Ультрафиолетовые светодиоды: хаpaктеристика диодных УФ ламп, как их использовать, пригодны ли для стерилизации

ЛЕД-приборы активно вытесняют традиционные источники освещения. Преимущества светодиодов настолько велики, что большинство пользователей целиком заменили светильники в своих домах, офисах или иных помещениях. увеличенный срок службы, низкое энергопотрeбление и широкий выбор оттенка свечения сделали ЛЕД приборы наиболее предпочтительными среди всех альтернативных вариантов.

Несколько меньшее распространение получили ультрафиолетовые светодиоды. Они используются только в составе специального оборудования, применяемого в медицине, криминалистике, банковском деле и прочих областях. Область излучения этих устройств находится ниже видимого спектра, поэтому в конструкции обычных светодиодных ламп они пpaктически не используются. Рассмотрим особенности и параметры ультрафиолетовых диодов внимательнее.

Содержание

• 1 Принцип действия УФ-светодиодов
• 2 Технические хаpaктеристики
• 3 Варианты исполнения
• 4 Лучшие производители
• 5 Применение
• 6 Основные выводы

Принцип действия УФ-светодиодов

Ультрафиолетовое излучение занимает промежуточное положение между видимым спектром обычного света и рентгеновским излучением. Оно занимает диапазон длин волны от 10 до 400 нм. Принцип действия UV диодов аналогичен обычным LED светодиодам, но для создания излучения на коротких волнах используются другие материалы и присадки:

• нитрид галлия; 
• нитрид алюминия;
• нитрид бора;
• нитрид индия;
• арсенид алюминия галлия.

Существующие конструкции способны излучать в диапазоне от 100 до 400 нм, в т.н. «ближней области УФ диапазона». Источником является кристалл с p-n переходом, в котором происходит рекомбинация электронов и образование фотонов. Область излучения зависит от материала, использованного при изготовлении данного типа светодиода. Наибольшее распространение получили устройства с максимальной длиной волны — 365-400 нм, они сравнительно дешевы и просты в изготовлении.

Технические хаpaктеристики

Рассмотрим параметры ультрафиолетовых светодиодов:

• срок службы — до 50000 часов;
• напряжение питания — 3-4 В;
• длина волны — 100-400 нм;
• диапазон температур, при которых возможна эксплуатация — от -20° до +100°;
• рабочий ток — 20 мА (для слабых диодов), 350-700 мА (для мощных приборов).

Параметры питания ультрафиолетовых светодиодов пpaктически не отличаются от значений обычных приборов, что позволяет использовать для них стандартные источники постоянного тока.

Варианты исполнения

Ультрафиолетовые диоды изготавливаются в нескольких видах:

• в корпусе обычного индикаторного устройства (маломощные элементы) ;
• в корпусах «эмиттер» делают более мощные экземпляры;
• другие корпуса типа SMD.

Многие производители делят свою продукцию на три категории, различающиеся длиной излучаемой волны:

• A. Диапазон составляет 365-415 нм;
• B. 280-365 нм;
• C. 200-280 нм.

Интересно! Чем мощнее прибор, тем больше для него требуется радиатор. УФ светодиоды три четверти потрeбляемой энергии рассеивают в виде тепла, поэтому необходима эффективная система охлаждения. Помимо радиаторов используют воздушные потоки, созданные естественным образом или с помощью охлаждающих вентиляторов.

Лучшие производители

В списке производителей УФ светодиодов присутствуют пpaктически все ведущие фирмы, но признанными лидерами в этом направлении считаются японские и китайские компании. Такое преобладание возникло потому, что производство ультрафиолетовых диодов тесно связано с разработкой и исследованиями, а ведущие лаборатории и институты сосредоточены именно в этих странах. Среди известных изготовителей УФ приборов можно назвать:

1. Honglitronic. Китайская компания, выпускающая диоды типа UVC G6060 с длиной волны 275-285 нм. Они отличаются высокой надежностью и длительным сроком службы;
2. Lumileds. Компания, основанная холдингом Hewlett Packard и Philips. Разработкой этой фирмы явился Luxeon UV U1 LED, излучающий в диапазоне 380-420 нм. Выпускается в микрокорпусе, обладает увеличенной мощностью по сравнению с прежними моделями;
3. Nikkiso Co. Ltd. Японская компания, создавшая первые светодиоды, способные генерировать излучение в диапазоне 255-350 нм. Это приборы серии Deep-UV. За создание технологии разработчики были удостоены Нобелевской премии в 2014 году.

Приведенный список нельзя назвать исчерпывающим. Разработки и производство ультрафиолетовых светодиодов ведутся во многих странах, так как подобные устройства становятся все более востребованными в разных областях техники, медицины и других направление деятельности человека.

Применение

Сферы применения УФ светодиодов довольно разнообразны:

• медицина;
• проверка подлинности денег или документов;
• криминалистика;
• промышленные и технологические установки;
• УФ принтеры;
• Устройства для отверждения специальных материалов.

В качестве примера можно привести т.н. световую пломбу, которую используют в современной стоматологии. Она состоит из композита, отверждение которого происходит по действием ультрафиолетового излучения определенной величины. Кроме этого, широко распространены принтеры, краска которых засыхает при помощи специальных УФ ламп, размещенных внутри корпуса. Существует большое количество специальных клеевых или лакокрасочных составов, сушка которых происходит под ультрафиолетовым излучателями. Частным случаем такого использования являются маникюрные УФ лампы для сушки лака.

Важно! Высоко ценится способность ультрафиолета уничтожать болезнетворные и вредоносные бактерии. Существуют специальные приборы для стерилизации, обеззараживания воды. Популярные кварцевые лампы понемногу уступают место УФ излучателям с той же длиной волны 205-315 нм.

В криминалистике используется свойство некоторых составов светиться в УФ излучении. Такими материалами метят купюры дли изобличения взяточников. Также подобными приборами пользуются для обнаружения следов крови на различных предметах, одежде, обивке мебели.

Основные выводы

Ультрафиолетовые светодиоды используются в специальных технических устройствах, выполняющих разные задачи:

• медицинские;
• технологические;
• контрольные.

Разработка и производство УФ-светодиодов находятся в активной стадии. Постоянно возникают новые устройства, где подобные элементы выполняют те или иные функции. Снижение стоимости и отработка технологии изготовления способствуют распространению ультрафиолетовых светодиодов, возникновению новых методик применения. Свое мнение об УФ приборах излагайте в комментариях.