Лампа от заразы бактерицидная

Найдено в сети.

Колбу — кварцевую трубку не разбивать. Там давление. Если разбили — проветрить помещение хорошо и собрать все осколки, видимые шарики ртути собрать пипеткой и продать на рынке она дорогая. Купить на эти деньги хлорное железо или марганцовку, и там где была ртуть протереть, раствором конечно. Если это невозможно то чаще проветривать — за неделю выветрится. Хоть ядовитость ртути преувеличена — если кто съел или нанюхался что намного опаснее — к врачу. Поставят капельницу и будут поить раствором натриевой соли ЭДТА.

Короновирус уничтожает — только в помещениях, где никого нет и с близкого расстояния. Загорать больше минуты нельзя будет сильное покраснение и ожог, смотреть только через сварочные очки.

 

Мой источник ультрафиолетового излучения из лампы ДРЛ. Опыты с ультрафиолетом

 

Все описанное ниже крайне опасно! Не повторяйте этот эксперимент!
Информация предоставлена только в образовательных целях!

Англоязычное описание проекта на ресурсе HackadayDIY ultraviolet machine .

Техника безопасности

Опасность при вскрытии лампы ДРЛ

При взломе колбы происходит распыление люминофора, покрывающего ее внутреннюю поверхность.

Если же при вскрытии колбы или в процессе эксплуатации разрушается ртутно-кварцевая горелка, то происходит распыление ртути на площади до 25 кв. м!

Порядок очистки помещения от ртути (из «Руководства по эксплуатации» для лампы ДРТ-125):
уборка ртути

Опасность поражения электричеством

При работе прибора в нем присутствуют опасные для жизни человека уровни напряжения! Также представляют опасность конденсаторы, которые остаются заряженными и после отключения прибора от сети.

Опасность ультрафиолетового излучения

Ртутная лампа прибора излучает жесткое ультрафиолетовое излучение, которое може привести к повреждению сетчатки глаза!

Опасность при ионизации воздуха

При работе лампы ультрафиолетовое излучение ионизирует двухатомные молекулы кислорода, которые распадаются на атомы кислорода. Эти атомы, реагируя с двухатомными молекулами, образуют трехатомные молекулы озона:

3O2 + UV = 2O3

Озон — сильнейший окислитель (первый (высший) класс опасности). Следует учитывать, что озон тяжелее воздуха.
При комнатной температуре период полураспада молекулы озона составляет около 25 минут. После работы прибора помещение необоходимо проветривать в течение хотя бы 15 минут.

Также при работе лампы образуются окислы азота.

Применение ультрафиолета

Дезинфекция

Ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 200-280 нм (germicidal bandwidth, самая эффективная — 260 нм (максимальное поглощение для ДНК и РНК)) может быть использовано для дезинфекции, уничтожения вирусов и бактерий — разрушает клеточные мембраны, что вызывает гибель клеток, и разрушает ДНК/РНК микроорганизмов, что делает их безвредными, так как лишает их способности к воспроизводству и вызыванию заболеваний (такое облучение носит название ultraviolet germicidal irradiation (UVGI))!

Вот, например, дезинфекция ультрафиолетом в больнице:
дезинфекция ультрафиолетом

Вот здесь заявляется — «it is proven that UV light will kill any DNA-based microorganism given enough UV dosage. UV breaks down DNA on a cumulative basis» и приводятся дозы УФ-облучения (для линии 253,7 нм), необходимые для уничтожения вирусов и бактерий — для вируса гриппа: уничтожение 90% колонии — 3400 мкДж/см2, уничтожение 99% колонии — 6600 мкДж/см2. Также подробная информация приведена в этой статье.

Этот процесс описывается уравнением:

NsN0=10KHo˙

,

где N0

— количество облученных микроорганизмов, Ns — количество выживших микроорганизмов, H0 — доза УФ-облучения, Дж/м2, K

— фактор восприимчивости для конкретных микроорганизмов, м2/Дж (для вируса гриппа типа A — 0,1187 м2/Дж).

Также УФ-излучение ионизирует воздух (например, эффективна в этом случае одна из длин волн, излучаемых ртутными лампами — 185 нм), продуцируя озон, дезинфекционные свойства которого намного эффективнее хлора.

Впервые ультрафиолет для дезинфекции воды был использован в 1910 году.

Мобильные УФ-роботы в борьбе с короновирусом — Autonomous Robots Are Helping Kill Coronavirus in Hospitals — IEEE Spectrum

Фотолюминесценция

Частицы вещества, способного люминесцировать, поглотив световую энергию, переходят в возбужденное состояние, длящееся очень короткий промежуток времени (порядка десятков наносекунд). Возвращаясь в исходное состояние, возбужденные частицы отдают избыток энергии в виде света. Правило Стокса гласит, что люминесцирующее вещество при поголощении световой энергии определенной длины волны излучает свет обычно большей длины волны. Поэтому, когда возбуждение производится ультрафиолетовыми лучами ближнего диапазона, люминесценция приходится на видимую область спектра и может быть любого цвета — от фиолетового до красного.

Лампа ДРЛ

В качестве донора для создания такого источника я использовал лампу ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная лампа высокого давления) (англоязычное обозначение — HQL, HPL-N) мощностью 125 Вт (выпускаются лампы ДРЛ на мощности от 50 до 2000 Вт) с патроном E27:
лампа ДРЛ-125

В «Вестнике МГСУ No4 2010, Том 1» указано, что световой поток такой лампы без колбы составляет 6200 Лм.

Такие лампы относятся к ртутным лампам высокого давления (РЛВД), в которых свечение происходит при дуговом разряде в парах ртути (англ. обозначение mercury vapour (MV) lamp).

Внешняя колба покрыта изнутри люминофором и заполнена инертным газом (азотом). Она не пропускает ультрафиолет, поэтому для получения источника ультрафиолетового излучения ее необходимо удалить.

Я вскрыл внешнюю колбу лампы (поместив ее в пакет и аккуратно ударив молотком), удалив осколки ее стекла. Это чрезвычайно опасная операция, так как при неудачном стечении обстоятельств можно разрушить внутреннюю кварцевую трубку, что приведет к загрязнению ртутью окружающего пространства! Осколки внешней колбы должны быть утилизированы соответствующим образом!

Под колбой находится кварцевая трубка с электродами — ртутно-кварцевая горелка:
горелка ДРЛ

  1. основной электрод
  2. основной электрод
  3. дополнительный (зажигающий) электрод
  4. резистор, подключенный к зажигающему электроду

Трубка заполнена инертным газом — аргоном (также присутствует небольшое количество ртути — для обеспечения дугового разряда).

Эта трубка фактически является лампой ДРТ-125, параметры которой таковы (из «Руководства по эксплуатации» ламры ДРТ-125):
параметры ламып ДРТ-125

Схематическое устройство лампы ДРЛ:

устройство лампы ДРЛ

При запуске лампы напряжение прикладывается к основным электродам (1) и (2). Электрод (2) через токограничивающий резистор (4) соединен со стартовым электродом (1). Напряжение между электродами (2) и (3) достаточно для ионизации находящегося под низким давлением (1,5…3 кПа) аргона, и между этими электродами возникает тлеющий разряд (5). Тепло от этой дуги вызывает испарение ртути (находящейся в трубке жидком состоянии), что приводит к зажиганию дуги в ртутных парах между основными электродами (6). Эта дуга вызывает ускорение испарения ртути и давление в трубке повышается одновременно с нагревом.

Горелка светит зеленым (546 нм), синим (436 нм) и фиолетовым (405 нм) светом, включая ультрафиолет, в том числе и дальнего диапазона:

  • 185 нм — жесткий ультрафиолет типа C  — ионизирует воздух, продуцируя озон
  • 254 нм — жесткий ультрафиолет типа C
  • 365 нм — ближний ультрафиолет типа  A (наиболее интенсивный)

Люминофор, которым изнутри покрыта колба, излучает длины волн в красно-оранжевой области спектра:

535, 590, 618 (наиболее интенсивная), 650 нм.

В статье Е. В. Удальцова (Институт лазерной физики СО РАН) «Метод передачи служебной информации с помощью осветительной сети на лампах типа ДРЛ» приведен экспериментально полученный спектр излучения лампы ДРЛ-125:
спектр ламып ДРЛ

Вот как выглядит спектр моей работающей горелки в видимом диапазоне (получен с помощью моего самодельного спектроскопа):
спектр лампы ДРЛ

В спектре видны две фиолетовые линии (1, 2) и две зеленые линии (3, 4), соответствующие вышеприведенному спектру.

Я закрепил горелку вертикально в карболитовом патроне E27:

ультрафиолет из ламып ДРЛ

Схема питания лампы

Лампа ДРЛ обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением, что требует принятия мер по ограничению тока, протекающего через лампу.

Питание через дроссель

Стандартная схема питания лампы ДРЛ подразумевает включение последовательно с лампой U дросселя L, играющего роль индуктивного балласта, а параллельно сетевым контактам — подключение компенсирующего конденсатора C:

схема подключения лампы ДРЛ

Для дросселя ДРЛ-125 (ток 1,15 А) требуется конденсатор емкостью 12 мкФ на напряжение не менее 250 В, для ДРЛ-250 (ток 2,13 А) — 25 мкФ, для ДРЛ-400 (ток 3,25 А) — 32 мкФ.

Питание через балластный резистор

Также для лампы ДРТ-125 рекомендуется схема включения через последовательно соединенный резистор сопротивление 78-80 Ом (обеспечивающий через лампу штатный ток силой 1,6 А) (из «Руководства по эксплуатации» лампы ДРТ-125):
питание лампы ДРТ

Мощность рассеяния балластного резистора должна быть не менее 200 Вт!

Питание через балластный конденсатор и выпрямитель с удвоением напряжения

В ультрафиолетовом облучателе «Солнышко» (ОУФб-04) для ограничения тока через лампу ДРТ-125 используется балластный конденсатор емкостью 12 мкФ, а для поджига используется схема выпрямителя с удвоением напряжения.

Питание через балластные конденсаторы и удвоитель напряжения

В своем устройстве я для питания лампы использовал умножитель сетевого напряжения по схеме, рекомендованной в этой статье.

Схема устройства (Mk.IV):

источник ультрафиолета своим руками

питание ДРЛ от умножителя

  1. конденсаторы КБГ-МН 4 мкФ x 600 В
  2. конденсаторы 8,2 нФ x 2000 В
  3. диоды UF5408

Периодически следует менять полярность напряжения питания на электродах лампы! Для этого я добавил переключатель SW2.

Для управления прибором использован микроконтроллер STM8:

самодельный источник ультрафиолета

Для питания микроконтроллера служит компактный сетевой блок питания, вырабатывающий напряжение 9 В:

Вывод D4 микроконтроллера управляет включением/выключением реле, подключающего умножитель к сети, через транзистор  («1» (напряжение около 3,3 В) на выходе включает реле).

Реле рассчитано на коммутацию тока до 7 А, напряжение срабатывания менее 7 В, напряжения отпускания более 2,5 В, сопротивление обмотки 400 Ом:
реле

Вывод D5 микроконтроллера подключен к кнопке, служащей для управления прибором. Резистор R5 повышает помехозащищенность устройства (иначе запуск может инициироваться помехами в сети).

Вывод D6 микроконтроллера служит для подключения «буззера» («пищалки»), индицирующего режимы работы прибора.

Внешний вид устройства:
источник ультрафиолетового излучения из ДРЛ

Эксплуатация источника


Видео запуска установки — https://youtu.be/rwLwKSaDv7o

Управление работой лампы

После включения прибора в сеть он находится в режиме ожидания. После нажатия и отпускания кнопки SW1 запускается отсчет до готовности — 60 секунд, за которые оператору требуется покинуть опасную зону (при этом мигает красный светодиод на плате микроконтроллера с интервалом в 1 секунду). Затем происходит подключение умножителя к сети (красный светодиод начинает мигать с интервалом в 5 секунд, загорается мерцающий светодиод).

Время экспозиции УФ-лучами задается с помощью переменного резистора (варьируется от 10 до 45 минут), положение движка которого считывается микроконтроллером после отпускания кнопки.

Первые секунд десять лампа заметно мерцает и слышно «жужжание»:
зажигание ламып ДРЛ

Затем разряд стабилизируется и лампа начинает постепенно разгораться:
разгорание лампы ДРЛ

Напряжение на лампе в начале этого процесса составляет 25 В и затем снижается до 23-24 В.

Номинальное напряжение питания лампы составляет 95 В.

Потребляемая из сети мощность составляет около 10 Вт. Исходя из этого, горелка работает не в режиме дугового, а в режиме тлеющего разряда.

На устойчивый режим лампа выходит в течение 6-7 минут.

ультрафиолет из ламып ДРЛ

СМОТРЕТЬ НА РАБОТАЮЩУЮ ЛАМПУ БЕЗ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО!

Для безопасного наблюдения можно использовать стекло сварщика, например, светофильтр TC-3 C-5 10 SG1  («SG» — Shade Grade, степень затемнения):
стекло сварщика

Вот как через этот светофильтр видны различные источники света:
защита от ультрафиолета
1 — светодиодная лампа
2 — светодиодный фонарик
3 — компактная люминесцентная лампа
4 — лампа накаливания

Работающая горелка лампы ДРЛ практически незаметна при наблюдении через этот светофильтр:
стекло сварщика ультрафиолет

Запах озона появляется практически сразу после включения.

Повторное включение лампы допускается только после ее остывания (через 5-10 минут после выключения — до стабилизации давления ртутных паров внутри лампы)!

Я выбрал для обработки масок и респираторов (размещая их на расстоянии около 15 см от лампы) такую схему:

  • 30 минут — облучение ультрафиолетом с внешней стороны
  • 10 минут — облучение ультрафиолетом с внутренней стороны

Люминесценция. Проникновение ультрафиолета через различные материалы

Если обломки колбы, покрытые люминофором (в лампах ДРЛ применяется люминофор, возбуждаемый излучением с длинами волн 313 и 365 нм), поднести под излучение лампы, то они светятся красно-оранжевым светом (620-660 нм):
люминофор ДРЛ
Но если перевернуть обломки стеклом к лампе, то люминофор не светится — стекло колбы не пропускает ультрафиолет.

Таким образом, эти обломки можно использовать при тестировании различных объектов на способность пропускать ультрафиолетовое излучение.

Также в свете лампы проявляются невидимые в видимом диапазоне света знаки на страницах военного билета:
военный билет в ультрафиолете

Возможные проблемы

Окисление выводов

При работе горелка сильно нагревается и так как колба удалена, то нагретые выводы (они изготовливаются из вольфрама или молибдена) контактируют с кислородом и окисляются, что может вызвать их износ и разрушение, которое может повлечь разрушение кварцевой горелки.

Но исследования с помощью термопары показали, что температура вывода в точке контакта с кварцевой трубкой в процессе работы не превышает 70 ºC.

Альтернативные варианты питания лампы

Были предложены и другие схемы питания разрядных ламп через удвоители напряжения.

Патент US3275922 CONVERSION AND BALLAST UNIT
питание ламп ДРЛ

Патент US3629647 VOLTAGE DOUBLER STARTING CIRCUIT FOR DISCHARGE LAMP
питание ртутных ламп

Мой источник ультрафиолетового излучения из лампы ДРЛ. Опыты с ультрафиолетом

 

Все описанное ниже крайне опасно! Не повторяйте этот эксперимент!
Информация предоставлена только в образовательных целях!

Англоязычное описание проекта на ресурсе HackadayDIY ultraviolet machine .

Техника безопасности

Опасность при вскрытии лампы ДРЛ

При взломе колбы происходит распыление люминофора, покрывающего ее внутреннюю поверхность.

Если же при вскрытии колбы или в процессе эксплуатации разрушается ртутно-кварцевая горелка, то происходит распыление ртути на площади до 25 кв. м!

Порядок очистки помещения от ртути (из «Руководства по эксплуатации» для лампы ДРТ-125):
уборка ртути

Опасность поражения электричеством

При работе прибора в нем присутствуют опасные для жизни человека уровни напряжения! Также представляют опасность конденсаторы, которые остаются заряженными и после отключения прибора от сети.

Опасность ультрафиолетового излучения

Ртутная лампа прибора излучает жесткое ультрафиолетовое излучение, которое може привести к повреждению сетчатки глаза!

Опасность при ионизации воздуха

При работе лампы ультрафиолетовое излучение ионизирует двухатомные молекулы кислорода, которые распадаются на атомы кислорода. Эти атомы, реагируя с двухатомными молекулами, образуют трехатомные молекулы озона:

3O2 + UV = 2O3

Озон — сильнейший окислитель (первый (высший) класс опасности). Следует учитывать, что озон тяжелее воздуха.
При комнатной температуре период полураспада молекулы озона составляет около 25 минут. После работы прибора помещение необоходимо проветривать в течение хотя бы 15 минут.

Также при работе лампы образуются окислы азота.

Применение ультрафиолета

Дезинфекция

Ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 200-280 нм (germicidal bandwidth, самая эффективная — 260 нм (максимальное поглощение для ДНК и РНК)) может быть использовано для дезинфекции, уничтожения вирусов и бактерий — разрушает клеточные мембраны, что вызывает гибель клеток, и разрушает ДНК/РНК микроорганизмов, что делает их безвредными, так как лишает их способности к воспроизводству и вызыванию заболеваний (такое облучение носит название ultraviolet germicidal irradiation (UVGI))!

Вот, например, дезинфекция ультрафиолетом в больнице:
дезинфекция ультрафиолетом

Вот здесь заявляется — «it is proven that UV light will kill any DNA-based microorganism given enough UV dosage. UV breaks down DNA on a cumulative basis» и приводятся дозы УФ-облучения (для линии 253,7 нм), необходимые для уничтожения вирусов и бактерий — для вируса гриппа: уничтожение 90% колонии — 3400 мкДж/см2, уничтожение 99% колонии — 6600 мкДж/см2. Также подробная информация приведена в этой статье.

Этот процесс описывается уравнением:

NsN0=10KHo˙

,

где N0

— количество облученных микроорганизмов, Ns — количество выживших микроорганизмов, H0 — доза УФ-облучения, Дж/м2, K

— фактор восприимчивости для конкретных микроорганизмов, м2/Дж (для вируса гриппа типа A — 0,1187 м2/Дж).

Также УФ-излучение ионизирует воздух (например, эффективна в этом случае одна из длин волн, излучаемых ртутными лампами — 185 нм), продуцируя озон, дезинфекционные свойства которого намного эффективнее хлора.

Впервые ультрафиолет для дезинфекции воды был использован в 1910 году.

Мобильные УФ-роботы в борьбе с короновирусом — Autonomous Robots Are Helping Kill Coronavirus in Hospitals — IEEE Spectrum

Фотолюминесценция

Частицы вещества, способного люминесцировать, поглотив световую энергию, переходят в возбужденное состояние, длящееся очень короткий промежуток времени (порядка десятков наносекунд). Возвращаясь в исходное состояние, возбужденные частицы отдают избыток энергии в виде света. Правило Стокса гласит, что люминесцирующее вещество при поголощении световой энергии определенной длины волны излучает свет обычно большей длины волны. Поэтому, когда возбуждение производится ультрафиолетовыми лучами ближнего диапазона, люминесценция приходится на видимую область спектра и может быть любого цвета — от фиолетового до красного.

Лампа ДРЛ

В качестве донора для создания такого источника я использовал лампу ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная лампа высокого давления) (англоязычное обозначение — HQL, HPL-N) мощностью 125 Вт (выпускаются лампы ДРЛ на мощности от 50 до 2000 Вт) с патроном E27:
лампа ДРЛ-125

В «Вестнике МГСУ No4 2010, Том 1» указано, что световой поток такой лампы без колбы составляет 6200 Лм.

Такие лампы относятся к ртутным лампам высокого давления (РЛВД), в которых свечение происходит при дуговом разряде в парах ртути (англ. обозначение mercury vapour (MV) lamp).

Внешняя колба покрыта изнутри люминофором и заполнена инертным газом (азотом). Она не пропускает ультрафиолет, поэтому для получения источника ультрафиолетового излучения ее необходимо удалить.

Я вскрыл внешнюю колбу лампы (поместив ее в пакет и аккуратно ударив молотком), удалив осколки ее стекла. Это чрезвычайно опасная операция, так как при неудачном стечении обстоятельств можно разрушить внутреннюю кварцевую трубку, что приведет к загрязнению ртутью окружающего пространства! Осколки внешней колбы должны быть утилизированы соответствующим образом!

Под колбой находится кварцевая трубка с электродами — ртутно-кварцевая горелка:
горелка ДРЛ

  1. основной электрод
  2. основной электрод
  3. дополнительный (зажигающий) электрод
  4. резистор, подключенный к зажигающему электроду

Трубка заполнена инертным газом — аргоном (также присутствует небольшое количество ртути — для обеспечения дугового разряда).

Эта трубка фактически является лампой ДРТ-125, параметры которой таковы (из «Руководства по эксплуатации» ламры ДРТ-125):
параметры ламып ДРТ-125

Схематическое устройство лампы ДРЛ:

устройство лампы ДРЛ

При запуске лампы напряжение прикладывается к основным электродам (1) и (2). Электрод (2) через токограничивающий резистор (4) соединен со стартовым электродом (1). Напряжение между электродами (2) и (3) достаточно для ионизации находящегося под низким давлением (1,5…3 кПа) аргона, и между этими электродами возникает тлеющий разряд (5). Тепло от этой дуги вызывает испарение ртути (находящейся в трубке жидком состоянии), что приводит к зажиганию дуги в ртутных парах между основными электродами (6). Эта дуга вызывает ускорение испарения ртути и давление в трубке повышается одновременно с нагревом.

Горелка светит зеленым (546 нм), синим (436 нм) и фиолетовым (405 нм) светом, включая ультрафиолет, в том числе и дальнего диапазона:

  • 185 нм — жесткий ультрафиолет типа C  — ионизирует воздух, продуцируя озон
  • 254 нм — жесткий ультрафиолет типа C
  • 365 нм — ближний ультрафиолет типа  A (наиболее интенсивный)

Люминофор, которым изнутри покрыта колба, излучает длины волн в красно-оранжевой области спектра:

535, 590, 618 (наиболее интенсивная), 650 нм.

В статье Е. В. Удальцова (Институт лазерной физики СО РАН) «Метод передачи служебной информации с помощью осветительной сети на лампах типа ДРЛ» приведен экспериментально полученный спектр излучения лампы ДРЛ-125:
спектр ламып ДРЛ

Вот как выглядит спектр моей работающей горелки в видимом диапазоне (получен с помощью моего самодельного спектроскопа):
спектр лампы ДРЛ

В спектре видны две фиолетовые линии (1, 2) и две зеленые линии (3, 4), соответствующие вышеприведенному спектру.

Я закрепил горелку вертикально в карболитовом патроне E27:

ультрафиолет из ламып ДРЛ

Схема питания лампы

Лампа ДРЛ обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением, что требует принятия мер по ограничению тока, протекающего через лампу.

Питание через дроссель

Стандартная схема питания лампы ДРЛ подразумевает включение последовательно с лампой U дросселя L, играющего роль индуктивного балласта, а параллельно сетевым контактам — подключение компенсирующего конденсатора C:

схема подключения лампы ДРЛ

Для дросселя ДРЛ-125 (ток 1,15 А) требуется конденсатор емкостью 12 мкФ на напряжение не менее 250 В, для ДРЛ-250 (ток 2,13 А) — 25 мкФ, для ДРЛ-400 (ток 3,25 А) — 32 мкФ.

Питание через балластный резистор

Также для лампы ДРТ-125 рекомендуется схема включения через последовательно соединенный резистор сопротивление 78-80 Ом (обеспечивающий через лампу штатный ток силой 1,6 А) (из «Руководства по эксплуатации» лампы ДРТ-125):
питание лампы ДРТ

Мощность рассеяния балластного резистора должна быть не менее 200 Вт!

Питание через балластный конденсатор и выпрямитель с удвоением напряжения

В ультрафиолетовом облучателе «Солнышко» (ОУФб-04) для ограничения тока через лампу ДРТ-125 используется балластный конденсатор емкостью 12 мкФ, а для поджига используется схема выпрямителя с удвоением напряжения.

Питание через балластные конденсаторы и удвоитель напряжения

В своем устройстве я для питания лампы использовал умножитель сетевого напряжения по схеме, рекомендованной в этой статье.

Схема устройства (Mk.IV):

источник ультрафиолета своим руками

питание ДРЛ от умножителя

  1. конденсаторы КБГ-МН 4 мкФ x 600 В
  2. конденсаторы 8,2 нФ x 2000 В
  3. диоды UF5408

Периодически следует менять полярность напряжения питания на электродах лампы! Для этого я добавил переключатель SW2.

Для управления прибором использован микроконтроллер STM8:

самодельный источник ультрафиолета

Для питания микроконтроллера служит компактный сетевой блок питания, вырабатывающий напряжение 9 В:

Вывод D4 микроконтроллера управляет включением/выключением реле, подключающего умножитель к сети, через транзистор  («1» (напряжение около 3,3 В) на выходе включает реле).

Реле рассчитано на коммутацию тока до 7 А, напряжение срабатывания менее 7 В, напряжения отпускания более 2,5 В, сопротивление обмотки 400 Ом:
реле

Вывод D5 микроконтроллера подключен к кнопке, служащей для управления прибором. Резистор R5 повышает помехозащищенность устройства (иначе запуск может инициироваться помехами в сети).

Вывод D6 микроконтроллера служит для подключения «буззера» («пищалки»), индицирующего режимы работы прибора.

Внешний вид устройства:
источник ультрафиолетового излучения из ДРЛ

Эксплуатация источника


Видео запуска установки — https://youtu.be/rwLwKSaDv7o

Управление работой лампы

После включения прибора в сеть он находится в режиме ожидания. После нажатия и отпускания кнопки SW1 запускается отсчет до готовности — 60 секунд, за которые оператору требуется покинуть опасную зону (при этом мигает красный светодиод на плате микроконтроллера с интервалом в 1 секунду). Затем происходит подключение умножителя к сети (красный светодиод начинает мигать с интервалом в 5 секунд, загорается мерцающий светодиод).

Время экспозиции УФ-лучами задается с помощью переменного резистора (варьируется от 10 до 45 минут), положение движка которого считывается микроконтроллером после отпускания кнопки.

Первые секунд десять лампа заметно мерцает и слышно «жужжание»:
зажигание ламып ДРЛ

Затем разряд стабилизируется и лампа начинает постепенно разгораться:
разгорание лампы ДРЛ

Напряжение на лампе в начале этого процесса составляет 25 В и затем снижается до 23-24 В.

Номинальное напряжение питания лампы составляет 95 В.

Потребляемая из сети мощность составляет около 10 Вт. Исходя из этого, горелка работает не в режиме дугового, а в режиме тлеющего разряда.

На устойчивый режим лампа выходит в течение 6-7 минут.

ультрафиолет из ламып ДРЛ

СМОТРЕТЬ НА РАБОТАЮЩУЮ ЛАМПУ БЕЗ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО!

Для безопасного наблюдения можно использовать стекло сварщика, например, светофильтр TC-3 C-5 10 SG1  («SG» — Shade Grade, степень затемнения):
стекло сварщика

Вот как через этот светофильтр видны различные источники света:
защита от ультрафиолета
1 — светодиодная лампа
2 — светодиодный фонарик
3 — компактная люминесцентная лампа
4 — лампа накаливания

Работающая горелка лампы ДРЛ практически незаметна при наблюдении через этот светофильтр:
стекло сварщика ультрафиолет

Запах озона появляется практически сразу после включения.

Повторное включение лампы допускается только после ее остывания (через 5-10 минут после выключения — до стабилизации давления ртутных паров внутри лампы)!

Я выбрал для обработки масок и респираторов (размещая их на расстоянии около 15 см от лампы) такую схему:

  • 30 минут — облучение ультрафиолетом с внешней стороны
  • 10 минут — облучение ультрафиолетом с внутренней стороны

Люминесценция. Проникновение ультрафиолета через различные материалы

Если обломки колбы, покрытые люминофором (в лампах ДРЛ применяется люминофор, возбуждаемый излучением с длинами волн 313 и 365 нм), поднести под излучение лампы, то они светятся красно-оранжевым светом (620-660 нм):
люминофор ДРЛ
Но если перевернуть обломки стеклом к лампе, то люминофор не светится — стекло колбы не пропускает ультрафиолет.

Таким образом, эти обломки можно использовать при тестировании различных объектов на способность пропускать ультрафиолетовое излучение.

Также в свете лампы проявляются невидимые в видимом диапазоне света знаки на страницах военного билета:
военный билет в ультрафиолете

Возможные проблемы

Окисление выводов

При работе горелка сильно нагревается и так как колба удалена, то нагретые выводы (они изготовливаются из вольфрама или молибдена) контактируют с кислородом и окисляются, что может вызвать их износ и разрушение, которое может повлечь разрушение кварцевой горелки.

Но исследования с помощью термопары показали, что температура вывода в точке контакта с кварцевой трубкой в процессе работы не превышает 70 ºC.

Альтернативные варианты питания лампы

Были предложены и другие схемы питания разрядных ламп через удвоители напряжения.

Патент US3275922 CONVERSION AND BALLAST UNIT
питание ламп ДРЛ

Патент US3629647 VOLTAGE DOUBLER STARTING CIRCUIT FOR DISCHARGE LAMP
питание ртутных ламп

 

Совместно вот с этим. Таймер.

Универсальный таймер на микроконтроллере STM8

Дата публикации: 02 ноября 2019.

Рейтинг:  5 / 5 Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна Пожалуйста, оцените  

Таймер разработан для использования совместно с УФ лампой. Прошивка может быть загружена в микроконтроллер, установленный на оригинальной плате или в микроконтроллер платы термостата W1209 доступном на Aliexpress и Ebay. Тип используемой платы задаётся в файле uv_timer.h см. строки 6-8.

Перечень элементов и gerber-файлы печатной платы находятся в каталоге /pcb. Для заказа печатной платы используйте файл UVTimer_V1.02.zip

Характеристики:

Напряжение питания: 7-30V;
Максимальны ток нагрузки: 1A;
Выдержка: 0.1c-90мин

Управление

Управление таймером производится при помощи энкодера. Вращением ручки энкодера осуществляется выбор интервала времени, короткое нажатие — запуск/пауза, длинное нажатие — остановка/сброс на начальное значение.

Схема устройства

Элементы С1, С2, ZQ1 могут не устанавливаться при соответствущих изменениях в функции CLK_Config() в файле main.c. В качестве DD1 допустимо использовать STM8S003F3xx либо STM8S103F3xx. Перемычка J1 предназначена для отладки и должна быть замкнута. Самовосстанавливающийся предохранитель R3 предназначен для защиты выходого транзистора от перегрузки и короткого замыкания, для увеличения нагрузочной способности может быть удален.

Фото готового устройства

W1209

На рынке присутствуют термостаты на основе различных микрокотроллеров под одним названием W1209, прошивку можно использовать только с термостатом на основе STM8, вот его схема:

W1209

Видео работы устройства https://www.youtube.com/embed/JVBWyvavhEQ?rel=0&fs=1&wmode=transparent


Файлы к статье «Универсальный таймер на микроконтроллере STM8»
Описание: Исходный код (Си), файлы прошивок для микроконтроллера, файлы макета печатной платы, схемы.
Размер файла: 1.33 MB Количество загрузок: 170Скачать

Download Attachments

  • 1 zip 711
    Размер файла: 1 МБ Кол-во скачиваний: 16
  • 2 exe cxstm8_FSE_stm32_32K
    Размер файла: 22 МБ Кол-во скачиваний: 27
Перейти к верхней панели