作业帮紫外线灯管的分类有哪些?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/02 20:16:12
紫外线灯管的分类有哪些?
紫外线灯管的分类有哪些?
紫外线灯管的分类有哪些?
UV灯管可按每厘米灯管的能量(W/CM)来分类,商业化UV灯管分为80,100,120,150及240W/CM.UV输出和固化速度之间往往并不是线性关系.二者之间的关系取决于多种因素,比如涂层、基材、反射器几何形状及灯的总效率数等,颜料材料对热的敏感程度,颜料以及涂膜的厚度等都会影响到紫外光源的效能.
UV波段含盖100-400NM范围,但由于UV固化涂料一般在200-450NM有活性,商用UV固化灯具也都围绕此范围设计,以便在此区域内产生高的UV光强.
目前,常用紫外固化光源主要包括汞蒸气灯、金属卤化物灯、无极灯和氙灯等类型.从灯具结构上看,可将灯具分为两种不同类型的UV灯具系统：有电极灯具（弧灯）和无电极灯具（无极灯）.
1、汞蒸气压灯
目前,最常用的UV光源是汞蒸气灯,汞蒸气灯可分成三种：低压汞灯（10-100帕）,中压汞灯（~100000帕）和高压汞灯（》100000帕）.应指出的是,高、中、低压汞灯是按照国际通用标准定义的,与国内的称谓有所不同.早期的紫外固化加工过程使用低压来固化含苯乙烯的聚酯.由于这种灯源输出功率很小,很快就被中压汞灯所取代.国内一般将上述中压汞灯称为高压汞灯.汞蒸气压的灯管是一根长度不等（最长可达120米）内部注有汞的密封透明石英管.电极一般由钨制成,位于两端,当两极间通过电流时便发电弧.
尽管石英比较昂贵,但是所有用于UV聚合反应的汞蒸气灯管都由石英制成.主要原因是,石英有三个重要的性质很适合于制作紫外灯管：（1）对紫外线透明,不吸收或很少吸收UV；（2）是热的不良导体；（3）热膨胀系数低,石英的纯度和其他微量化合物的存在会影响灯的发射特性.灯管是一个熔融石英管,管壁厚度大约为1MM,外径为20~25MM,弧灯总长达2M,复杂的电极布局（电子发射器、基座、导体等）密封于石英管的两端,石英管含有用于发射能量的汞以及启动气体,通常是氩气.
当给灯具通电以后,在两极之间产生电弧.随着电极间电压的增加,气体的温度升高,使汞蒸发,产生汞蒸气弧光并发射具有特征的紫外光.当全功率工作时,灯具还会发射可见光以及部分红外光（IR）.
弧灯需要几分钟的预热时间（从2~10分钟不等）,才能达到完整的光谱输出,这是因为汞在石英管内必须完全被气化.在开始的预热期,输入的功率较多地耗于预热灯的电极部件,最后使管内存在的汞全部气化.因此,诱导期长是这种灯的缺点之一.此外,如果工作期间电源突然中断,汞会迅速凝结,难以立刻重新启动.而较重的热载也要求有冷却时间.通常关机后需要冷却一段时间（15-20MIN）,然后才能再次启动.因此,弧灯要安装机械或电子光闸,以防止高强度的IR烧坏介质,同时也能使灯管产生最小的热量及能量消耗.
灯管中的电极和填充物之间会产生化学反应,随着时间的推延,会逐渐减少UV输出.此外灯具的每一次开关都可能引起填充物在石英管上的沉积,而缩短灯具的寿命.灯的平均寿命为1000-1500小时.
2、金属卤化物灯
为了变更和调整输出光谱,得到更适合于特定用途的灯,灯管内可加入其他材料.将金属卤化物如铝、锗、镁、铊和其他金属的碘化物加在汞中,发射的波长会朝长波长方向移动.例如,使用碘化镁时,镁输出280NM、310NM和385的谱线,能增高固化速率.
我公司生产的填充碘化亚铁的高压汞灯,由于在灯中填充了不同量的碘化亚铁,得到了比较理想的光谱分布,铁谱线（358NM,372NM,37.37NM,374.5NM,382NM等等）增强活力了紫外区的辐射能量,是高压汞灯能量输出的3-4倍.该灯是在强紫外高压汞灯的基础上添加金属卤化使其在有效光谱350nm-450nm之间的辐射增强.适用于干膜、湿膜、绿色阻焊剂的曝光和紫外油墨的固化,该灯的最大特点是紫外强度高.
3、无极灯
无极灯的灯管直径比较小,只有9-13MM.与其他商品化灯具的不同之处在于无电极,电能通过电磁辐射的方式,耦合到含汞以及其他添加剂的真空石英管中,灯管总长度为15-20CM.无极灯是微波启动灯管,可以即时开关,平均寿命可达3000小时.有电极汞灯的一个缺点,需要几分钟来预热,而关机又需要几分钟来启动,而无极灯系统冷启动所花的时间小于9S,热启动所花时间小于15S.
4、氙灯
氙灯最初是为摄影领域的应用而开发的,但近年来,人们己将注意力移向在UV固化领域的应用.氙是气体,因此它既可作连续光源,也可作脉冲光源.作为连续性光源时它的氙电弧本质上是连续的,紫外输出低而红外区较高.在脉冲氙气闪光灯中,由于气体压力增高和等离子区温度上升使UV输出提高.等离子区的温度与电流密度和灯管直径的平方根成正比.