Разное

Светодиоды ультрафиолетового спектра: Ультрафиолетовые светодиоды

Содержание

Ультрафиолетовые светодиоды

Ультрафиолетовый (UV) светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, спектр излучения которого лежит в диапазоне длин волн от 100 до 400 нм. Этот диапазон не виден человеческому глазу и находится между видимой частью спектра и рентгеновским излучением. Воздействие ультрафиолетового света на различные материалы настолько разнообразно, что сферы применения UV-источников света распространяются на обычную или пищевую промышленность, медицину, косметологию, банковское дело или криминалистику.

Принцип работы

В основе физического принципа работы ультрафиолетового светодиода лежит способность полупроводникового перехода излучать свет при прохождении через него постоянного тока определенной величины.

Яркость свечения регулируют изменением силы тока, а диаграмму направленности формирует вторичная оптика светильника или линза, расположенная непосредственно над светоизлучающим кристаллом.

Появление светодиода с ультрафиолетовым свечением стало возможным после разработки в 1993 году светодиода синего света на основе нитрида галлия (GaN). Сюдзи Накамура, инженер компании Nichia, получил за эту работу Нобелевскую премию по физике.

Особенностью работы мощных ультрафиолетовых светодиодов, так же как и их аналогов видимой части спектра, выступает проблема отвода тепла от излучающего кристалла. Эта особенность связана с низким коэффициентом полезного действия светоизлучающего полупроводникового перехода, величина которого практически не превышает 50%.

Технические параметры UV-светодиодов

За небольшим исключением, технические характеристики светодиодных источников света с ультрафиолетовым излучением повторяют параметры светодиодных кристаллов видимой части спектра. К основным параметрам UV-светодиодов относятся следующие характеристики:

  • длина волны излучаемого света лежит в пределах от 100 до 400 нм. Этот параметр указывается в паспорте осветительного прибора и выступает ориентиром для разных сфер применения.
  • световой поток служит основной характеристикой светодиодного кристалла и напрямую связан с его мощностью. Световой поток измеряют в люменах, но для светодиодов с узкой диаграммой направленности иногда указывают силу света — световой поток деленный на телесный угол. Измеряется сила света в канделах.
  • номинальный рабочий ток указывается для паспортной мощности светодиода и служит для расчета параметров блока питания (драйвера).
  • прямое напряжение показывает падение напряжения питания на светодиоде в открытом (светящемся) состоянии. Для ультрафиолетовых изделий составляет величину от 3 до 4,5 вольт.

Такие параметры светодиодных источников видимого света, как коэффициент пульсации, индекс цветопередачи и цветовая температура, дляультрафиолетовых изделий не актуальны.

Варианты исполнения

Корпус светодиода с UV-излучением зависит от назначения прибора и его мощности. Для маломощных светодиодных источников света используются металлические корпуса TO-18 или TO-39 с плоскими или полусферическим линзами.

Также доступны стандартные круглые корпуса со сферической линзой.

Корпуса для мощных светодиодных источников света ультрафиолетового спектра выполняют функцию отвода тепла и их исполнение более разнообразно. Один из наиболее распространенных вариантов – стандартный корпус Emitter предназначенный для прямого монтажа, так же как и специализированные SMD корпуса для монтажа на поверхность.

Сферы применения

Области применения светодиодов с ультрафиолетовым спектром излучения гораздо шире, чем у обычных светодиодов видимого спектра и чаще всего связаны с заменой классических источников ультрафиолетового излучения:

  • в медицине ультрафиолетовые светодиоды служат для целей дезинфекции или как источник затвердевания композитных пломб в стоматологии;
  • промышленной областью применения ультрафиолетовых источников света выступает процесс ускоренной полимеризации клеев и компаундов, чувствительных к UV-части спектра;
  • в банковском деле ультрафиолет служит индикатором подлинности банкнот, а в криминалистике обнаруживает следы крови или следы специальной краски на меченых купюрах для дачи взяток;
  • обеззараживание воздуха с помощью ультрафиолетовых лучей широко применяется в косметологии или медицине;
  • кратковременное облучение УФ-лучами тепличных овощей способствует выработке полифенолов, которые имеют антиоксидантные свойства.

Исследования в области применения ультрафиолетовых светодиодов продолжаются и новые сферы их применения не заставят себя долго ждать.

Ультрафиолетовые светодиоды: принцип работы, сферы применения

В то время как обычные светодиоды повсеместно приходят на смену лампам накаливания, ультрафиолетовые светодиоды активно завоевывают те ниши, где не так давно использовались люминесцентные и газоразрядные УФ-лампы: медицину, косметологию, очистные сооружения для воды, судебно-медицинские кабинеты и так далее.

Принцип действия УФ-светодиодов

Ультрафиолетовое излучение — невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями, ниже видимого спектра. Принцип действия УФ-светодиодов принципиально не отличается от обычных светоизлучающих светодиодов (излучение возникает под воздействием постоянного тока), однако для их создания используют определенные присадки, например, арсенид галлия алюминия, а также нитрид галлия, алюминия, индия. При этом готовые светодиоды имеют спектр излучения от 100 до 400 нм (так называемая «ближняя область УФ-диапазона»), где длина волны зависит от материала полупроводника.

Технические характеристики

Срок службы УФ-светодиода может достигать 50 тыс. часов, температура эксплуатации – от минус 20 до плюс 100 градусов Цельсия.

Номинальные рабочие токи — от 20 мА (для маломощных диодов), 350 и 700 мА и больше (для более мощных). Использование стандартных токов позволяет применять обычные источники питания при изготовлении и монтаже ультрафиолетовых световых приборов.

Варианты исполнения

При малой мощности УФ-светодиоды могут быть выполнены в стандартных корпусах индикаторных светодиодов.

Диоды большей мощности выпускаются в корпусах типа «эмиттер» или других стандартных корпусах.

Обязательным условием для корпуса является хорошая система охлаждения, вплоть до использования вибрирующих мембран или мини-вентиляторов, так как ультрафиолетовые светодиоды лишь четвертую часть получаемой энергии трансформируют в свет, а остальные три – в тепло. Перегрев любого светодиода, в том числе, ультрафиолетового, негативно сказывается на его работе и приводит к выходу диода из строя.

Также поверхность светового прибора, на который крепится светодиод или светодиодный модуль, не должна иметь металлической основы. Такая основа негативно влияет на коэффициент излучения, снижая КПД работы.

Применение УФ-светодиодов

Как уже было сказано выше, ультрафиолетовые светодиоды используются в тех же областях, где ранее применялись УФ-лампы, но в отличие от ламп, диоды имеют меньшие размеры и потребляемую мощность, а также более длительный срок работы.

УФ-светодиоды применяются:

  • В медицине. Например, в стоматологии зачастую используются пломбы, отвердевающие при воздействии ультрафиолета. Другая область медицинского применения – световая терапия. Физиопроцедуры с использованием УФ-излучения назначаются жителям Крайнего Севера (где наблюдается дефицит солнечного света), детям в период реабилитации после различных заболеваний, новорожденным при повышенных показателях билирубина в крови («желтуха новорожденных»).
  • В промышленности. Существуют различные виды фоточувствительных веществ (в частности – клеев) и композитных составов, которые полимеризуются под воздействием УФ-лучей. Также данное излучение используется при производстве лекарственных препаратов.
  • Для дезинфекции инструментов (в медицине, косметологии), воды (в отличие от хлора, обработка УФ-излучением не влияет на ее вкусовые качества и состав), воздуха в помещениях. Ультрафиолет эффективно убивает вредные для человека бактерии и вирусы.
  • В криминалистике. Специальной краской, которая светится в ультрафиолетовых лучах, оставляют метки на купюрах, когда нужно доказать факт получения взятки. Также при помощи УФ-лучей криминалисты могут обнаружить следы крови и других биологических жидкостей на одежде подозреваемых или в помещении, где проходит обыск.
  • В банковском деле. Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество купюр и проверять их подлинность.
  • В косметологии. Например, в УФ-соляриях и лампах для сушки ногтей, а также при проведении различных процедур.
  • Для выращивания растений. Ультрафиолет значительно ускоряет производство полифенолов в листовых овощах, делая их более полезными для человека без применения специальных препаратов.
УФ- лампа для сушки ногтей

Также проводятся исследования, по результатам которых планируется применять ультрафиолет для профилактики и лечения онкологических заболеваний. Изучаются антимутагенные свойства УФ-лучей. Разрабатываются новые полимеры, свойства которых можно изменять в нужную сторону при помощи УФ-излучения.

Видео

Видео, в котором рассказывают про полезные свойства ультрафиолетовых лучей. Лечение простуды ультрафиолетом, действительно ли это помогает?

Можно предполагать, что в настоящее время люди используют лишь ограниченную часть возможностей ультрафиолета. А значит, технологии будут развиваться и дальше, делая УФ-диоды все более удобными, мощными и доступными по цене.

Ультрафиолетовые светодиоды

Области применения светоизлучающих диодов не ограничиваются видимой областью спектра. Для получения коротковолнового электромагнитного излучения используются ультрафиолетовые светодиоды.

Ультрафиолетовые (УФ) лучи – это электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 10 нм до 400 нм, что соответствует области спектра между рентгеновским излучением и видимым светом. Ультрафиолет присутствует в излучении солнца, однако лучи с длиной волны менее 300 нм практически полностью поглощаются озоновым слоем Земли.

Области применения

Сферы использования УФ излучения различны: медицина, промышленность, криминалистика, детекторы подлинности, УФ принтеры и пр.

Одним из примеров применения УФ в медицине, а в частности в стоматологии, является всем известная световая пломба. Она изготавливается из специального композита, который твердеет под действием УФ излучения.

Метод УФ отверждения широко используется и в промышленности. Существуют различные компаунды и клеи, которые полимеризуются под действием УФ лучей, тем самым ускоряя цикл производства, по сравнению с веществами, которые необходимо длительное время выдерживать на воздухе для полного отверждения. На этом же принципе работают УФ принтеры, только вместо компаунда – УФ-отверждаемая краска.

Способность УФ излучения убивать бактерии и другие микроорганизмы обуславливает его применение для целей дезинфекции. Метод очистки воды с использованием ультрафиолета позволяет без влияния на ее вкусовые свойства (в отличие от хлора) умертвить бактерии и вирусы. Для дезинфекции воздуха в помещении используются так называемые «кварцевые» лампы, которые излучают в диапазоне 205—315 нм.

Криминалистам ультрафиолет помогает обнаруживать следы крови в помещении и на одежде преступников. Для обличения взяточников денежные купюры метят специальной краской, видимой только при ультрафиолетовом свете.

Источники ультрафиолета

Традиционно для получения ультрафиолетового излучения использовались ртутные газоразрядные лампы, однако в настоящее время их постепенно вытесняют УФ светодиоды. Пока это касается только ближней области УФ диапазона 300…400 нм. Однако в лабораторных условиях уже получены светодиоды с длиной волны 210 нм и исследования в этой области продолжаются.

Принцип действия ультрафиолетовых светодиодов такой же, как у светоизлучающих диодов, работающих в видимой области спектра, но для их изготовления применяются такие материалы как нитриды алюминия галлия индия, а также нитрид бора.

В ближней области ультрафиолетового диапазона, граничащей с видимым светом, светодиоды уже стали достаточно дешевы, и уже несколько лет в широкой продаже можно встретить различные УФ фонари, которые излучают ультрафиолет длиной волны 365-395 нм, а также детекторы подлинности денежных банкнот и прочие световые приборы.

УФ светодиоды могут быть выполнены как в стандартных корпусах индикаторных светодиодов при малой мощности (рисунок 1), так и в корпусе «эмиттер» (рисунок 2) для мощностей 1 и 3 Вт, а также в других стандартных корпусах (рисунок 3), использующихся при производстве мощных светодиодов.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 2

Диапазон длин волн УФ светодиодов в широком доступе обычно составляет 365…410 нм.

Электрические параметры УФ светодиодов близки к параметрам белых:

  • прямое падение напряжения 3…4 В;
  • номинальные рабочие токи — 20 мА (для маломощных), 350 и 700 мА и больше (для мощных).

Стандартные токи позволяют использовать стандартные источники питания при разработке и изготовлении ультрафиолетовых световых приборов.

УФ светодиоды — разновидности, параметры, варианты эксплуатации

Но знаете ли вы, по какому принципу они работают? Знаете ли, что применять их можно не в маникюрном салоне? Давайте об этом поподробней.

Какой принцип работы?

Что являет собой ультрафиолетовое излучение? Светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковое устройство, которое излучает свет, в момент прохождения тока через него. Ультрафиолетовый свет находится между видимым и рентгеновским спектрами. Ультрафиолетовый диапазон длины волн варьируется от 10 до 400 нм, однако многие оптоэлектронные компании также считают, что длины волн до 430 нм находятся в УФ-диапазоне. Ультрафиолетовый свет получил свое название из-за «фиолетового» цвета, который он производит в видимой части спектра, хотя большая часть выходящего ультрафиолетового света нам не видна.

Параметры

Технических параметров не много, основные из них такие:

1. Пиковая длина волны — это первая характеристика, на которую обращают внимание инженеры: изменение длины волны повлияет на эффективность и, следовательно, на требования к мощности (которые каскадно зависят от целого ряда переменных конструкций).

2. Световой поток. Это параметр, который прямо связан с мощностью светодиода. В стандартных светодиодах данный критерий измеряют в люменах, в ультрафиолетовых — в кандалах.

3. Прямое напряжение, указанное для рабочего тока и температуры припоя, неразрывно связано со свойствами материалов и особенно полезно при выборе или проектировании источника питания. Это также важная ценность для проектирования управления температурой, потому что более высокое напряжение означает большую рассеиваемую тепловую мощность.

Неактуальные характеристики для светодиодов с УФ излучением:

—      коэффициент пульсации;

—      температура цвета;

—      индекс цветопередачи.

Разновидности изготовления диодов с УФ излучением

В зависимости от вариант эксплуатации, а также мощности, будет отличаться и внешний вид.

Например, корпус ТО-18 или ТО-39 применяются для изготовления светодиодов со слабой мощностью.

Корпус – это своего рода радиатор охлаждения, поэтому его форма всегда разная. Наиболее популярный вариант типа Emitter. Он подходит для монтажа на поверхность или в специальные SMD корпуса.

Варианты эксплуатации

Так как ультрафиолетовые светодиоды – это альтернатива стандартному ультрафиолетовому излучению, их можно использовать более широко.

Варианты применения могут быть следующими:

1. В медицинском оборудовании. Например, для дезинсекции помещения, а также в стоматологии, чтобы быстрее затвердевали композитные пломбы.

2. В промышленной отрасли. Это как источник ускорения процесса полимеризации клея и компаундов.

3. В банковской сфере. При помощи ультрафиолетового излучения проверяют деньги.

4. В криминалистике. Чтобы отыскать меченные купюры, или следы биологических жидкостей, используют ультрафиолетовое излучение.

5. В овощеводстве. Кратковременное облучение растений в теплицах способствует выработке полифенолов, которые известны своими антиоксидантными свойствами.

6. В сфере косметологии. Лампы для просушивания гель лака. Солярии не могут без светодиодного излучения.

Это основные варианты применения ультрафиолетовых светодиодов. Исследования продолжаются, и с каждым разом появляется всё больше вариантов применения.

Вам интересно было читать статью? Если да, ставьте лайки, и спасибо за внимание! Дальше – больше!

УФ-светодиоды в сельском хозяйстве | LEDHOLDING

За последнее десятилетие рынок ультрафиолетовых (УФ) светодиодов увеличился в пять раз и к 2025 году, согласно прогнозам, превысит $1 млрд. Ключевой тенденцией, которая, как ожидается, будет влиять на рынок, является возникновение новых областей применения таких устройств, например сельское хозяйство. Ультрафиолетовый свет, при подходящей частоте и дозе, может увеличить производство активных веществ в лекарственных растениях и традиционных культурах и способствовать поддержанию здоровой среды для роста растений. Но для того, чтобы воспользоваться преимуществами УФ-светодиодов в полной мере, при проектировании необходимо учитывать некоторые значимые аспекты. 


Вследствие бурного роста, происходящего в тепличном и городском растениеводстве, светодиоды становятся привлекательными источниками света, прежде всего из-за их энергоэкономичности, однако достижения в области УФ-светодиодов позволяют получить дополнительные преимущества от УФ-А- и УФ-В-излучения. Доказано, что воздействие ультрафиолета приводит к увеличению активных веществ в лекарственных растениях, включая антиоксидантные свойства многочисленных растений и содержание ТГК (тетрагидроканнабинола) в конопле. Ультрафиолетовый свет также помогает поддерживать здоровую среду, подавляя плесень, ложную мучнистую росу и некоторых вредителей растений во всех случаях, когда необходима альтернатива химическим веществам из-за повышения устойчивости к фунгицидам. В то время как многие из распространенных светильников, используемых в тепличном сельском хозяйстве, имеют в спектре определенный (хотя и небольшой) уровень ультрафиолетового излучения, материалы линз блокируют большую, если не всю часть этого УФ-света. Поскольку цена УФ-светодиодов продолжает снижаться, улучшается возможность экономически эффективно включать в процесс выращивания растений целенаправленное облучение ультрафиолетом с требуемой длиной волны, правильной дозой и в соответствующий период жизненного цикла конкретных видов растений. Однако УФ-светодиоды по-прежнему необходимо применять в сочетании с подходящими линзами, которые могут пропускать УФ-излучение без риска деградации или разрушения линзы и/или самого светодиода.

Введение

История и длины волн Ультрафиолетовый (УФ) свет является основной частью электромагнитного спектра с длиной волны 10-400 нм (рис. 1), невидимой для человеческого глаза, хотя некоторые области УФ-излучения воспринимаются насекомыми и птицами. Большая часть ультрафиолетового спектра, включая весь экстремальный ультрафиолетовый (10-100 нм) и большую часть спектра с длиной волны менее 280 нм, поглощается атмосферой.


Рис. 1 Шкала видимого и ультрафиолетового излучения с диапазонами УФ-излучения

Т

ем не менее по-прежнему важно понимать преимущества каждой области УФ-спектра, учитывая нашу способность искусственно воспроизводить эти длины волн.

Классификация УФ-спектра, использование и преимущества

•УФ-С (200-280 нм) — почти полностью поглощается земной атмосферой, обычно применяется для обеззараживания;
•УФ-В (280-320 нм) — приблизительно 95% УФ-В поглощается земной атмосферой. Широко известен в связи с повышенным риском развития рака кожи, однако также было обнаружено, что он имеет противомикробное действие, включая борьбу с сельскохозяйственными инфекциями и вредителями, такими как мучнистая роса и паутинные клещи; кроме того, он инициирует ответную реакцию растений, которые увеличивают производство флавоноидов и каннабиноидов;
•УФ-А (320-400 нм) — часто называемый черным светом, УФ-А имеет самую большую длину волны в УФ-спектре и считается наименее вредным. Он наиболее известен своим применением в УФ-отверждении, обнаружении подделок и судебной экспертизе, но также применяется в сельском хозяйстве из-за его способности запускать желаемые реакции у растений.

Последние достижения

В индустрии ультрафиолетового освещения в основном преобладают источники, отличные от светодиодов, обычно это ртутные лампы. Однако в последние годы наблюдается значительный прогресс УФ-светодиодов не только благодаря достижениям в производстве твердотельных УФ-устройств, но и в результате повышенного внимания к поиску более экологически чистых и энергосберегающих способов получения УФ-излучения.

Однако только недавно светодиоды смогли покрыть все диапазоны ультрафиолетового излучения. Светодиоды, излучающие ультрафиолет в верхней части диапазона УФ-А (390-420 нм), доступны с конца 1990-х годов, они, как правило, используются для обнаружения фальшивых купюр, проверки водительских прав и документов, а также в судебной экспертизе. Фактически на большой части рынка УФ-светодиодов преобладают такие применения, как отверждение красок, покрытий или адгезивов с помощью УФ-А-излучения в диапазоне 350-390 нм.

При переходе на более короткие длины волн — UV-В и UV-C — область применения меняется на дезинфекцию продуктов питания, воздуха, воды и поверхностей. Хотя УФ-излучение имеет долгую, хорошо известную историю обеззараживающего воздействия, светодиоды в этом диапазоне стали использоваться совсем недавно (первая коммерческая система обеззараживания воды на основе УФ-С-светодиодов введена в эксплуатацию в 2012 году). Для многих отраслей промышленности, таких как очистка воды, привлекательна не только экономия энергии, которую дают светодиоды; чрезвычайно маленькие размеры светодиодов делают их очень гибкими в использовании, включая возможность создания переносных систем дезинфекции. Благодаря этим достижениям за последнее десятилетие рынок УФ-светодиодов увеличился в пять раз, и прогнозируется, что к 2025 году вырастет до $1,3 млрд. Ключевая тенденция, которая, как ожидается, будет влиять на рынок, — это способность находить новые применения, включая изделия для солнечной энергетики, пищевую промышленность и производство напитков, а также сельское хозяйство. Однако по-прежнему необходимы дополнительные улучшения (особенно в том, что касается линз для этих изделий), позволяющие гарантировать, что технология может достичь желаемых результатов в каждой отрасли экономически эффективным образом.

Преимущества ультрафиолетового излучения для сельского хозяйства

С бурным развитием, происходящим в тепличном и городском сельском хозяйстве, растет стремление продолжать совершенствовать процесс выращивания растений экономически эффективным способом, который по-прежнему будет давать положительные результаты. Значительная часть существующих исследований по использованию светодиодов в сельском хозяйстве сосредоточена на длинах волн видимого света и спектра, который необходим растениям для различных процессов. В ходе масштабных исследований «NASA определило, что светодиодные светильники являются лучшими источниками света для выращивания растений как на Земле, так и в космосе». Фактически выполнена большая работа по изучению того, как различные длины волн влияют на рост растений. Эта информация позволит обеспечить дальнейшее развитие освещения со специализированным спектром, которое дает более высокие результаты в выращивании растений при меньших затратах энергии. Например, было определено, что красный свет (630-660 нм) необходим для роста стебля и увеличения размера листьев. Эта же длина волны регулирует периоды цветения и покоя.

В то время как первые светодиоды были далеки от того, чтобы удовлетворять потребности и растений, и самих растениеводов, самые современные светодиоды стали основой практичных решений для выращивания в помещениях, обеспечивая значительную экономию средств (при условии использования линз из правильного материала), особенно по сравнению с традиционными системами освещения, такими как натриевые газоразрядные лампы высокого давления (НЛВД).

Одновременно непрерывное улучшение УФ-светодиодов позволяет получать преимущества, которые дает ультрафиолетовый свет, особенно УФ-А и УФ-В, в процессе выращивания растений в помещении (рис. 2). Исследователи обнаружили, что в отсутствие ультрафиолетового света у некоторых видов растений могут «развиваться наросты на листьях и наблюдаться деформация тканей». Например, обычное стекло блокирует более 90% УФ-В излучения, поэтому выращивание растений в теплицах или других подобных средах без дополнительного освещения может иметь неблагоприятные последствия.

Рис. 2 УФ-излучение может увеличить количество активных веществ в лекарственных растениях, например повысить антиоксидантные свойства розмарина или уровень ТГК в конопле

Было также показано, что воздействие ультрафиолетового света приводит к увеличению производства активных веществ в лекарственных растениях, в частности к повышению антиоксидантных свойств многих растений или уровня ТГК в конопле. В растениях протекают химические процессы, при этом разные длины волн света вызывают определенные реакции, включая реакции на УФ-излучение, которые могут приводить к изменению формы растения и его химического состава. Однако, чтобы действительно понять все последствия, включая лучшие методы внедрения, эта область фотоники по-прежнему нуждается в проведении огромного объема исследований.

Одной из наиболее распространенных реакций растений на УФ-излучение является синтез и накопление УФ- поглощающих соединений. Эти соединения, в том числе фенольные вещества, действуют как солнцезащитный крем для растений, предотвращая повреждение из-за чрезмерного воздействия УФ- излучения. Однако фенольные соединения не только защищают растения, они полезны для здоровья человека, включая антиоксидантные свойства и профилактику различных хронических заболеваний,таких как некоторые виды рака и сердечно-сосудистые заболевания. Изучается воздействие ресвератрола, найденного в винограде и красном вине, на здоровье сердца, иммунную систему и даже функции мозга. Исследование розмарина показало, что общее содержание в нем фенольных соединений приблизительно удваивается при выращивании с использованием УФ-В-излучения. Аналогично увеличилось содержание эфирных масел при таком выращивании Mentha spicata (мяты).

Другой вид растений, известный увеличением лекарственных соединений под УФ-излучением, это конопля посевная. Исследования показали, что более высокие уровни каннабиноидов обнаружены у растений на самых низких экваториальных широтах и на больших высотах (на 32% больше на высоте 3350 м, чем на 1500 м). Было установлено, что эти регионы имеют более высокие уровни УФ-В. Последующие исследования показали, что облучение растений УФ-В повышает на 48% в тканях листьев и 32% в цветах уровень Д9-тетрагидроканнабинола (А9-ТГК), который имеет широкое лекарственное применение.

Ультрафиолетовый свет также помогает поддерживать здоровую среду, подавляя плесень, ложную мучнистую росу и некоторых вредителей растений во всех случаях, когда необходима альтернатива химическим веществам из-за повышения устойчивости к фунгицидам. УФ-поглощающие соединения, производимые растениями для их защиты от слишком большого количества УФ- излучения, также могут помочь в защите растений от инфекций, травм и некоторых вредителей. Эти соединения как будто изменяют «привлекательность» растений для вредителей.

Одной из основных угроз для производителей, выращивающих растения в помещениях, является мучнистая роса. Было доказано, что УФ-излучение значительно уменьшает поражение растений мучнистой росой, начиная от винограда, роз, огурцов, розмарина и заканчивая клубникой. Исследователи успешно уменьшили тяжесть поражения мучнистой росой на 90-99%, используя подходящие дозы УФ-В- излучения.

УФ-В-излучение доказало свою эффективность и для сокращения выживаемости и количества яиц паутинных клещей — вредителей, которые, как известно, разрушают целые посевы. В исследовании Ohtsuka и Osakabe менее 6% подвергшихся воздействию доз УФ-В личинок выжили на второй день, а на третий день эксперимента погибли все личинки.

Третьей серьезной угрозой является Botrytis cinerea, тип серой плесени, часто называемой серой гнилью, которая может поражать 200 различных видов, как правило, это фрукты или цветы, включая клубнику, виноград и коноплю. Этот вредитель заносится, как правило, с улицы, в помещение для выращивания растений он попадает по воздуху или на обуви и одежде. Борьба с этим вредителем может включать использование системы дезинфекции воздуха и/или дезинфекции пола. Исследования показали, что очищение от спор Botrytis cinerea наиболее эффективно происходит с помощью облучения УФ-С. Mercier и соавторы (2001) с дозами УФ-С 440-2200 Дж/м2 достигли уровня дезинфекции более 90 %.

За последние несколько десятилетий значительно увеличился объем данных, подтверждающих пользу УФ-излучения для защиты сельскохозяйственных культур от плесени, ложной мучнистой росы и других вредителей растений, а также способность повышать лекарственные свойства растений (рис. 3). Однако по-прежнему существуют серьезные проблемы с тем, как успешно внедрить УФ-излучение в помещения для выращивания растений.

Рис. 3 Мучнистая роса и клещи представляют серьезную угрозу для многих культур но их количество может быть существенно уменьшено с помощью УФ-излучения

Соображения по интеграции УФ в освещение для теплиц

Ультрафиолетовая светодиодная система должна учитывать специфические требования к дозе ультрафиолетового излучения, необходимой длине волны и размещению источника излучения относительно растений. Также следует помнить об отведении тепла, конструкции оптики, источнике питания и драйвере и, самое главное, о материале линзы.

Определение необходимой дозы и длины волны

При выращивании растений в помещениях важно определить спектр, который наилучшим образом отвечает потребностям растений, поскольку потребность в разных длинах волн зависит от того, на какой стадии роста находятся растения и какого они вида. Например, в видимом спектре небольшой процент зеленого света (до 24% для некоторых видов) может быть полезен для стимуляции роста растений, но исследования показали, что он видоспецифичен и доле свыше 50% может вызывать пагубные последствия. То же самое верно и при включении УФ-излучения в сельскохозяйственное освещение — надо четко понимать, в чем именно нуждаются растения.

В некоторых случаях может потребоваться интеграция источника УФ-излучения в первичный источник освещения. Например, ресвератрол, лекарственное вещество, производимое растениями в ответ на стресс, получается в ходе химической реакции, которая требует УФ-А- излучения с длиной волны ниже 360 нм. Производители, заинтересованные в повышении уровня специфических флавоноидов или каннабиноидов, скорее всего, захотят использовать УФ-А, УФ-В или их комбинацию для достижения необходимого эффекта.

Если производитель заинтересован в предотвращении заражения конкретными вредителями растений, таких как мучнистая роса и паутинные клещи, в борьбе с ними решающее значение может иметь дополнительное облучение конкретными дозами УФ-В-излучения. Для лечения Botrytis cinerea ультрафиолетовое излучение можно интегрировать в системы, предназначенные для дезинфекции воздуха помещений, или использовать в качестве отдельного дополнительного облучения, применяемого в рамках регулярных циклов лечения растений дозами УФ-С. Принимая во внимание различные потребности и применения УФ-излучения в сельском хозяйстве, важно сотрудничать с компаниями — изготовителями облучающих устройств, которые понимают тонкости применения УФ-излучения как для увеличения роста растений, так и для дезинфекции и борьбы с вредителями.

Измерение светового потока

Независимо от того, оцениваете ли вы светильник или отдельные светодиодные компоненты, общая методология включает сравнение значений потока излучения, указываемых различными производителями. Однако следует проявлять особую осторожность и убедиться, что вы действительно сравниваете одно и то же измерение по различным параметрам, и имейте в виду, что многие компании недостаточно раскрывают параметры испытаний, включая наиболее важный фактор, называемый расстоянием. Не контролируя различия в этих параметрах, сравнивать числа бессмысленно.

Кроме того, многие из датчиков, представленных на рынке, предназначены только для измерения конкретных частей электромагнитного спектра и могут не правильно измерять отдельные части спектра, нередко включающие дальнюю красную часть видимого спектра и дальнюю УФ-часть невидимого спектра. Так, при оценке параметров освещения с помощью плотности фотосинтетического фотонного потока (PPFD) важно понимать, что датчик будет давать результат, пропорциональный числу фотонов, без учета того, что фотоны разных длин волн несут разную энергию. Разные длины волн имеют неодинаковую ценность и привлекательность для выращивания растений, при этом часть спектра может оказаться за границами диапазона чувствительности фотометра.

Энергия каждого фотона обратно пропорциональна длине его волны. Чем короче длина волны, тем более энергетичным является фотон, чем длиннее длина волны, тем менее энергетичен фотон. Поэтому красный свет несет меньше энергии, чем желтый или зеленый, хотя и является более желательным для растений с точки зрения фотосинтеза и других химических процессов, происходящих в растении. Другими словами, светильники, излучающие много желтого и зеленого света, могут давать более высокие значения PPFD, но при этом они не могут производить свет, необходимый растениям.

Если оценивать только параметры УФ-освещения, следует отметить, что, хотя существует широкий спектр УФ- радиометров, предназначенных для измерения УФ-излучения, создаваемого традиционными широкополосными ртутными газоразрядными лампами, которые в первую очередь генерируют УФ-С, эти радиометры не смогут должным образом измерить УФ-излучение, создаваемое УФ-светодиодами, особенно если конструкция светильника предполагает несколько полос ультрафиолетового излучения, не совпадающих с целевым спектром используемого датчика. Многие производители УФ-светодиодных чипов будут измерять поток УФ-излучения светодиодов в интегрирующей сфере, также известной как сфера Ульбрихта, однако это измерение не даст ответа на вопрос, что на самом деле будут испытывать растения.

Влияние линз

При выборе светодиодного освещения для растений очень важно помнить, что, хотя растения не могут получить слишком много света, они, безусловно, могут получить слишком много тепла. В то время как светодиоды более эффективны, чем ртутные лампы, исследования показывают, что УФ-светодиоды преобразуют только 15-25 % входной мощности в излучение. Оставшаяся часть мощности превращается в тепло, поэтому отведение тепла должно стать существенным элементом системы.

Кроме того, когда светильники испускают излучение с длинами волн в областях спектра, не требуемых растениями, фотоны, не поглощенные растением, в конечном итоге преобразуются в тепло, нагревая окружающую среду, в результате требуются более высокие затраты на охлаждение — это и постоянное потребление электроэнергии, и расходы на инфраструктуру.

Подобно покрытиям теплиц, некоторые типы линз, такие как внешний стеклянный колпак натриевого газоразрядного светильника, фактически блокируют большую часть ультрафиолетового излучения, переводя его в тепло.

Другим важным фактором при использовании ультрафиолетовых или даже синих светодиодов является то, что с течением времени большинство материалов линз подвержено значительной деградации, а это приведет к снижению эффективности и даже может стать причиной поглощения существенного количества тепла и в конечном итоге способно уничтожить сам светодиод (рис. 4).Однако новые достижения, в частности запатентованная технология компании Violet Gro, позволяют сочетать источник ультрафиолетового излучения с особым классом прозрачного для ультрафиолета материала линз, не подверженного указанным негативным эффектам. Эта уникальная линза, имеющая непосредственный контакт с УФ-светодиодами, позволяет выводить больше ультрафиолетового излучения и направлять его на освещаемые объекты, увеличивая эффективность и уменьшая тепловую мощность. Это выгодно как для срока службы светодиодов, так и для значительного снижения требований к охлаждению в помещении для выращивания растений.


Рис. 4 Пример светодиодов, разрушенных из-за избыточного тепла внутри линзы

Что дальше

Поскольку стоимость УФ-светодиодов продолжает снижаться, резко возрастает возможность эффективно включать УФ-излучение в процесс выращивания растений с учетом выбора правильных длин волн, дозировки и нужного времени жизненного цикла конкретных видов растений. Это позволит провести дальнейшие исследования и разработку УФ-решений, в том числе определение оптимальных комбинаций ультрафиолетовых длин волн и доз для достижения желаемых эффектов для конкретных видов растений.

Независимо от желаемых результатов — роста растений или борьбы с вредителями — для эффективности и долговечности светильников УФ- светодиоды по-прежнему необходимо сочетать с соответствующей пропускающей ультрафиолет линзой, которая позволяет передавать УФ-излучение без риска деградации или разрушения линзы и самого светодиода.


Источник:
Журнал «Полупроводниковая светотехника»

Уровень ультрафиолетового излучения в светодиодных светильниках

Наличие или отсутствие ультрафиолетовой (УФ) составляющей в спектре излучения светильника выступает давним предметом споров между сторонниками и противниками светодиодов, а положительный или отрицательный эффект УФ излучения вызывает множество слухов и мнений.

Систематизировать данные об УФ излучении светодиодных светильников поможет анализ конструкции светодиодов и их применение в разных областях светотехники.


Конструкция светодиодного светильника

Традиционным способом получения белого света является сочетания синего светодиода с желтым люминофором, который наносится на излучающий кристалл. Такая комбинация дает искомый белый свет, цветовую температуру которого изменяют составом люминофора. 

Длина волны синего светодиода не заходит в область УФ излучения, а сам светильник для освещения в принципе не может содержать ультрафиолетовой составляющей.
Отдельный класс составляют ультрафиолетовые светодиоды, в спектре которых УФ составляющая является преобладающей. Лампы с такими светодиодами не предназначены для освещения, а область их применения включает только технические задачи.

Польза и вред УФ излучения в спектре светильника

Считается доказанным факт безусловного вреда для глаз УФ излучения солнца, о чем свидетельствует повсеместное применение защитных очков в условиях яркого солнца. С этой точки зрения светодиодные светильники полностью безопасны, а их применение для освещения считается наиболее обоснованным.

Польза или вред воздействия солнечных лучей на кожу до сих пор является предметом изучения ученых, и с этой точки зрения отсутствие ультрафиолета в излучении светодиода часто считается скорее недостатком, чем достоинством. Эта точка зрения имеет право на жизнь, но принцип безусловного отсутствия вреда ставит светильники без ультрафиолета на первое место.

Заключение

Сама конструкция светодиодного светильника для освещения исключает ультрафиолетовую составляющую излучения в его спектре, а применение специальных УФ светодиодов не является задачей освещения помещений.

Ультрафиолетовые светодиоды – технологические, производственные тенденции и сферы применения в 2018 г.

Май 2018 г.

 

В течение трех-четырех лет применение ультрафиолетовых светодиодов в системах дезинфекции оживит рынок ультрафиолетовых светодиодов.

 

В течение 10 ЛЕТ РАЗРАБОТок, доля рынка ультрафиолетовых светодиодов увеличилась в 3 раза

К настоящему моменту аналитическая компания Yole Développement отслеживает развитие индустрии производства ультрафиолетовых (УФ) светодиодов вот уже 10 лет! За это десятилетие технологии, рынок и отрасль в целом эволюционировали, полностью изменив ситуацию в сфере производства УФ-светодиодов. Все это позволило данной технологии забрать долю рынка у других технологий ультрафиолетового освещения. Занимая только 8% рынка в 2008 году, сегмент производства ультрафиолетовых светодиодов, как ожидается, достигнет доли 25% в 2018 году.

 

В 2008 году производство УФ-светодиодов все еще рассматривалось в качестве новой технологии и новой отрасли, которая пытается проложить путь в перспективные применения, такие как отверждение с использованием ультрафиолетового света и распознавание поддельных банкнот. В то время светодиодная индустрия фокусировала свое внимание на бурно растущем сегменте светодиодов для подсветки дисплеев, и готовилась к росту общего освещения, которое, как ожидалось, должно было уничтожить рынок светодиодов видимого излучения. Но реальность оказалась совершенно другой! Азиатские производители вошли в рынок и создали избыточные мощности и сильное ценовое давление, что кардинально трансформировало рынок, который мог бы развиваться в соответствии с так называемой «стратегией голубого океана», где есть низкая конкуренция и высокие прибыли, а стал рынком, где идет борьба «не на жизнь, а на смерть». Это оказало непосредственное влияние на индустрию УФ-светодиодов, которая в это же время увидела многих новых производителей. В 2008 году отрасль насчитывала примерно 10 игроков, а в 2018 г. на рынке представлено более 65 производителей. С 2010 г. несколько производителей светодиодов видимого излучения занялись производством ультрафиолетовых светодиодов, пытаясь найти новые драйверы роста и более высокомаржинальную нишу.

 

Рынок ультрафиолетовых светодиодов спектра А стал первым свидетелем этой промышленной эволюции, испытывающей сильные понижения цен, которые еще больше ускорили распространение технологии. Но мечта быстро превратилась в «страшный сон». После нескольких лет роста, более чем на 10% ежегодно, объем рынка УФ-светодиодов для отверждения, который занимал 80% всего сегмента УФ-светодиодов, начал падать в связи с коммерциализацией данного применения и высокой конкурентной средой. В среднесрочной перспективе только производители, которые могут внедрять инновации, смогут поддерживать определенный уровень прибыльности в данной сфере.

Рынок ультрафиолетовых светодиодов спектров B и C в меньшей степени подвергся негативному влиянию в результате появления новых производителей. Поскольку технология производства УФ-светодиодов спектра B и C намного более сложная для освоения по сравнению с УФ-светодиодами спектра А, то и входные барьеры для входа новых игроков намного выше. Кроме того, технология производства УФ-светодиодов спектров B и C обеспечивает все еще недостаточно высокие технические характеристики продукции, поэтому вход новых игроков способствовал разработкам устройств. Но, несмотря на то, что устройства на сегодняшний день достаточно качественные с точки зрения технических характеристик и себестоимости, рынок УФ-светодиодов спектров B и С развивается медленно. Системы на основе ультрафиолетовых светодиодов требуют усиленных разработок, чтобы в полной мере получить положительный эффект от использования технологии, развитие которой заняло больше времени, чем ожидалось.

В краткосрочной перспективе отрасль УФ-светодиодов замедлит свое развитие, так как рынок устройств ультрафиолетового отверждения начинает показывать отсутствие роста, а бурный рост рынка дезинфекции с применением ультрафиолетового света откладывается. В этом контексте мы ожидаем, что рынок ультрафиолетовых светодиодов достигнет 320 млн долл. США в 2020 году, со 160 млн долл. США в 2017 году, а затем покажет бурный рост, обусловленный развитием сегмента устройств на основе УФ-светодиодов спектра С, что позволит достичь объема рынка 1 млрд долл. США в 2023 году.

 

В отчете представлен всесторонний обзор всех применений УФ-светодиодов, включая углубленный анализ таких применений, как УФ-отверждение и УФ-дезинфекция. Отчет подробно освещает принципы работы УФ-светодиодов, структуру рынка, основные драйверы рынка и связанные с ними проблемы, последние тенденции, новые применения УФ-светодиодов, объем рынка, сегментацию по применениям и многое другое.


ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ ультрафиолетовых светодиодов ОТКРЫВАЮТ дорогу к НОВЫМ И высокомощным ПРИМЕНЕНИЯМ

В течение последних 10 лет технические характеристики УФ-светодиодов значительно улучшились, пройдя путь от устройств с очень низкой выходной мощностью до того уровня, который теперь позволяет заменить традиционные УФ-лампы на светодиодные в нескольких применениях.

Производители УФ-светодиодных чипов спектра А многократно увеличили параметр внешней квантовой эффективности (EQE) своих продуктов – в 5-6 раз в течение 10 лет, и теперь значение данного параметра достигает 50-60%. Кроме того, усиление конкуренции привело к значительному снижению цен. Это позволило широко использовать УФ-светодиоды для таких применений УФ-отверждения, как адгезивы для электронных компонентов или струйная печать. Следующим шагом будет переход к более сложным сферам применения УФ-светодиодов, таким как покрытия для дерева, флексографическая печать и медицинские клеи. Однако основные усилия здесь будут сосредоточены на разработке систем, а не только на улучшении технических характеристик УФ-светодиодов.

В спектре В и С ультрафиолетового света, показатель внешней квантовой эффективности также улучшился, но для большинства коммерческих устройств он все еще ниже 10%, и получить каждый дополнительный процент оказывается все сложнее и сложнее. Но это не тормозит инвестиции и развитие отрасли, которая нашла альтернативные способы повышения мощности устройства с 10 мВт в 2014 году до 100 мВт в 2017 году при длине волны 280 нм. Эта эволюция уже позволила интегрировать УФ-светодиоды в небольшие установки дезинфекции воды для использования в местах водозабора. Тем не менее, для среднемощных и высокомощных систем дезинфекции, индустрия должна будет разработать надежные технологические решения на уровне реактора, чтобы спроектировать эффективные системы дезинфекции и компенсировать низкий уровень внешней квантовой эффективности ультрафиолетовых светодиодов спектра С. Данные разработки потребуют времени и отложат начало развития смежных рынков, но могут также дать старт системам дезинфекции с высокой пропускной способностью – до 2000 кубических метров в день. Это важный фактор ускорения развития отрасли, которая уже через пять лет может получить доступ к тем применениям, к которым, как мы думали ранее, можно получить доступ только к 2025 году. В данной области некоторые компании уже разработали демонстрационные образцы, показывая перспективы того, что УФ-светодиоды спектра С не будут ограничиваться только нишевыми применениями и устройствами, для которых требуются УФ-светодиоды с низкой мощностью.

 

Это ускорение в технологическом развитии еще раз подтверждается недавними заявлениями некоторых производителей ультрафиолетовых светодиодов, таких как компания LG, о том, что их цель — достичь уровня мощности корпусированных светодиодов 150-200 мВт в 2018/2019 гг. Такое соотношение снижения цен и улучшения технических характеристик откроет для УФ-светодиодов совершенно новые применения. В данном случае потребительский рынок, который может интегрировать светодиоды в бытовую электронику, например, в паровые печи или даже кофеварки, может стать мощным драйвером роста в будущем.

В отчете представлен подробный анализ характеристик УФ-светодиодов, цен и дорожная карта по развитию сфер применения. Данный отчет также представляет всесторонний обзор сферы производства устройств на основе УФ-светодиодов, описывающий конструкцию УФ-светодиодов, текущие проблемы и основные направления исследований.


эволюция бизнес-моделей и стратегий: следует ожидать БОЛЬШЕ совместных проектов И сделок по слиянию компаний

Большая часть отрасли производства светодиодов видимого спектра обратила свое внимание на производство УФ-светодиодов. Тем не менее, стратегии, которые внедряют производители, отличаются друг от друга, в зависимости от целевых значений длин волн. Несколько участников рынка по-прежнему фокусируются на производстве устройств, в то время как другие производители вертикально интегрируются, осваивая производство модулей и систем. Например, в сегменте УФ-светодиодов спектра А, компания Ushio производит УФ-светодиодные чипы, корпусированные светодиоды, а также теперь модули для УФ-отверждения, которые поставляются производителям принтеров или конечным пользователям. В сегменте УФ-светодиодов спектра С компания Nikkiso была первоначально только производителем самих светодиодов, но освоила также производство модулей и систем, за счет приобретения компании AquiSense Technologies в 2016 году.

 

Кроме признанных производителей УФ-светодиодов, несколько новых участников пытаются войти в рынок, и в основном за счет освоения производства модулей или систем, что является привлекательным с точки зрения возможностей для бизнеса. Единственные компании, которые не реализовывают стратегию вертикальной интеграции, это традиционные поставщики систем на основе УФ-светодиодов спектра С, которые, похоже, все еще находятся в режиме ожидания.

На фоне постоянного падения цен на УФ-светодиоды, особенно в сегменте УФ-светодиодов спектра С, не так давно стало известно о нескольких стратегических партнерствах и слияниях. В краткосрочной перспективе мы еще ожидаем сделки по слиянию, поскольку более мелкие игроки борются, конкурируя по цене. Эти производители могут демонстрировать цели или возможности рынка для других компаний, чтобы вертикально интегрироваться или войти в бизнес по производству УФ-светодиодов спектра С.

 

В докладе представлен подробный обзор отрасли УФ-светодиодов, в том числе: основные игроки, с сегментацией по диапазону длин волн – УФ спектра А, В или С — их позиции в цепочке создания ценности и последние тенденции. В докладе дается обзор основных проблем в производстве систем с фокусом на сферах УФ-отверждения и дезинфекции воды.


ЦЕЛИ ОТЧЕТА

Проанализировать мировую индустрию производства УФ-светодиодов от подложки до системы и представить детальный анализ изменения стоимости и цепочек поставок после проникновения этой передовой технологии

Понять текущее состояние производства УФ-светодиодов и проанализировать дорожную карту изменения технических характеристик и цен

Проанализировать сферы УФ-отверждения и УФ-дезинфекции, различные применения и связанные с ними характеристики

Проанализировать новые применения УФ-светодиодов, основываясь на основе их дополнительных преимуществах по сравнению с традиционными технологиями

Сделать обзор патентов в сфере производства УФ-светодиодов

 

 



LED Длина волны УФ-излучения — Phoseon Technology

УФ-светодиоды в сравнении со спектральным распределением ртути

Солнце является источником полного спектра ультрафиолетового излучения, которое обычно подразделяется на УФ-А, УФ-В и УФ-С. Длина волны типичного источника света находится в диапазоне от ультрафиолетового света (УФ-С: от 200 до 280 нм; УФ-В: от 280 до 315 нм; УФ-А: от 315 до 400 нм) до видимого света (от 400 до 760 нм) и инфракрасного света (от 760 до 3000 нм). ). Светодиодные УФ-лампы имеют узкий спектральный выход, сосредоточенный вокруг определенной длины волны, ± 10 нм.Большинство продуктов Phoseon используют длины волн 365 нм, 385 нм, 395 нм или 405 нм. Это почти монохроматическое распределение (см. диаграмму) требует новых химических составов для обеспечения надлежащего отверждения красок, покрытий и клеев.

Большая часть стандартного УФ-отверждения происходит в узком диапазоне излучения, а оставшаяся часть спектра генерирует ненужные и потенциально вредные УФ-C и инфракрасные излучения. УФ-светодиоды обеспечивают этот узкий диапазон излучения.

УФ-светодиоды для полимеризации на светодиодах эффективно преобразуют 20–40 % входной электроэнергии в полезный УФ-свет без вредного воздействия УФ-С или инфракрасного излучения.Эта эффективность означает примерно 80-процентную экономию электроэнергии и тепла по сравнению с ртутными лампами.


Пиковое излучение и плотность энергии

Есть два ключевых параметра светодиодной лампы, которые следует понимать для оптимизации отверждения и установления технологического окна. Выявление этого технологического окна приведет к получению наиболее прочного и желаемого покрытия, а также к приемлемой адгезии и отверждению поверхности: пиковому излучению и плотности энергии.

Пиковая освещенность, также называемая интенсивностью, представляет собой мощность излучения, попадающую на поверхность на единицу площади.При УФ-отверждении поверхность представляет собой отвержденную поверхность подложки или детали, а квадратный сантиметр является единицей площади. Излучение выражается в ваттах или милливаттах на квадратный сантиметр (Вт/см² или мВт/см²). Пиковое излучение играет важную роль в проникновении и содействии отверждению поверхности. Пиковая освещенность зависит от выходной мощности спроектированного источника света, использования отражателей или оптики для концентрации или сдерживания лучей в более узкой области воздействия на поверхность, а также от расстояния источника от поверхности отверждения.Излучение УФ-светодиодов на поверхности отверждения быстро уменьшается по мере увеличения расстояния между источником и поверхностью отверждения.

Плотность энергии, также называемая дозой или плотностью лучистой энергии, представляет собой энергию, поступающую на поверхность на единицу площади в течение определенного периода времени (выдержка или экспозиция). Квадратный сантиметр снова является единицей площади, а плотность лучистой энергии выражается в джоулях или миллиджоулях на квадратный сантиметр (Дж/см² или мДж/см²). Плотность энергии представляет собой интеграл освещенности во времени.Для полного отверждения необходима достаточная плотность энергии.


Понимание длины волны ультрафиолетовых светодиодов — технология UV+EB

By
Майк Хиггинс , менеджер по продажам восточного региона, Phoseon

Что такое длина волны ультрафиолета?

Солнце является источником полного спектра ультрафиолетового излучения, которое обычно подразделяется на УФ-А, УФ-В и УФ-С. Длина волны, фундаментальный дескриптор электромагнитной энергии, представляет собой расстояние между соответствующими точками распространяющейся волны.Типичные длины волн излучения источника УФ-излучения варьируются от ультрафиолетового (УФ-С: от 100 до 280 нм; УФ-В: от 280 до 315 нм; УФ-А: от 315 до 400 нм) до видимого света (от 400 до 700 нм) и инфракрасного (от 700 до 3000 нм).

Длина волны УФ-излучения

обычно измеряется в нанометрах (нм). Нанометр, единица длины, равен одной миллиардной части метра. УФ-светоизлучающие диоды (СИД) имеют узкий спектральный выход с центром на определенной длине волны, +/- 15 нм, при этом типичные коммерческие УФ-светодиоды излучают на длинах волн 365, 385, 395 или 405 нм.

Интенсивность излучения (Вт/см2), производимого источниками света УФ-светодиодов, постоянно увеличивается из года в год благодаря достижениям как в диодных, так и в ламповых технологиях, и теперь доступна с эффективной мощностью выше, чем у традиционных технологий УФ-ламп. Системы УФ-светодиодных ламп обладают достаточной мощностью, чтобы завоевать широкий спектр применений, и сегодня они используются в коммерческих целях для отверждения красок, покрытий и клеев. Сегодня УФ-светодиодные полимеризационные лампы обеспечивают пиковое излучение до 24 Вт/см2 (с водяным охлаждением) и 16 Вт/см2 (с воздушным охлаждением) при длине волны 395 нм, и это число будет продолжать расти.Доступны УФ-светодиодные системы с длиной волны 365 нм, обеспечивающие пиковую мощность излучения 12 Вт/см2 (с водяным охлаждением) и 8 Вт/см2 (с воздушным охлаждением).

Почему мы ограничены высокой длиной волны УФ-А?

Длина волны, излучаемая системами УФ-светодиодных ламп, определяется характеристиками диодов, выбранных в процессе производства ламп. УФ-светодиоды производятся несколькими компаниями, как отечественными, так и зарубежными. Во всем мире спрос на светодиоды обусловлен автомобильным, общим освещением, мобильными устройствами и вывесками.Несмотря на более высокую норму прибыли от УФ-светодиодов, рыночный спрос бледнеет по сравнению с более крупными драйверами глобального рынка, такими как общее освещение и вывески. Несмотря на существование диодов УФ-В и УФ-С, в настоящее время они ограничены низкой мощностью, чрезвычайно коротким сроком службы (~ 500 часов) и ценой, которая может в 250 раз превышать цену диодов УФ-А.

В результате высокого спроса на диоды УФ-А на вышеупомянутых рынках большая часть разработок УФ-светодиодов за последние 14 лет была сосредоточена на 365–405 нм.Характеристики диодов в этом диапазоне длин волн хорошо изучены, и ожидаемый срок службы превышает 20 000+ часов. Важно отметить, что долгий срок службы не является данностью. Все УФ-светодиодные лампы не созданы одинаковыми, и важно полностью понять характеристики системы ламп, прежде чем делать инвестиции. Продолжающееся ценовое давление на УФ-светодиоды ограничивает поиск систем УФ-светодиодов с более короткой длиной волны. Таким образом, можно с уверенностью предположить, что в обозримом будущем доминирующим рынком для УФ-светодиодов станут диапазоны от 365 до 405 нм.

Процесс фотополимеризации

Полимеризация — это процесс, при котором небольшие молекулы вступают в химическую реакцию с образованием очень больших молекул и молекулярных сетей, называемых полимерами. В производстве покрытий, красок и клеев этот процесс также известен как отверждение, сушка или отверждение и превращает жидкие составы в твердую твердую пленку или эластомерное твердое вещество со свойствами, предназначенными для конкретного применения. Фотополимеризация использует фотоны (длины волн ультрафиолетового или видимого диапазона), испускаемые источником лампы, для инициирования химических реакций путем возбуждения специальных добавок, называемых фотоинициаторами.При поглощении УФ-энергии фотоинициатор (PI) образует высокореактивные химические вещества, которые инициируют реакции, связывающие смолистые компоненты (олигомеры, мономеры и т. д.) вместе (сшивание) для отверждения или отверждения краски, покрытия или клея.

Составление УФ-химикатов для УФ-светодиодных ламп

УФ-составы

для красок и покрытий обычно содержат связующие вещества (олигомеры, смолы), разбавители (мономеры, вода или растворители), фотоинициаторы и добавки. Разбавители часто необходимы для снижения вязкости состава, чтобы обеспечить возможность нанесения распылением, струйным способом, валиком, печатью или другими методами.Мономеры могут заменить воду или растворитель для более экологически чистых составов и служить для контроля вязкости, а также химически включаются в полученную полимерную сетку, снижая выбросы и/или потребление энергии по сравнению с составами на водной основе или на основе растворителей. Олигомеры (и их основная структура) определяют общие свойства материала. Мономеры и олигомеры в УФ-препаратах обычно являются производными акрилатов или метакрилатов, содержащих полиуретаны, полиэфиры, простые полиэфиры или акриловые химические вещества.Красители, такие как пигменты и красители, обеспечивают цвет и специальные эффекты, в то время как диоксид кремния, воски, глины и наполнители используются для изменения физических свойств, а иногда и для снижения стоимости составов за счет замены части более дорогих связующих компонентов. Добавки, такие как стимуляторы адгезии, диспергаторы, средства для повышения текучести, дегазаторы, УФ-стабилизаторы и другие, используются для улучшения конкретных свойств составов в процессе физического нанесения и после отверждения.

Для достижения эффективного и действенного УФ-отверждения краски, покрытия или клея разработчик рецептуры стремится согласовать спектральный выход УФ-лампы с характеристиками поглощения фотоинициаторов, используемых в рецептуре.Количество PI в типичном УФ-составе обычно очень мало, менее 5% по массе. PI обычно поглощают в диапазоне длин волн, а не в одной узкой полосе, и в большинстве существующих УФ-составов, разработанных для отверждения с помощью типичной ртутной дуговой лампы, используется PI широкого спектра. Несмотря на то, что часто наблюдается некоторое поглощение в пределах выходного диапазона УФ-светодиодов, ясно, что большая часть обычного диапазона поглощения PI не используется, когда рецептуры отверждаются с помощью однодиапазонной УФ-светодиодной лампы. Более эффективное отверждение возможно при использовании состава, разработанного специально для отверждения УФ-светодиодами с использованием PI с высокой молярной поглощающей способностью в диапазонах длин волн, излучаемых источником УФ-светодиодов.Поскольку длина волны излучения УФ-светодиодов текущего поколения наиболее сильна при 365 нм и 395 нм, фотоинициаторы и другие компоненты состава следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить эффективное возбуждение фотоинициатора(ов) на этих длинах волн.

Глубина проникновения в состав покрытия, краски или клея во время отверждения зависит от поглощающей способности (оптической плотности) состава при каждой длине волны. Оптическая плотность на каждой длине волны определяется выбором компонентов смолы, красителей и добавок, входящих в состав.В составах УФ-излучения мы обнаружили, что длины волн УФ-С обычно поглощаются поверхностными слоями из-за высокой оптической плотности смол и других компонентов состава при более коротких длинах волн УФ-излучения, в то время как УФ-В и УФ-А проникают глубже в пленку даже до точки, где формула встречается с субстратом. Таким образом, разработчик должен не только согласовать полосы поглощения фотоинициатора с длинами волн УФ-излучения УФ-светодиодной лампы, но также должен учитывать характеристики поглощения красителей (красителей, пигментов), смол (мономеров, олигомеров, связующих). и другие добавки в рецептуре, чтобы избежать конкурентного поглощения, которое может предотвратить попадание УФ-длин волн на фотоинициатор.

Выход с большей длиной волны, такой как излучение в диапазоне УФ-А от современных УФ-светодиодных систем с высокой интенсивностью излучения, легче проникает через толстые и пигментированные системы, чем длины волн УФ-В или УФ-С, вызывая сквозное отверждение материала, который обычно улучшает адгезию и способность отверждать более толстые трафаретные краски или пигментированные деревянные покрытия. УФ-излучение с более короткими длинами волн (от 200 до 280 нм) не может проникать очень глубоко в материал, но обеспечивает отверждение поверхности, что важно для таких свойств, как стойкость к царапинам и химическая стойкость.Адаптация состава состава для использования преимуществ конкретных длин волн УФ-излучения, излучаемого используемым источником УФ-светодиодов, может значительно улучшить глубину проникновения и степень отверждения УФ-состава в конкретных применениях.

Интенсивность излучения и плотность энергии

На физические и химические свойства состава, отвержденного УФ-излучением, существенно влияет степень отверждения (степень реакции или сшивки) компонентов состава. Степень отверждения может варьироваться в зависимости от глубины покрытия/чернил и от условий отверждения и часто определяется качественно по царапанью, твердости карандаша или стойкости к растворителям.Как правило, чем больше фотонов поглощается фотоинициаторами в составе, тем больше химических реакций и выше степень отверждения/сшивки/и т. д. (Обратите внимание, однако, что больше не всегда лучше!) Плотность энергии (жаргонный термин: доза) и irradiance (сленговый термин: интенсивность) — это два ключевых параметра, которые помогают охарактеризовать условия отверждения УФ-состава и обеспечивают две конкретные переменные, которые можно контролировать и настраивать для оптимизации общих свойств и характеристик УФ-отверждаемого материала.

Проще говоря, освещенность — это мера того, насколько «ярким» является УФ-источник, наблюдаемый на поверхности состава во время отверждения. Проще говоря, плотность энергии представляет собой комбинацию того, насколько «ярок» источник УФ-излучения и как долго препарат подвергается воздействию. Более конкретно, освещенность представляет собой мгновенное количество фотонов с определенной длиной волны или диапазоном длин волн, падающих на поверхность на единицу площади, и выражается в ваттах на квадратный сантиметр. Пиковое излучение – это максимальное излучение, которое поверхность испытывает в процессе отверждения.Плотность энергии представляет собой интеграл освещенности по времени и представляет собой общую сумму фотонов определенной длины волны или диапазона длин волн, полученных определенной областью поверхности в течение определенного периода времени. Плотность энергии обычно выражается в джоулях на квадратный сантиметр.

Измерение энергетической освещенности

Какое устройство следует использовать для измерения мощности светодиодных УФ-ламп? Некоторые производители предлагают продукты для измерения освещенности и плотности энергии. Датчики, используемые в большинстве современных радиометров, были охарактеризованы и откалиброваны для работы с выходными профилями ртутных ламп и не полностью соответствуют уникальным характеристикам излучения УФ-светодиодных источников.Поскольку УФ-светодиоды имеют совершенно другой профиль излучения, калибровка датчика для данного диапазона длин волн является наиболее важной характеристикой. Радиометр, который обрезает или не учитывает все УФ-излучение на основе нормального допуска на длину волны светодиодов, может привести к ошибкам измерения и не должен использоваться для установки спецификаций освещенности.

Спектральные характеристики УФ-светодиодных ламп значительно отличаются от характеристик традиционных систем, а радиометры, которые будут точно измерять излучение УФ-светодиодов, только появляются на рынке.Даже в этом случае радиометры необходимо калибровать для конкретных характеристик светодиодов конкретных производителей ламп. «Универсального» УФ-светодиодного радиометра, который можно использовать с различными УФ-светодиодными лампами, в настоящее время не существует. Для управления технологическим процессом важно, чтобы OEM-производители и конечные пользователи использовали УФ-светодиодный радиометр, откалиброванный в соответствии со спецификациями поставщика УФ-светодиодных ламп. В противном случае вероятными результатами будут ложные показания и/или неверные выводы.

Измерение излучения — непростая задача.Производители УФ-светодиодных ламп, производители измерительных устройств, OEM-производители и конечные пользователи должны ориентироваться на единый отраслевой стандарт, который можно использовать для последовательных, точных и кратких отчетов об измерениях освещенности и плотности энергии.

Заключение

УФ-энергия, излучаемая УФ-светодиодными лампами, и УФ-энергия, излучаемая обычными ртутными дуговыми лампами или микроволновыми лампами, представляет собой фотоны с определенной длиной волны. То есть для целей УФ-фотополимеризации фотоны есть фотоны, разница только в количестве и длине волны.Распределение длин волн, излучаемых УФ-светодиодными лампами, намного уже, чем распределение длин волн, излучаемых обычными УФ-источниками, и в результате составы и радиометры, используемые с системами УФ-светодиодных ламп, должны быть согласованы с полосами излучения УФ-светодиодных ламп. Светодиодная лампа, используемая в этой системе отверждения для достижения оптимальной производительности.

Отверждение на основе УФ-светодиодов в настоящее время является общепринятым и удобным инструментом на рынках печати, покрытий и клеев, а характеристики системы УФ-светодиодов позволяют использовать ряд приложений, которые были непрактичны или ограничены физическими ограничениями обычных источников УФ.Эти отраслевые пользователи и поставщики УФ-светодиодов продолжают бросать вызов разработчикам рецептур и поставщикам химического сырья в разработке и поставке материалов и составов, оптимизированных для УФ-светодиодов. В то же время, УФ-светодиодные блоки отверждения стали более эффективными в доставке УФ-энергии к среде, что делает их не только экологически чистыми, энергоэффективными и компактными, но также позволяет увеличить производительность и гибкость процесса.

Майк Хиггинс — менеджер по продажам Phoseon Technology в восточном регионе и член редакционной коллегии RadTech.Проработав девять лет в компании Sartomer, Хиггинс провел последние три года, поддерживая быстрорастущий рынок светодиодов. Опыт работы как с акрилатной химией, так и с оборудованием нового поколения дал ему уникальную перспективу и понимание рынка УФ-отверждаемых материалов, а также понимание потенциальных применений и будущего роста. Для получения дополнительной информации отправьте электронное письмо по адресу [email protected] или посетите сайт www.phoseon.com.

Понимание различий между длинами волн светодиодного УФ и широкоспектрального отверждения

Электромагнитный спектр — это собирательный термин для всех известных частот и связанных с ними длин волн известных фотонов (электромагнитного излучения).Спектр представляет собой чрезвычайно широкий диапазон излучения, которое распространяется со скоростью света и делится на разные области на основе длин волн, которые простираются от радиоволн (~ 1 м — 11 км), до видимого и УФ (~ 300-800 нм). , до гамма-лучей (~ 0,001 нм), как показано на рисунке 1 ниже. УФ-свет — это часть электромагнитного спектра между рентгеновскими лучами и видимым светом, а также диапазон более коротких длин волн, примыкающий к спектру видимого света. Видимый свет — это единственная часть электромагнитного спектра, которую может видеть глаз.Длины волн в этих областях обычно измеряются в нанометрах (нм). Нанометр — это миллиардная доля метра или тысячная доля микрона. Диапазон UVA обычно считается самым безопасным из трех диапазонов UV (UVA, UVB и UVC).

Широкоспектральное отверждение

Обычные ртутно-дуговые лампы, такие как BlueWave® 200 V.3, считаются широкополосными источниками света, поскольку они излучают свет в широком диапазоне длин волн, включая коротковолновое УФ, длинноволновое видимое и даже более длинноволновое. волны инфракрасного излучения, что приводит к множественным энергетическим пикам.В системах отверждения широкого спектра используются металлогалогенные лампы высокого давления, которые излучают энергию света в диапазоне от 300 до 450 нм и излучают 50–1000 мВт/см 2 УФ-излучения на поверхности отверждения.

Светодиодное отверждение

Светодиоды (светоизлучающие диоды) генерируют энергию отверждения, используя набор светодиодов, устанавливаемых на поверхность, вместо традиционных металлогалогенных или ртутных ламп. Они представляют собой полупроводниковые источники энергии, которые излучают очень дискретные длины волн энергии, что приводит к единому узкому спектру излучения в форме колокола.Распределение длин волн от светодиодного источника света, такого как BlueWave® AX-550 V 2.0, может иметь пик в диапазоне УФ или видимого света, обычно при 365, 385 или 405 нм, в зависимости от выбора светодиода. На рис. 2 показаны различия в распределении длин волн между дуговой лампой и светодиодным источником света.

 

 

Для получения дополнительной информации о светодиодном отверждении обратитесь к одному из наших технических специалистов.

УФ-светодиоды — UVA, UVB, UVC LED Lights

 

Для поддержки усилий по дезинфекции от COVID 19, варианта omicron и других требований UVGI в настоящее время мы храним УФ-светодиоды для 275 нм в различных упаковках для проектирования и разработки, а также один полный источник света (модуль УФ-светодиодов с радиатором). , блок питания, охлаждающий вентилятор и шнур питания).

 

Наши УФ-светодиоды рассчитаны на длину волны 275 нм (270–280 нм) и доступны с несколькими уровнями мощности и стилями. Выберите одиночный, чип-на-плате, полосу или полный модуль источника света, используя приведенную ниже таблицу спецификаций. Оптовые цены доступны для всех позиций, указанных в таблице ниже. Также доступны более длинные полосы с более высокой производительностью. Время выполнения зависит от продукта и составляет от 1 до 6 недель в зависимости от выбранного товара и требуемого объема.


Светодиоды все чаще используются там, где УФ-лампы (ртутные, ксеноновые, амальгамные, эксимерные) работают десятилетиями. Улучшения плотности потока, стабильности и срока службы УФ-светодиодов сделали УФ-светодиоды жизнеспособным решением для замены традиционных источников УФ-излучения, таких как ртутные дуговые лампы, арочные лампы, лампы с горячим и холодным катодом и сетчатые лампы. УФ-светодиоды более экологичны, так как не содержат вредной ртути, не выделяют озон и потребляют меньше энергии.Использование светодиодов УФ-C быстро растет в таких областях, как бактерицидные (UVGI) для очистки воздуха, поверхности и воды.

 

 

 

 


Примечание: Также доступны светодиоды с другой длиной волны, включая 310 нм, 365 нм и 405 нм (UVA и UVB). Минимальные сроки покупки и поставки будут варьироваться, но обычно начинаются с 25 штук и 2-3 недель. Пожалуйста, свяжитесь со службой поддержки клиентов и сообщите длину волны и количество, чтобы узнать цены и сроки поставки.

 

* Драйвер ILT-PWRTYLED.3W совместим только со светодиодами E-275-3 и E-275-3-S мощностью 3–6 мВт.

** Драйвер ILT-PWR-12600 совместим только с полосой E275-60. Вмещает до 2 полос.

 

Применение УФ-светодиодов

International Light Technologies предлагает УФ-светодиоды для различных областей применения. Наши УФ-светодиоды эффективны против вредных бактерий, грибков и вирусов, таких как COVID-19.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных областей применения нашей продукции:

  • Бактерицидная (УФГИ) очистка
  • Очистка воздуха
  • Стерилизация поверхностей
  • Дезинфекция воды
  • Санитарная обработка больниц

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши требования, чтобы мы могли предоставить вам консультацию, наиболее соответствующую вашим потребностям.

 

Поиск источников света по категориям:

Светодиоды UVA и UVB
Лампы VIS-IR, миниатюрные и прецизионные лампы
Вольфрамовые галогенные и газонаполненные лампы
Неоновые лампы
Рефлекторные лампы в сборе
Светодиоды сквозного отверстия
Светодиоды для поверхностного монтажа
Линейные лампы накаливания
Замена/Индивидуальные лампы
 

<< Назад ко всем источникам света


 

В чем разница между УФ-светодиодами 365 нм и 395 нм?

Если вы ищете черный свет УФ-А, вы можете встретить две спецификации — 365 нм или 395 нм.Что это значит и какой из них лучше? Читай дальше, чтобы узнать больше!


Прежде чем мы начнем отвечать на вопрос, какая длина волны 365 нм или 395 нм лучше для вашего приложения, важно понять основные принципы длины волны и света.

Как вы помните, разные длины волн видимого света кажутся нам разными цветами. Например, свет с длиной волны 450 нм — это королевский синий цвет, а свет с длиной волны 630 нм — насыщенный красный цвет. Свет с длиной волны от 400 до 800 нм является видимым, а свет с длиной волны менее 400 нм считается невидимым ультрафиолетовым светом.

 


Несмотря на то, что свет с длиной волны ниже 400 нм не виден человеческому глазу, значение длины волны, тем не менее, очень важно. Например, УФ-излучение с длиной волны 365 нм относится к типу ультрафиолетового излучения, известному как «УФ-А», а УФ-излучение с длиной волны 290 нм считается «УФ-В». Длина волны определяет тип УФ-излучения, и это важное различие между категориями УФ-излучения с точки зрения применения и даже необходимых мер предосторожности.

На базовом уровне следует отметить, что 395 нм примерно на 30 нм ближе к видимому свету (фиолетовому), чем 365 нм.Или, другими словами, 365 нм «глубже» в УФ-спектре, чем 395 нм.

 


Варианты 365 нм и 395 нм находятся в диапазоне длин волн УФ-А. Вообще говоря, лампы УФ-А полезны для создания и наблюдения эффектов флуоресценции, а также для отверждения пластмасс и красок. Длины волн УФ-А более безопасны по сравнению с более сильными лучами УФ-В и УФ-С.

Что тогда будет означать разница в 30 нм?

Основное отличие состоит в том, что светодиод с длиной волны 395 нм излучает гораздо больше видимого света, чем светодиод с длиной волны 365 нм.Светодиод с длиной волны 395 нм излучает ярко-фиолетовый свет, а светодиод с длиной волны 365 нм излучает тусклый голубовато-белый свет (результат остаточной световой энергии, которая «уходит» в видимый спектр). Оба типа излучают в диапазоне длин волн УФ-А и, как правило, способны создавать эффекты «черного света» или отверждения.


Почему существует разница в количестве видимого света? На приведенной выше диаграмме показана спектральная выходная диаграмма светодиодов с длиной волны 365 нм (узкая пунктирная линия) и 395 нм (широкая пунктирная линия).Вы заметите, что светодиоды с длиной волны 365 нм и 395 нм излучают в диапазоне длин волн как выше, так и ниже их соответствующих длин волн. Другими словами, светодиоды с длиной волны 395 нм излучают не только на длине волны 395 нм.

Светодиод с длиной волны 395 нм сильнее всего излучает на длине волны 395 нм (согласно термину «пиковая длина волны»), но он также излучает довольно много энергии на длине волны 400 нм и даже 410 нм. Эти длины волн находятся в видимой, фиолетовой части спектра.

Конечно, светодиод с длиной волны 395 нм также излучает на длинах волн ниже 395 нм, и энергия света на этих длинах волн очень эффективна для создания эффектов флуоресценции или инициирования реакций УФ-А.Но, как показывает диаграмма, важно отметить, что значительная часть световой энергии излучается в видимой, фиолетовой области.

И наоборот, глядя на спектральный выходной сигнал 365 нм, вы заметите, что практически вся световая энергия находится только в невидимом диапазоне УФ-А, а энергия излучения уменьшается до достижения 400 нм. Это максимизирует количество энергии УФ-А по сравнению с энергией видимого света и является предпочтительным для большинства применений УФ-А.

Однако при освещении светодиодом с длиной волны 365 нм вы, скорее всего, заметите тусклый голубовато-белый цвет.Это вызвано «утечкой» видимого света, когда также излучается незначительное, но видимое количество энергии видимой длины волны (т. Е. Белый свет). Доля этой энергии видимого света настолько мала, что на спектральных диаграммах она показана как «0», но в некоторых приложениях, таких как УФ-фотография, видимый свет действительно можно обнаружить и может быть неприятностью. В таких случаях могут потребоваться дополнительные методы фильтрации видимого света.

 


В дополнение к тому, что УФ-излучение с длиной волны 365 нм имеет то преимущество, что не излучает фиолетовый свет, многие объекты будут сильнее всего флуоресцировать при 365 нм, о чем свидетельствуют измерения спектра поглощения.

 


В результате свет с длиной волны 365 нм может лучше подходить для приложений, где желательны более сильные эффекты флуоресценции. В сочетании с преимуществом меньшего количества излучаемого видимого фиолетового света свет с длиной волны 365 нм можно считать оптимальным выбором, когда производительность имеет первостепенное значение.

 


Из-за способа производства светодиодов микросхемы с длиной волны 365 нм менее эффективны и более дороги. Точная разница в цене будет зависеть от типа продукта, но в целом 365-нм светодиоды имеют надбавку к цене, и поэтому 395-нм светодиодные продукты лучше подходят для людей с ограниченным бюджетом.

Waveform Lighting предлагает различные варианты УФ-излучения с длиной волны 365 нм и 395 нм для УФ-светодиодных лент и УФ-прожекторов. Ссылки на покупку смотрите ниже.

Светодиодный прожектор realUV
Светодиодная лента realUV

Другие сообщения



Калибр провода светодиодной ленты и калькулятор падения напряжения

При питании светодиодных лент падение напряжения обычно объясняется недостатком… Подробнее


4 вещи, которые необходимо учитывать перед покупкой УФ-ламп

УФ-лампочки — это отличные устройства с широким спектром применения в искусстве, промышленности и научных исследованиях. В отличие от обычного белого… Подробнее


Как дым лесных пожаров влияет на спектр дневного света — технический анализ

В последние месяцы лесные пожары охватили западную часть Соединенных Штатов, причинив массовые разрушения и ущерб.Дым от лесных пожаров … Подробнее


Постоянство цвета в осветительных приборах

Для белых светодиодных ламп постоянство цвета может быть критическим, но часто упускаемым из виду качеством, которое может решить успех или разрушить проект. Читайте дальше, чтобы узнать о… Подробнее


Назад к блогу Waveform Lighting

Просмотрите нашу коллекцию статей, инструкций и руководств по различным применениям освещения, а также подробные статьи по науке о цвете.


Просмотр продуктов освещения Waveform


Светодиодные лампы серии А

Наши лампы A19 и A21 подходят для стандартных светильников и идеально подходят для напольных и настольных светильников.

Светодиодные лампы-канделябры

Наши светодиодные лампы-канделябры обеспечивают мягкий и теплый свет в декоративном стиле, который подходит для светильников E12.

Светодиодные лампы BR30

Лампы

BR30 — это потолочные светильники, которые подходят для жилых и коммерческих светильников с 4-дюймовыми или более широкими отверстиями.

Светодиодные лампы T8

Непосредственно замените 4-футовые люминесцентные лампы нашими светодиодными трубчатыми лампами T8, совместимыми как с балластами, так и без них.

Светодиодные светильники T8

Трубчатые светодиодные светильники

, предварительно смонтированные и совместимые с нашими светодиодными лампами T8.

Светодиодные линейные светильники

Линейные светильники длиной 2 и 4 фута. Подключается к стандартным настенным розеткам и крепится с помощью винтов или магнитов.

Светодиодные светильники для магазинов

Светильники накладные с подвесными цепями. Включается в стандартные настенные розетки.

Светодиодные лампы УФ-А

Мы предлагаем светодиоды с длиной волны 365 нм и 395 нм для флуоресценции и отверждения.

Светодиодные УФ-лампы

Мы предлагаем светодиодные лампы UV-C с длиной волны 270 нм для бактерицидного применения.

Светодиодные модули и аксессуары

Светодиодные печатные платы, панели и другие форм-факторы для различных промышленных и научных приложений.

Светодиодные ленты

Яркие светодиодные излучатели, установленные на гибкой печатной плате.Может быть отрезан по длине и установлен в различных местах.

Диммеры для светодиодных лент

Диммеры и контроллеры для регулировки яркости и цвета светодиодной ленты.

Источники питания для светодиодных лент

Блоки питания для преобразования сетевого напряжения в низковольтный постоянный ток, необходимые для систем светодиодных лент.

Алюминиевые каналы

Швеллеры из экструдированного алюминия для монтажа светодиодных лент.

Соединители для светодиодных лент

Непаянные соединители, провода и адаптеры для соединения компонентов системы светодиодных лент.

Почему мы включаем ультрафиолет (УФ) в спектр нашего светодиодного света для выращивания? – Черный светодиод для собак

Ультрафиолетовый (УФ) свет имеет длину волны короче 400 нм и содержит больше энергии на фотон, чем свет в области фотосинтетического активного излучения (ФАР) с длиной волны 400–700 нм.

Есть много причин, по которым нельзя использовать ультрафиолетовый свет в светодиодной лампе для выращивания. УФ-светодиоды стоят в 10 раз дороже, чем светодиоды в ФАР-диапазоне спектра. Ультрафиолетовый свет не учитывается при измерениях PAR/PPFD. И поскольку УФ-фотоны более энергичны, чем фотоны ФАР, для их создания требуется больше электроэнергии — мы получаем меньше фотонов на ватт от наших УФ-светодиодов, чем от любого другого цветного светодиода, который мы используем.

Другими словами, если бы мы заменили наши УФ-светодиоды на другие светодиоды в спектре ФАР, наши лампы можно было бы сделать дешевле, а статистика измерений ФАР на бумаге выглядела бы еще лучше.Так почему же мы утруждаем себя включением ультрафиолета в наши светодиодные лампы для выращивания растений?

В Black Dog LED мы верим в создание ламп, которые обеспечивают наилучшие результаты выращивания, а не в лампы, которые хорошо выглядят на бумаге. Ультрафиолетовый свет способствует выращиванию более качественных растений и увеличивает проникновение в листву деревьев, поэтому мы включили его в наш спектр.

УФ-свет стимулирует несколько различных фотоморфогенных реакций у растений. Растения, подвергающиеся воздействию УФ-излучения, создают более высокие уровни природных солнцезащитных соединений, таких как терпены, антиоксиданты, флавоноиды, ТГК, КБД и витамины.Трихомы также являются естественным механизмом защиты от УФ-излучения, поэтому растения производят больше трихом, содержащих эти естественные солнцезащитные соединения, при воздействии УФ-излучения. Включая УФ-излучение в наш спектр, мы выращиваем растения более высокого качества с более богатыми качествами того, для чего вы выращиваете растения.

УФ-лампы

для растений также помогают увеличить проникновение в листву, что также способствует повышению продуктивности растений. Хотя ультрафиолетовый свет не влияет на ФАР напрямую, он помогает доставить больше фотонов ФАР-спектра ниже в полог растения.Растения невероятно неэффективны в захвате и преобразовании света PAR в энергию, которую они могут использовать. Большинство растений используют только 3-4% фотонов, попадающих на каждый лист. Некоторые фотоны полностью проходят через листья, в то время как многие другие «отскакивают» от молекул в листе и не могут быть успешно захвачены и использованы для фотосинтеза. Эти «отскакивающие» фотоны обычно теряют немного энергии каждый раз, когда они отскакивают, из-за чего их цвет больше смещается в сторону красного конца спектра и в сторону большей длины волны.Например, если красный фотон с длиной волны 660 нм отскакивает внутри листа на своем пути, он потеряет немного энергии и может стать инфракрасным фотоном с длиной волны 750 нм и, следовательно, больше не может быть непосредственно использован для фотосинтеза (но все же, возможно, полезен из-за эффекта Эмерсона). . Фотон, начинающийся в верхней части кроны как синий фотон с длиной волны 440 нм, может деградировать до зеленого фотона с длиной волны 520 нм при первом отражении, затем до оранжевого фотона с длиной волны 600 нм, а затем до красного фотона с длиной волны 660 нм, что дает ему больше шансов на успешное поглощение и использование для фотосинтеза. на своем пути через несколько листьев в кроне растения.Поскольку УФ-фотоны начинают с еще большей энергией (и с более короткой длиной волны), они проходят через большее количество листьев в пологе, прежде чем деградировать до уровня энергии, который растение больше не может использовать.

Ультрафиолетовый свет улучшает качество растений и помогает увеличить ФАР нижних листьев даже в густых кронах растений. Вот почему мы включаем значительное количество УФ-излучения в наш спектр. Это снижает наши показатели эффективности потока фотонов, но на самом деле помогает выращивать лучшие растения. Некоторые конкуренты заявляют, что в их спектре есть УФ, но они не определяют, сколько они производят, потому что это тривиальное количество.

Выращивание с использованием УФ-излучения стоит немного дороже, но мы уверены, что вы согласитесь, что лучшие фактические результаты выращивания того стоят!

Сколько УФ-излучения обеспечивают светодиодные лампы для выращивания растений PhytoMAX-2? – Черный светодиод для собак

Дом / Образование / Сколько УФ-излучения обеспечивают светодиодные лампы для выращивания растений PhytoMAX-2?

4,5% всего фотонного потока ламп PhytoMAX-2 приходится на диапазон 320-400 нм УФ-А.Поскольку УФ-свет более энергичен, чем ФАР, 6,6% всей световой энергии, производимой нашими светильниками, приходится на УФ-диапазон.

Некоторые конкурирующие компании, занимающиеся освещением для выращивания растений, заявляют, что в их спектре есть УФ-излучение, и технически они правы: почти каждая технология освещения создает несколько рассеянных УФ-фотонов. Типичная лампа HPS имеет около 0,05% от общего потока фотонов в УФ-диапазоне, и даже лампы накаливания имеют около 0,2% от общего количества фотонов в УФ-диапазоне.

Светодиоды

обычно имеют узкий спектральный пик вокруг длины волны, на которую они рассчитаны, но даже в этом случае они могут излучать случайные УФ-фотоны.В частности, синие светодиоды с длиной волны 450 нм могут генерировать около 0,05% УФ-фотонов — один из 2000 создаваемых ими фотонов находится в УФ-диапазоне. Эти синие светодиоды, покрытые люминофором, являются основой для «белых» или так называемых «полноспектральных» светодиодов, которые часто позиционируются как не имеющие вредного ультрафиолетового излучения. С менее чем 0,1% УФ-фотонов мы согласны с этими маркетинговыми заявлениями, поскольку уровень УФ-излучения незначителен.

Тем не менее, некоторые продавцы светодиодных ламп для выращивания растений рекламируют свои лампы как обеспечивающие УФ-излучение, основываясь на этой незначительной «утечке» от синих или белых светодиодов.Без количественной оценки того, сколько УФ-излучения производит их свет, трудно понять, является ли это просто тривиальным, «случайным» количеством УФ-излучения.

Один из наших конкурентов в области светодиодного освещения для выращивания растений даже рекламирует «эксклюзивную УФ-технологию», но они не включают светодиоды, предназначенные для диапазона длин волн УФ-излучения. Поток УФ-фотонов их света составляет менее 0,06% от общего потока фотонов их приспособления, что является незначительной величиной; даже меньше, чем у ламп накаливания! Наши светодиодные лампы для выращивания PhytoMAX-2 , включающие в себя настоящие УФ-диоды, обеспечивают в 75 раз больше УФ-излучения, чем их «эксклюзивная технология» .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.