Инфракрасные стерилизаторы
Инфракрасный метод стерилизации основан на использовании кратковременного импульсного инфракрасного излучения, создающего в рабочей камере стерилизатора температуру 200–203оС.
В зависимости от вида инструмента, продолжительность полного цикла стерилизации составляет от 10 до 25 минут, включая этап выхода на режим и охлаждение, после чего инструменты могут использоваться по назначению. В таких стерилизаторах могут быть простерилизованы без упаковки цельнометаллические термостойкие инструменты, включая щипцы и ножницы.
К недостатку метода следует отнести общий недостаток термических методов – ограничение по материалу обрабатываемых изделий, кроме того – отсутствие упаковки и индикаторов контроля стерилизации.
Необходимо также обратить внимание на легальность использования стерилизационного оборудования. С целью обеспечения населения Украины качественными, эффективными и безопасными медицинскими изделиями Приказом Государственной инспекции по лекарственным средствам №51 от 06.05.2010 г
утвержден «Перечень медицинских изделий, которые подлежат государственной регистрации (перерегистрации) в Украине». В этом перечне указаны «Стерилизаторы медицинские, хирургические или лабораторные», а код этих изделий согласно УКТЗЕД – 8419 20 00 00. Таким образом, на любой стерилизатор должно быть свидетельство о государственной регистрации в Украине в качестве изделия медицинской техники и он должен быть внесен в соответствующий государственный реестр.
Что такое кварцевание?
С давних пор известно, что солнечные лучи препятствуют распространению бактерий. Многочисленные исследования определили возникновение такого эффекта от невидимого диапазона солнечных лучей, длина которых ниже 320 нанометров. Впоследствии, учеными были предложены искусственные приборы, излучающие ультрафиолет, которые уничтожают вредные микроорганизмы. Кроме того, происходит обеззараживание воздуха в помещении, и дезинфицируются поверхности предметов. При этом действии не используются химические дезинфекторы и повышенные температуры.
Распределение светового потока
При помощи ультрафиолетового излучения лечатся многие кожные заболевания, например экзема или псориаз, облегчается течение простудных болезней. Ультрафиолетовые лучи губительно действуют на вредоносные бактерии, а выделяемый при этом озон стерилизует пространство. Лампа для кварцевания в домашних условиях полностью обеззараживает воздух, уничтожая болезнетворные микробы. Кроме того, все предметы, которые попадают под действие лучей, становятся стерильными.
Процедура кварцевания – это обработка воздушных масс ультрафиолетовыми лучами. Использование такой методики в холодный период года не только уничтожит вредоносные микроорганизмы, но и наполнит воздух полезным озоном. Конечно, заменить естественное солнце излучение не сможет, но оно укрепит иммунитет, стимулирует выработку серотонина и витамина Д.
Кварцевание в домашних условиях улучшает обменные действия организма, ускоряется регенерация клеток, увеличивается сопротивляемость к простудным инфекциям. Его применяют для улучшения состояния кожи в косметологических манипуляциях.
Кварцевание в косметологии
Минусы использования ультрафиолетового детектора
Ультрафиолетовый детектор банкнот, безусловно, полезный прибор, если вы знаете, как должны выглядеть УФ-защитные метки на деньгах, вы можете провести качественный контроль подлинности. Но есть и минусы при использовании данного вида детекторов, сейчас мы их рассмотрим.
- Люминофоры можно купить и имитировать защитные рисунки, чем активно пользуются фальшивомонетчики.
- При ярком дневном освещении, использование детекторов затруднительно, особенно детекторов малой мощности.
- Банкноты изнашиваются, а значит, повреждаются защитные метки, что затрудняет идентификацию заведомо подлинных банкнот.
- Банкноты могут быть постираны и после попадания на них стирального порошка, будут светиться как поддельные, что также может ввести пользователя в заблуждение.
Какие характеристики ламп важны для пользователя?
В первую очередь, при выборе прибора необходимо учесть его назначение и сферу применения. Узкоспециальные медицинские и бытовые различаются по многим показателям. Устройства для дома безопаснее, так как имеют меньшую мощность.
Важный параметр – внешние характеристики устройства, так как конструктивные особенности моделей разработаны с учетом удобства и безопасности использования по прямому назначению.
| Критерий | Возможные варианты |
| Длина волны |
|
| Мобильность |
|
| Место установки |
|
| Площадь воздействия |
|
| Безопасность |
|
Требования к конструкции
Маломощные диоды могут быть изготовлены в классическом корпусе индикаторных led ламп, но при этом должна быть полностью продуманная система охлаждения. Это могут быть вибрирующие мембраны или встроенные вентиляторы. Такое значение системе охлаждения уделяется по той причине, что только 25% получаемой при питании энергии УФ переводит в свет, остальные 75% продуцируются в тепло.
Ультрафиолетовый светодиод в корпусе dip
Корпус, равно как и крепежная основа должны быть изготовлены из прозрачного герметизирующего и заливочного эпоксидного компаунда или прочного пластика. Металл неприменим, так как сильно снижает КПД лампы.
Меры предосторожности при работе с УФ
Хотя УФ-излучение не может глубоко проникнуть в кожу человека, оно всё-же поглощается и может вызвать ожоги. Ультрафиолетовый свет особенно опасен для глаз, так как может повредить сетчатку и роговицу. При взаимодействии с воздухом УФ-излучение может генерировать озон, который считается опасным для здоровья в высоких концентрациях.
Эти риски делают хорошей практикой разработку продуктов, не позволяющих пользователям смотреть прямо на светодиоды. Поскольку UV-C излучение невидимо, хорошей практикой является выбор излучателей, которые намеренно имеют видимое синее излучение. Это дает понять, когда светодиоды работают.
В общем хотя наиболее популярным искусственным источником УФ-излучения пока остается ртутная лампа, все чаще светодиоды UV-C становятся более эффективной и долговечной альтернативой, которая, кроме того, не требует дорогостоящей утилизации.
УФ-светодиоды для стерилизации
УФ светодиод с длиной волны в 250 нм., прекрасно справиться с такими задачами, как стерилизация воздуха и воды. Кроме этого, в вышеуказанном диапазоне диоды способны разрушать РНК и ДНК микроорганизмов для предотвращения их размножения. Что же касается столь востребованного прибора, как ультрафиолетовая светодиодная лампа для сушки ногтей, то она работает в нижней части спектра. К примеру, мощный ультрафиолетовый светодиод это изделие с длиной волн от 365 нм до 400нм. Они производятся в многокристальных корпусах или по типу “эмиттер”. Световая мощность сборки по технологии Chip On Board составляет около 10-ти Ватт. К примеру, ультрафиолетовые светодиоды 365 нм используются в медицинской отрасли. Этой длины волн вполне достаточно для замены классических УФ ламп, применения их в промышленности, в быту и других отраслях. Данный вид фотодиодов нашел свое применение в дезинфекции, а также системах очистки мобильных и стационарных детекторов банкнот. Его внедряют в медицинскую технику спектрального анализа, в оборудование по полимеризации материалов, а также в УФ принтеры и другие устройства.
Как сделать в домашних условиях ультрафиолетовую лампу
Самостоятельно сделать УФ-лампу несложно. Для этого понадобиться другая лампа марки ДРЛ мощностью не менее 125 Вт. Ее надо просто разбить так, чтобы не повредить внутреннюю конструкцию. Поэтому оборачиваем колбу тряпкой, на руки надеваем перчатки, на глаза очки, и слегка бьем по стеклу молотком.
Внутри колбы есть запаянная трубка, именно она и будет излучать УФ-волны. Остается лишь подсоединить полученный прибор к дросселю и включить. Остальное, а это подставки или прищепки, второстепенно. Здесь можно найти такой вариант, который подойдет для условий эксплуатации.
Запаянная трубка из лампы ДРЛ
Единственное, что необходимо знать, что самодельный прибор является лампой открытого типа. То есть, при ее работе надо надевать очки, и нельзя находиться в облучаемом помещении людям, животным и растениям. И хотя это самый дешевый вариант, не стоит рисковать. Идеально – приобрести готовый прибор, тем более можно найти неплохое устройство, которое окажется по карману любого потребителя. Поэтому рассмотрим цены некоторых моделей.
21.10.2020
Какую УФ лампу приобрести
Далее представлены одни из самых востребованных моделей рециркуляторов закрытого излучения, которые могут применяться для санитарной обработки крупных объектов.
Армед СН-111-130
Отличается довольно компактными габаритами: 10,5х11х50,5 см. Есть возможность надежно закрепить устройство на стене.
Преимущества:
- Продается в комплекте с удобной мобильной подставкой.
- Корпус выполнен из металла.
- Имеется индикатор уровня работоспособности лампы.
Экокварц 30М
Его также при желании можно подвесить на стену.
Достоинства:
- Доступная цена.
- Наличие подвижной подставки.
- Надежный корпус, выполненный из металла.
- Достаточно высокая мощность.
- Привлекательный дизайн.
МедТеко ОБР-15/2-П
Аппарат также является мобильным, его можно поставить в любое место. Имеет две лампочки в отличие от предыдущей модели. Размеры изделия: 25х13,2х63 см.
Преимущества:
- Оснащен индикатором наработки ламп.
- Имеется таймер работы.
- Прибор перестает функционировать при неработающем вентиляторе.
Медигез МСК-909
Еще один очень удобный передвижной агрегат для самостоятельной дезинфекции помещений. Отличается маленьким размером: 63х30х13 см и имеет две лампы мощностью по 15 Вт.
Плюсы использования:
- Низкая стоимость и доступность.
- Вышедшие из строя лампочки легко заменить самостоятельно.
- Корпус выполнен из прочного металла, поэтому прибор является максимально долговечным.
К сожалению, у этого экземпляра отсутствуют какие-либо датчики и таймеры.
МедТеко ОБР-30т
Еще один настенный агрегат с одной лампой. Имеет самые большие габаритные размеры. Его достоинством является невысокая цена, наличие индикатора для лампы и функции отключения при неработающей вентиляции.
Некоторые производители предлагают довольно бюджетную альтернативу крупным аппаратам – обычные бактерицидные лампочки, которые нужно вкручивать в плафон люстры.
Одним из вариантов является ОБ-03 «Фотон». В наборе к нему предлагается специальный дроссель. Он необходим для того, чтобы была возможность ввинтить изделие в бра с размером цоколя Е27.
Применение УФ ламп
Итак, ультрафиолетовые лампы существуют, и мы даже знаем, что у них внутри. Но для чего они нужны? Сегодня приборы ультрафиолетового света широко используются как в быту, так и на производстве. Вот основные области применения УФ ламп:
1. Изменение физических свойств материалов. Под действием ультрафиолетового излучения некоторые синтетические материалы (краски, лаки, пластики и пр.) могут менять свои свойства: твердеть, размягчаться, менять цвет и другие физические характеристики. Живой пример – стоматология. Специальная фотополимерная пломба пластична до тех пор, пока врач после ее установки не осветит полость рта мягким ультрафиолетовым светом. После такой обработки полимер становится прочнее камня. В косметических салонах тоже используют специальный гель, твердеющий под УФ лампой. С его помощью, к примеру, косметологи наращивают ногти.
2. Криминалистика и уголовное право. Полимеры, способные светиться в ультрафиолете, широко используются для защиты от подделки. Для интереса попробуй осветить купюру ультрафиолетовой лампой. Таким же образом можно проверить купюры почти всех стран, подлинность особо важных документов или печатей на них (так называемая защита «Цербер»). Криминалисты пользуются ультрафиолетовыми лампами для обнаружения следов крови. Она, конечно, не светится, зато полностью поглощает ультрафиолетовое излучение и на общем фоне будет казаться абсолютно черной.
Элементы защиты купюр, печатей и паспорта (Беларусь), видимые только в ультрафиолетовом излучении
3. При дефиците естественного ультрафиолета. Польза ультрафиолетовой лампы спектра А для биологических объектов была открыта почти одновременно с ее изобретением. При недостатке естественного ультрафиолетового излучения страдает иммунитет человека, кожа приобретает нездоровый бледный оттенок. Если растения и комнатные цветы выращивать за оконным стеклом или под обычными лампами накаливания, то и они чувствуют себя не лучшим образом – плохо растут и часто болеют. Все дело в отсутствии ультрафиолетового излучения спектра А, недостаток которого особенно вреден для детей. Сегодня УФА лампы используют для укрепления иммунитета и улучшения состояния кожи повсеместно, где не хватает естественного света.
Использование ультрафиолетовых ламп спектра А для восполнения дефицита естественного ультрафиолета
На самом деле приборы, служащие для восполнения дефицита естественного ультрафиолетового света, излучают не только ультрафиолет А, но и В, хотя доля последнего в общем излучении чрезвычайно мала – от 0,1 до 2-3 %.
4. Для дезинфекции. Все вирусы и бактерии – тоже живые организмы, к тому же они настолько малы, что «перегрузить» их ультрафиолетовым светом совсем несложно. Жесткий ультрафиолет (С) в состоянии проходить некоторые микроорганизмы буквально насквозь, разрушая их структуру. Таким образом, лампы спектра В и С, получившие название антибактериальных или бактерицидных, можно использовать для обеззараживания квартиры, общественных заведений, воздуха, воды, предметов и даже для лечения вирусных инфекций. При использовании ламп УФС дополнительным дезинфицирующим фактором выступает озон, о котором я писал выше.
Ты наверняка слышал такой медицинский термин, как кварцевание. Эта процедура – не что иное, как обработка предметов или тела человека строго дозированным жестким ультрафиолетовым излучением.
Сфера применения
Еще недавно УФ-светодиоды использовали в тех же сферах, что и ультрафиолетовые лампы. Но они выигрывают за счет компактности, большего диапазона излучения, экономии энергии. Одно из веских преимуществ – продолжительный срок службы. Диоды УФ применяется в следующих сферах:
- фармакология. В производстве лекарственных препаратов;
- в маникюрных салонах. Ультрафиолетовые лампы эффективны в сушке гель-лака и наращивании ногтей с помощью гелиевых составов;
- производство и промышленность. При работе с композитными составами, которые поляризуются и затвердевают под воздействием ультрафиолетовых лучей;
- медицина. Для обеззараживания помещений.
- банковская сфера. Лампа помогает определить подлинность купюр, считать наносимые на бумагу метки банков.
- криминалистика. Используются в оперативных мероприятиях, чтобы обнаружить следы, биологические жидкости и частицы.
Рис.5 – таблица норм эффективности.
В список каждый год добавляются сферы применения бактерицидных светодиодов. Многие страны ведут исследования и проводят тестирование влияния ультрафиолета на здоровье. Возможно, лучи будут использовать для противостояния онкологическим заболеваниям.
Для дома
Рекомендуют приобретать устройства в среднем ценовом диапазоне. Дешевые лампы не всегда безопасны. Стоит знать, на какое время оставлять лампу включенной, исходя из размера комнаты. Например, в помещении 20 м3 лампу нужно оставлять включенной не меньше, чем на 20 минут.
Рис.6 – обеззараживающие лампы УФ для дома.
По конструкции устройства бывают закрытого или открытого типа. Открытые размещают на штативе, стене или потолке. Устройства закрытого типа менее популярны. Чипы эффективно борются с вирусами, убивают грибок и плесень во влажных местах, обеззараживают места хранения овощей и фруктов.
Меры предосторожности с ультрафиолетовыми светодиодами
Общий вопрос, связанный с ультрафиолетовыми светодиодами, заключается в следующем: представляют ли они какие-либо риски для безопасности?
Как описано выше, существуют различные уровни УФ-излучения. Одним из наиболее часто используемых и знакомых источников для производства УФ-излучения является «черная лампочка». Этот продукт используется в течение десятилетий, чтобы произвести светящееся или флуоресцентное воздействие на определенные типы плакатов, а также для других применений, таких как аутентичность картин и валюты. Свет, создаваемый этими луковицами, обычно находится в «верхнем» спектре UVA, который ближе всего к длине волны к видимому диапазону с относительно низкой энергией. Эта часть спектра UVA является самым безопасным из трех различных спектров ультрафиолетового излучения, хотя высокая экспозиция связана с раком кожи у людей, а также с другими потенциальными проблемами, такими как ускорение старения кожи. Светодиоды (в отличие от стандартных ламп накаливания или люминесцентных ламп) также имеют высокую направленность с очень узкими углами обзора. Взгляд непосредственно на УФ-светодиод может быть вреден для глаз. Лучше всего ограничивать воздействие продукта, производящего UVA.
UVC и большая часть спектра UVB света в основном используются для бактерицидных и стерилизационных целей. Свет, создаваемый на этих длинах волн, не только вреден для микроорганизмов, но и опасен для людей и других форм жизни, которые могут соприкасаться с ним. Эти светодиодные лампы всегда должны быть экранированы и никогда не должны быть видны невооруженным глазом, хотя может показаться, что свет или свет отсутствуют от устройства. Воздействие этих длин волн может вызвать рак кожи и временную или постоянную потерю зрения или ухудшение зрения.
Все УФ-устройства должны иметь предупреждающие надписи, аналогичные этикетке, показанной ниже (предоставляется Marktech Optoelectronics). Кроме того, перед покупкой светодиодов UVC или UVB многие производители требуют, чтобы каждый клиент подписывал документ, в котором они понимали и соглашались с мерами предосторожности в отношении использования и обработки этих продуктов
История создания
Еще в 1801 году химик из Германии И.Риттер открыл ультрафиолетовое излучение, а в 1892 году английский ученый Г.Вард доказал бактерицидные свойства этого светового диапазона. В практике ультрафиолетовый спектр начали применять только в 1906 году, когда немецкие ученые Кех и Рещинский создали первую дуговую лампу из кварцевого стекла и ртутных электродов. Впервые эту лампу применили в медицине для лечения псориаза в 1926 году.
Поскольку первые бактерицидные лампы изготавливались из кварцевого стекла, они получили название «кварцевые». Со временем кварцевое стекло было заменено увиолевым, что уменьшило озонообразующее излучение, но историческое название «кварцевые лампы» за ними сохранилось. Стекло современных бактерицидных ламп покрыто оксидом титана, который полностью поглощает озонообразующий спектр.
Проектирование устройств со светодиодами UV-C
При выборе светодиодов УФ-С для дезинфекции или стерилизации процесс проектирования следует начинать с определения области, на которую будет падать свет, и поток излучения в Вт / м2, необходимый для инактивации микроорганизмов.
Например рассмотрим устройство для дезинфекции воздуха, выходящего из воздуховода кондиционера. При потребности в энергии 17 Дж / м2 и площади 0,25 м2 при времени воздействия 5 с необходимо использовать источник питания приблизительно 4 Вт / м2.
Затем необходимо продумать как УФ-излучение может попасть на продезинфицированную поверхность. Правило состоит в том, чтобы учесть поток излучения каждого светодиода и разделить общую интенсивность излучения на это число, чтобы получить количество светодиодов, необходимое всего
Этот приблизительный расчет является упрощением, поскольку он не принимает во внимание распределение этого потока. Два фактора определяют как поток излучения попадает на поверхность цели
Первый – это расстояние от светодиода до объекта, а второй – угол луча светодиода.
Описанные выше светодиоды Luminus Devices, Vishay и SETi / Seoul Viosys UV-C имеют угол луча 130°, 120° и 125° соответственно. На рисунке показана диаграмма направленности XBT-3535-UV-A130-CC275-01. Пунктирная линия показывает где было достигнуто 50% пикового значения, что определяет угол луча +/-65°.
Пунктирная линия на кривой формы излучения указывает где достигнуто 50% максимальной освещенности
Угол луча определяет отношение размера светодиодной структуры к размеру оптики. Следовательно, получение более узкого луча требует использования излучателя меньшего размера или большей оптики. Компромисс конструкции заключается в том, что чем меньше размер чипа, тем ниже излучение, а большую оптику сделать труднее, так как это увеличивает цену и снижает контроль угла.
Коммерчески доступные светодиоды обычно поставляются с заводской оптикой, здесь конструкторы не могут повлиять на размер структуры и оптики
Поэтому важно проверить угол излучения луча, так как два одинаковых элемента здесь могут быть совершенно разными
Обладая этими знаниями, исходя из расстояния между светодиодным излучателем и дезинфицируемой поверхностью, можно рассчитать сколько светодиодов потребуется и как их следует расположить для получения желаемой освещенности в активной области.
Окончательный выбор сводится к компромиссу между стоимостью, энергоэффективностью и сложностью. Светодиоды UV-C дороги, поэтому одним из решений может быть использование меньшего количества и более мощных излучателей, чем наоборот. Таким образом, помимо стоимости, преимуществом является более низкая сложность контроллера. Обратной стороной является то, что из-за низкой эффективности светодиодов потребуется лучшее управление температурой для поддержания длительного срока службы, поскольку высокая температура резко сокращает срок службы светодиодов. Это требует использования радиаторов большего размера, что сводит на нет часть ожидаемой экономии.
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.
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.
