Андрей Смирнов
Время чтения: ~7 мин.
Просмотров: 0

Все о характеристиках и сферах использования ультрафиолетовых светодиодов

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.

Что такое светодиодная лампа?

Современная светодиодная лампа (LED-лампа) это достаточно сложный прибор. Источником светового излучения в ней служат светодиоды — полупроводниковые приборы, преобразующие электрическое питание в свет. Но светодиоды не могут подключаться непосредственно к сети, поэтому каждая лампа содержит внутри плату с вмонтированными светодиодами, электронный драйвер (преобразователь электропитания), металлический корпус-радиатор для охлаждения. С внешней стороны есть цоколь для подключения в любой стандартный светильник и, очень часто, полупрозрачный рассеиватель света.

Светодиод (англ. light-emitting diode, LED) – это, по сути, кристалл, способный излучать свет под воздействием электрического тока. Цвет испускаемого излучения зависит от материала: арсенид галлия дает красный, фосфид галлия – зеленый, селенид цинка – синий. Как же получают привычный для нас белый свет?

Есть несколько способов. Во-первых, белый свет это смешение световых волн разных диапазонов, поэтому если плотно разместить красные, голубые и зеленые светодиоды и их излучение смешать при помощи  оптической системы, то в результате получается белый свет.

Во-вторых, есть люминофоры – вещества, способные поглощать и преобразовывать свет. Если на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне, нанести три слоя люминофора, каждый из которых дает голубой, зеленый и красный свет, соответственно, то в результате получится белый свет, близкий к естественному, природному.

Для чего нужен рассеиватель излучения? Светодиодные излучатели светят преимущественно в одном направлении, дают узконаправленный свет. Для фонарика это хорошо, для подсветки рабочей области тоже неплохо, но для равномерного освещения комнаты требуется рассеянный свет. Для этого используют специальную прозрачную или матовую линзу-рассеиватель.

Что такое драйвер и для чего он в лампочке? Для нормальной работы светодиода через него должен  протекать стабилизированный электрический ток, не зависимый от колебаний питающего напряжения. Специальное импульсное электронное устройство выполняет эту задачу, благодаря этому светодиоды не перегорают мгновенно.

Как выбрать качественную светодиодную лампу?

Правил немного:

  • Никогда не покупать дешевку. Цены у производителей качественных осветительных приборов примерно одинаковые. Технологии изготовления немного отличаются, но на стоимость это влияет мало. Если магазин предлагает LED-лампы с одними и теми же параметрами, но с большой разницей в цене, то уверенно проходите мимо дешевых, если дорожите своим зрением.
  • Никогда не покупать много ламп сразу. Нет никакого смысла сразу закупить лампочки для всего дома. Даже, если предлагают скидку. Цветовая температура у светодиодных источников света разная, они также отличаются по рассеиванию. Степень синего или желтого оттенка лучше подобрать индивидуально. Неудачно выбранную лампу всегда найдется, где вкрутить. Если выбор оказался правильным, то можно смело брать такие же в нужном количестве.
  • Проверять на мерцание. Взять с собой телефон с камерой не проблема, как и посмотреть через нее на включенные лампы. Но, если нет такой возможности, то лучше купить одну, включить ее дома и посмотреть через камеру. Мерцает – повесить в коридор или в ванную.

Светодиодные источники освещения уверенно завоевывают мир, у них много преимуществ, но, как ко всему новому, к ним нужно привыкнуть и научиться пользоваться правильно. И никогда не покупать дешевые некачественные подделки.

  • < Назад
  • Вперёд >

Область применения УФ светодиодов

Под воздействием ультрафиолетовых лучей имеют способность отвердевать некоторые виды полимеров. На другом языке это называется полимеризацией. Материал обладает некой фоточувствительностью. При попадании на него УФ волны длиной от 365 до 395 нм полимер приобретает определенную степень твердости. Это открытие сделало прорыв в области стоматологии. Многие, наверное, уже ставили себе пломбы из фотополимера. После того как врач замазывает высверленное в зубе отверстие пастой, он надевает специальные очки и вставляет в рот пациенту пистолет со светящейся лампочкой на конце. Вот это и есть тот самый ультрафиолетовый излучатель, от которого твердеет пломба.

Другим примером являются детекторы денежных купюр, используемые работниками банков. УФ луч является своеобразным зрением машины, проверяющим денежные знаки. Причем светодиоды имеют преимущество перед ртутными лампами, так как показывают более точные результаты в сильно освещенных помещениях.

Для медицинских целей производят много приборов, используемых в светотерапии, излучающих ультрафиолетовые лучи длиной 280–315 нм. С их помощью в организме человека вызывают синтез витамина D. Аналогичные приборы разработаны для судмедэкспертизы и производителей, занимающихся изготовлением медикаментов.

Салоны красоты давно уже пользуются специальными лампами для сушки ногтей. Под воздействием ультрафиолетовых лучей застывают особые составы лаков, используемых при нанесении маникюра.

Ученые открыли, что при воздействии на растения УФ лучей ускоряется выработка специального вещества полифенола. Оно обладает антиоксидантными свойствами, плюс добавляет привлекательности, например, овощам. В связи с этим лампы с УФ лучами стали использовать в теплицах для ускорения роста растений. Торговая сфера и производители нашли способ придавать привлекательность определенным видам продуктов питания без воздействия химпрепаратов.

Приборы с длиной УФ излучения 250–275 нм применяются для стерилизации воздуха в помещении и питьевой воды. Лучи способны разрушит ДНК микроорганизмов, не предоставляя им возможности дальнейшего размножения.

Мы рассмотрели только несколько вариантов применения ультрафиолетовых светодиодов. Существует еще множество других приборов, и с каждым годом они становятся востребованы.

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.

Недостатки и особенности светодиодных ламп

Минусы у светодиодных источников света тоже есть, но не всегда это недостатки ламп, иногда это просто неграмотное их использование. Свойства любого осветительного прибора нужно учитывать, чтобы получить хороший результат, а не проблему.

  • Цена. Это существенный недостаток  LED-ламп. Стоимость производства снижается с каждым годом, но она все еще высока по сравнению с осветительными приборами других типов.
  • Явление деградации. Производители ламп утверждают, что срок их службы больше 10 лет, но гарантию дают на 3-5 лет! Дело в том, что есть явление деградации, т.е. тихого умирания кристаллов светодиодов. Постепенно уменьшается световой поток, а в ряде случаев также наблюдаются изменения люминофора. Скорость деградации зависит от качества материала и повышается с ростом температуры окружающей среды. Светодиод, яркость которого в процессе эксплуатации снизилась на 30 %, считается вышедшим из строя. Лампочки, потерявшие яркость, можно вполне успешно использовать в туалете или кладовке еще долго.
  • Цвет свечения. Многие люди жалуются на неприятный спектр свечения. Они испытывают дискомфорт, если рабочее место освещено синеватым или голубовато-белым светом. Как известно, оттенок света ламп определяет цветовая температура.  Производители для удобства покупателей маркируют свои изделия не только указанием цветовой температуры в градусах по шкале Кельвина, но также ставят метку на изображении цветной шкалы на упаковке. Эта метка указывает цвет свечения – теплый желтый, холодный голубой, наиболее комфортный — белый свет с желтоватым оттенком.  Покупая лампочку, следует выбирать такую, какая наиболее привычна по цвету свечения и никакого дискомфорта не будет.
  • Узкая направленность света. Светодиоды дают направленный свет. Если в настольный светильник вкрутить обычную лампу накаливания, то она осветит весь стол рассеянным светом, середина стола будет освещена лучше, но и края тоже будут хорошо видны. Светодиодная лампа даст очень яркий круг в середине стола, края будут теряться во тьме. Для глаз такие резкие переходы вредны. Проблема исчезает, если выбирать лампу с матовым колпаком — рассеивателем излучения.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации