спектр світіння. Майже всі грошові купюри переважної більшості країн виготовляються не з паперу, а тонкої тканини. Якщо їх висвітлити ультрафіолетом, то вони практично не підсвічуються. Таким чином, скориставшись даною властивістю можна визначити, що якщо від купюри походить яскраве синє світло при опроміненні ультрафіолетом, вона підроблена, оскільки фальшивомонетники друкують їх на папері, а не тканині.

Застосування у тераріумах

Рептилії та черепахи гостро потребують ультрафіолетового опромінення, оскільки вони є холоднокровними тваринами, для забезпечення життєдіяльності яких необхідний правильний спектр світла, щоб розігріти кров. У зв'язку з цим при утриманні таких тварин у тераріумі необхідно оснастити кришки ультрафіолетовими лампами. В іншому випадку рептилії страждатиму слабкістю і хворобами, що може викликати летальний кінець.

Сушіння манікюру

Для створення манікюру застосовуються спеціальні лаки, застигання яких можливе лише під впливом ультрафіолетового опромінення.Спеціально для цього випускаються прилади, які необхідно помістити забарвлені пальці. В ультрафіолетовому спектрі лак полімеризується. Природно його сушіння неможливе.

Застосування у поліграфії

Ультрафіолетова лампа використовується в поліграфії, для сушіння фарб та лаків з високим ступенем глянцю. Дані склади полімеризуються лише під впливом УФ світла. Такі лампи є частиною друкарського обладнання.

Схожі теми:

УФ-випромінювання: питання та відповіді

Знезараження за допомогою УФ-ламп я пам'ятаю з дитинства – у садочку, санаторії та навіть у літньому таборі стояли дещо лякаючі конструкції, що світилися гарним фіолетовим світлом у темряві та від яких нас відганяли вихователі. Так що ж таке насправді ультрафіолетове випромінювання і навіщо воно потрібне людині?

Мабуть, перше питання, на яке потрібно відповісти – що таке взагалі ультрафіолетове проміння і як вони працюють. Зазвичай так називають електромагнітне випромінювання, яке знаходиться в діапазоні між видимим та рентгенівським випромінюванням. Ультрафіолет характеризується довжиною хвилі від 10 до 400 нанометрів. Відкрили його ще в 19 столітті, і сталося завдяки відкриттю інфрачервоного випромінювання. Виявивши ІЧ-спектр, 1801 р. І.В. Риттер звернув увагу на протилежний кінець світлового діапазону у процесі дослідів із хлоридом срібла. А потім одразу кілька вчених дійшли висновку про неоднорідність ультрафіолету.

Сьогодні його поділяють на три групи:

• УФ-А-випромінювання – ближній ультрафіолет;
• УФ-Б – середній;
• УФ-С – далекий.

Такий поділ багато в чому обумовлений саме впливом променів на людину. Природним та основним джерелом ультрафіолету на Землі є Сонце.По суті саме від цього випромінювання ми рятуємося сонцезахисними кремами. При цьому далекий ультрафіолет повністю поглинається атмосферою Землі, а УФ-А доходить до поверхні, викликаючи приємну засмагу. А в середньому 10% УФ-Б провокують ті самі сонячні опіки, а також можуть призводити до утворення мутацій та шкірних захворювань.

Застосування ультрафіолетового випромінювання

Штучні джерела ультрафіолету створюються та використовуються в медицині, сільському господарстві, косметології та різних санітарних установах. Генерування ультрафіолетового випромінювання можливе декількома способами: температурою (лампи розжарювання), рухом газів (газові лампи) або металевими парами (ртутні лампи). При цьому потужність таких джерел варіюється від декількох ват, зазвичай це невеликі мобільні випромінювачі, до кіловата. Останні монтуються у об'ємні стаціонарні установки. Сфери застосування УФ-променів обумовлені їх властивостями: здатністю прискорювати хімічні та біологічні процеси, бактерицидним ефектом та люмінесценцією деяких речовин.

Ультрафіолет широко застосовується на вирішення найрізноманітніших завдань. У косметології використання штучного УФ-випромінювання використовується насамперед для засмаги. Солярії створюють досить м'який ультрафіолет-А згідно з введеними нормами, а частка УФ-В лампах для засмаги становить не більше 5%. Сучасні психологи рекомендують солярії для лікування «зимової депресії», яка здебільшого викликана дефіцитом вітаміну D, оскільки він утворюється під впливом УФ-променів. Також УФ-лампи використовують у манікюрі, тому що саме в цьому спектрі висихають особливо стійкі гель-лаки, шелак та подібні до них.

Ультрафіолетові лампи використовують для створення фотографій у нестандартних ситуаціях, наприклад, для зйомки космічних об'єктів, які невидимі у звичайний телескоп.

Широко застосовується ультрафіолет у експертній діяльності. З його допомогою перевіряють справжність картин, оскільки свіжіші фарби та лаки в таких променях виглядають темнішими, а значить можна встановити реальний вік твору. Криміналісти також використовують УФ-промені для виявлення слідів крові на предметах. Крім того, ультрафіолет широко використовується для прояву прихованих печаток, захисних елементів та ниток, що підтверджують справжність документів, а також у світловому оформленні шоу, вивісок закладів чи декорацій.

Ультрафіолетові лампи для знезараження

У медичних установах ультрафіолетові лампи використовують для стерилізації хірургічних інструментів. Крім цього, все ще поширене знезараження повітря за допомогою УФ-променів. Існує декілька видів такого обладнання.

Бактерицидні лампи

Так називають ртутні лампи високого та низького тиску, а також ксенонові імпульсні лампи. Колба такої лампи виготовляється із кварцового скла. Основний плюс бактерицидних ламп – довгий термін служби та миттєва здатність до роботи. Приблизно 60% їх променів у бактерицидному спектрі. Ртутні лампи досить небезпечні в експлуатації, при випадковому пошкодженні корпусу необхідне ретельне очищення та демеркуризація приміщення. Ксенонові лампи менш небезпечні при пошкодженні та відрізняються вищою бактерицидною активністю. Також бактерицидні лампи поділяють на озонові та безозонові. Перші характеризуються наявністю у своєму спектрі хвилі довжиною 185 нанометрів, яка взаємодіє з киснем, що знаходиться в повітрі, і перетворює його в озон.Високі концентрації озону небезпечні для людини, і використання таких ламп суворо обмежене в часі і рекомендується тільки в приміщенні, що провітрюється. Все це призвело до створення безозонових ламп, на колбу яких нанесене спеціальне покриття, що не пропускає хвилю в 185 нм назовні.

Незалежно від виду бактерицидні лампи мають спільні недоліки: вони працюють у складній та дорогій апаратурі, середній ресурс роботи випромінювача – 1,5 роки, а самі лампи після перегорання повинні зберігатися упакованими в окремому приміщенні та утилізуватися спеціальним чином згідно з чинними нормативами.

Бактерицидні опромінювачі

Складаються з лампи, відбивачів та інших допоміжних елементів. Такі пристрої бувають двох видів – відкриті та закриті, залежно від того, проходять УФ-промені назовні чи ні. якщо встановлені на стелі чи стіні. Проводити обробку приміщення таким опромінювачем у присутності людей суворо Заборонено. Закриті опромінювачі працюють за принципом рециркулятора, всередині якого встановлена ​​лампа, а вентилятор втягує в прилад повітря і випускає вже опромінене назовні. Їх розміщують на висоті не менше 2 м від підлоги. рекомендується виробником, оскільки частина УФ-променів може проходити назовні. приладів можна відзначити несприйнятливість до суперечок плісняви, а також всі складності утилізації ламп та строгий регламент використання залежно від типу випромінювача.

Бактерицидні установки

Група опромінювачів, об'єднана в один прилад, що використовується в одному приміщенні, називається бактерицидною установкою. Зазвичай вони досить великогабаритні та відрізняються високим енергоспоживанням. Обробка повітря бактерицидними установками проводиться суворо за відсутності людей у ​​кімнаті та відстежується за Актом введення в експлуатацію та Журналом реєстрації та контролю. Використовується тільки в медичних та гігієнічних установах для знезараження як повітря, так і води.

Недоліки ультрафіолетового знезараження повітря

Крім перерахованого, використання УФ-випромінювачів має й інші мінуси. Насамперед, сам ультрафіолет небезпечний для людського організму, він може не тільки викликати опіки шкіри, але й позначатися на роботі серцево-судинної системи, небезпечний для сітківки ока. Крім того, він може викликати появу озону, а з ним і притаманні цьому газу неприємні симптоми: подразнення дихальних шляхів, стимуляція атеросклерозу, загострення алергії.

Ефективність роботи УФ-ламп досить спірна: інактивація хвороботворних мікроорганізмів у повітрі дозволеними дозами ультрафіолету відбувається лише за статичності цих шкідників. Якщо мікроорганізми рухаються, взаємодіють з пилом та повітрям, то необхідна доза опромінення зростає в 4 рази, чого не може створити звичайна УФ-лампа. Тому ефективність роботи опромінювача розраховується окремо з урахуванням усіх параметрів, і вкрай складно підібрати відповідні для всіх типи мікроорганізмів відразу.

Проникнення УФ-променів відносно неглибоке, і навіть нерухомі віруси перебувають під шаром пилу, верхні шари захищають нижні, відбиваючи від себе ультрафіолет.Отже, після збирання знезараження потрібно проводити ще раз. УФ-опромінювачі не можуть фільтрувати повітря, вони борються тільки з мікроорганізмами, зберігаючи всі механічні забруднювачі та алергени у первозданному вигляді.

Постійна дія ультрафіолетом на мікроорганізми викликає мутацію у останніх, так що після кількох опромінень віруси та інфекції стають стійкими до УФ-обробки та переживають її.

Природно, чисте та знезаражене повітря необхідне у кожному будинку, особливо в періоди епідемії грипу. Однак отримати його можна і без супутніх складнощів та строгих обмежень в експлуатації, використовуючи для знезараження повітря обладнання, що працює за принципом інактивації хвороботворних мікроорганізмів, як очищувач-знезаражувач Tion Clever. Усередині приладу продукується озон, який повністю знищує віруси та інфекції, а потім сам розкладається до кисню, тому вміст озону на виході з приладу навіть менше, ніж на вході. При цьому включені в систему очищення фільтри HEPA та АК прибирають найдрібніші частинки механічних забруднювачів, включаючи пил, шерсть та алергени, а також знищують молекули шкідливих газів та неприємні запахи.

Визначено, УФ-випромінювання має свої плюси – широта його застосування тому найкращий доказ. Однак, чи варто наповнювати таким “світлом” свій будинок – питання відкрите. Сьогодні багато медичних закладів відмовляються від цієї технології на користь більш сучасних методів знезараження, і, можливо, їхній приклад буде найбільш показовим і для побутових приладів.