Pk-vtk.ru

Электро освещение
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изготовление и применение антикороновирусной лампы

Изготовление и применение антикороновирусной лампы

Ультрафиолетовая бактерицидная лампа может применяться для дезинфекционной обработки помещений как одна из мер против короновируса.

«Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей в спектре с длиной волны 200—300 нм и максимумом бактерицидного действия 260 нм … ультрафиолетовые лучи могут воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы» — Справочник химика [1].

Подробную информацию об использовании ультрафиолетового излучения для обеззараживания можно найти в [2].

Профессиональные бактерицидные установки стоят недешево и предназначенные для них лампы в обычный патрон не вкрутишь. В этой статье пойдёт речь об изготовлении и применении недорогой бактерицидной лампы со стандартным патроном Е27 или Е14 с питанием от сети 220В на основе УФ лампы с цоколем 2G7 или G11 и электронного балласта б/у энергосберегающей лампы.

Работающая лампа

Меры предосторожности при использовании УФ-лампы.

  1. Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу приводит к ожогам разной степени, может вызывать рак кожи. При облучении глаз вызывает ожог роговицы. Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Обработка помещений должна проводиться только без людей!
  2. При работе УФ ламп образуется озон, обладающий высокой токсичностью. После обработки помещение необходимо проветрить. Это не относится к УФ лампам из увиоливого стекла, не генерирующим озон по причине поглощения стеклом спектра излучения, создающего молекулы озона.
  3. Многие полимеры, используемые в товарах широкого потребления, деградируют под действием УФ-света. Не рекомендуется надолго оставлять изделия из полимеров вблизи работающих УФ ламп.
  1. Если мощность лампы и балласта совпадают, задача проста: подключить лампу к балласту и прикрепить к корпусу.
  2. Если мощность лампы больше мощности балласта, если повезёт, работать будет, но не на полную мощность, а в соответствии с мощностью балласта. Балласт ограничивает выходной ток, поэтому подключение ламп избыточной мощности не выведет его из строя.
  3. Если мощность лампы меньше — требуется вмешательство в конструкцию балласта с целью уменьшения мощности. Об этом — следующий раздел.
Читайте так же:
Как найти мощность тока в электрической лампочке

Устройство и работа электронных балластов.

На эту тему написано немало статей. Рассмотрим первую схему из статьи «Схемы, устройство и работа энергосберегающих ламп» [3].

image
Рисунок 1: cхема электронного балласта лампы.

Из всех элементов схемы нас интересуют:

  1. Лампа. На схеме обозначены её катоды LMP1, LMP2. Сюда будем подсоединять УФ-лампу.
  2. Пусковой конденсатор С3. Во время запуска, напряжение на конденсаторе C3 достигает порядка 600В. Если колба энергосберегающей лампы была повреждена, вероятен выход из строя конденсатора C3 и транзисторов. Поэтому, при использовании балласта от неисправной лампы, необходимо проверить их исправность. Да и все остальные детали желательно проверить до первого включения.
  3. Терморезистор RT1 с положительным температурным коэффициентом сопротивления, также называемый позистором или PTC. Устанавливается в некоторых лампах. Он предотвращает перенапряжение на выходе преобразователя: в момент поджига лампы он холодный и протекающий через него ток разогревает катоды лампы, чтобы облегчить запуск, снизить износ, потом PTC нагревается, увеличивает своё сопротивление и не препятствует дальнейшей работе лампы.
  4. Предохранитель F1, необходимый для обеспечения пожаробезопасности.
  5. Выходной дроссель L1. Ограничивает ток через лампу.
  6. Трансформатор обратной связи TR1. Намотан на ферритовом кольце и является насыщающимся. От его параметров зависит частота генерации, а от неё — индуктивное сопротивление дросселя и ток через лампу.

В документе «Electronic Lamp Ballast Design» [4] приведена методика расчёта электронных балластов при разработке с нуля. При переделке готовых электронных балластов пригодятся формулы:

  1. Формула (1) на с. 3 — зависимость индуктивного сопротивления от частоты.
  2. Формула (3) на с. 3, и ненумерованная чуть ниже, связывающие индуктивность дросселя и ток через лампу.
  3. Формула (16) на с.8, определяющая частоту генерации.
  4. Формула (18) на с.10, связывающая ток протекающий через лампу с числом витков первичной обмотки и периметром сердечника трансформатора обратной связи. Ток протекающий через лампу равен току первичной обмотки.

Методика переделки электронных балластов под любую нужную мощность (в меньшую сторону)

  1. Определение тока. Измерьте напряжение U на штатной колбе б/у лампы, мощность которой P1 указана на корпусе. Ток I1 = P1 / U1. Если колба б/у лампы неисправна, примем допущение, что напряжение U1 на старой и новой U2 лампах примерно равны U1 = U2. Ток УФ-лампы I2 = P2 / U2. Соотношение токов I1/I2 определяет изменение числа витков первичной обмотки трансформатора обратной связи.
  2. Домотка первичной обмотки трансформатора обратной связи. Посчитайте количество витков первичной обмотки Np. Нужно домотать N = Np * (I1/I2 — 1) витков.
  3. Добавление обратных диодов в базовые цепи транзисторов. Напряжение и ток диодов малы, поэтому годятся почти любые быстрые диоды. Например, UF4007 или аналогичные, из других б/у балластов.
  4. Добавление терморезистора (если его не было) параллельно пусковому конденсатору.
  5. Добавление предохранителя F1 (если его не было). Номинальный ток предохранителя Iпр = 2P / Uсети выбирается по расчетному току нагрузки с учетом пусковых токов. Можно брать из других б/у балластов такой же или большей мощности.
  6. Испытание. Проводить в защитных очках.

  1. Временно подключить УФ-лампу. При первом включении подсоединить лампу накаливания мощностью 60-100 Вт последовательно с фазой питающей сети для предотвращения выхода из строя балласта в случае допущенных ошибок.
  2. Кратковременно включить питание без добавочной лампы, измерить ток, сравнить с рассчитанным.
  3. Сравнить реальную мощность на лампе с номинальной.
  4. Если номинальная мощность превышена на 2Вт и более, домотать ещё 1 виток первичной обмотки трансформатора обратной связи и повторить этот пункт.

Методика изготовления бактерицидной лампы

  1. Разборка лампы. Подогрейте корпус феном в области шва чтобы пластмасса стала эластичнее, просуньте тупой нож или плоскую отвёртку и отожмите защёлки.
  2. Доработка балласта — описана выше, делается при несовпадении мощностей УФ-лампы и балласта.
  3. Удаление колбы. Отсоедините выводы колбы от платы балласта. Подогрейте феном клей, которым приклеена колба, и расковыряйте его ножом, чтобы отделить колбу от корпуса.
  4. Доработка корпуса и установка УФ-лампы. Конкретные действия зависят от конструкции корпуса. В моём случае оказалось достаточно срезать часть пластика и сделать отверстия для выводов УФ-лампы. После припаивания проводов УФ лампа оказалась достаточно хорошо зафиксирована. Если планируется замена УФ-ламп, установите патрон.
  5. Сборка лампы. Проложите прокладку из изолирующего материала между платой и выводами УФ-лампы / патрона и соедините половинки корпуса.

Демонстрация предложенной методики.

Лампа ультрафиолетовая ESL-PL-9/UVCB/2G7/CL (аналог ДКБУ-9) мощностью 9Вт. Напряжение в лампе 60±6В.

Электронный балласт от лампы Happy Light мощностью 15 Вт. Колба неисправна.

I1 = 15 / 60 = 0,25 A
U1 = U2
I2 = 9 / 60 = 0,15 A
N = 4,67 округляется до 5 витков

Измеренное значение мощности 8,08Вт отличается в меньшую сторону от номинальных 9 Вт, что допустимо, т. к. незначительно влияет на эффективность и не снижает надёжность.

Рисунок 2: Крышка корпуса до доработки
Рисунок 2: Крышка корпуса до доработки

Рисунок 3: Трансформатор обратной связи с домотанной первичной обмоткой.
Рисунок 3: Трансформатор обратной связи с домотанной первичной обмоткой.

Рисунок 4: Тестовое подключение УФ-лампы к балласту.
Рисунок 4: Тестовое подключение УФ-лампы к балласту.

Рисунок 5: Подключение щупов осциллографа.
Рисунок 5: Подключение щупов осциллографа.

Рисунок 6: Осциллограммы тока и напряжения.
Рисунок 6: Осциллограммы тока и напряжения.

Рисунок 7: Осциллограмма мощности.
Рисунок 7: Осциллограмма мощности.

Доработанная крышка корпуса с установленной УФ-лампой
Рисунок 8: Доработанная крышка корпуса с установленной УФ-лампой

image
Рисунок 9: Окончательное подключение УФ-лампы к балласту.

image
Рисунок 10: Готовая лампа.

Работающая лампа
Рисунок 11: Работающая лампа.

Осторожно, озон

Для обеззараживания воздуха в помещениях рекомендуют применять ультрафиолетовые бактерицидные облучатели. Их устанавливают на предприятиях, в заведениях общепита, а также в ряде учебных заведений.

Как пояснили в воронежском управлении Роспотребнадзора, такие установки должны использоваться в помещениях, через которые проходит большое количество людей. Но при этом нужно внимательно читать инструкцию: лампы определенного типа могут давать избыточное облучение, из-за чего в воздухе повышается концентрация озона. А этот газ с "запахом дождя" оказывает довольно неприятное воздействие на организм.

— Если вы находились в помещении, где работала кварцевая лампа, или не проветрили комнату после ее выключения, то возможен ожог сетчатки или кожи, фотодерматит, — пояснила врач-дерматовенеролог Оксана Антонова.

В Роспотребнадзоре добавили, что согласно методическим рекомендациям, бактерицидные облучатели могут использоваться в присутствии взрослых людей, но детей и больных легочными заболеваниями при этом в помещении быть не должно. Рекомендуется применять безозоновые лампы и после обработки ультрафиолетом тщательно проветривать помещение.

Меры безопасности при использовании

Несмотря на все свои положительные и полезные качества, ртутно-кварцевая лампа при неправильной ее эксплуатации представляет серьезную угрозу здоровью и даже жизни человека. К основным факторам опасности РКЛ можно отнести:

  1. Ультрафиолетовое излучение, в том числе жесткое.
  2. Способность генерировать трехатомный кислород (озон).

Любая ртутно-кварцевая лампа – источник целого спектра УФ излучения, включая жесткое. Но если длинноволновый так называемый мягкий ультрафиолет опасен в основном для глаз, а для кожи вреден лишь в относительно больших дозах, то жесткий благодаря своей высокой ионизирующей способности в прямом смысле слова смертелен для любых биологических объектов (этим и объясняется бактерицидное действие РКЛ).

Очень часто пагубное действие жесткого ультрафиолета сильно недооценивается из-за того, что Солнце якобы тоже его излучает. Это так, но излучаемый Солнцем ультрафиолет жесткого спектра не достигает поверхности Земли, поскольку практически весь поглощается озоновым слоем и атмосферой.

Дополнительный фактор опасности – озон (О3), который представляет собой сильный окислитель и исключительно ядовит для человека (относится к первой группе опасности). Поэтому главное правило, которое должно неукоснительно соблюдаться при использовании ртутно-кварцевой лампы – отсутствие людей и домашних животных на обрабатываемом ультрафиолетом объекте. Кроме того, после отключения излучателя помещение, в котором он работал, нужно проветривать.

При использовании ламп высокого давления не стоит забывать, что их колба нагревается до температуры в сотни градусов и способна вызвать тепловой ожог самой высокой, четвертой степени.

Использование РКЛ в домашней медицине и гигиене недопустимо. Применение кварцевых ламп для лечения и профилактики заболеваний возможно только в составе специализированного оборудования, под наблюдением медицинского работника и лишь в условиях стационара.

лечение, уф

Лечение жестким ультрафиолетом должно проводиться в физиотерапевтическом кабинете и под наблюдением медицинского работника

Что касается осветительных ртутно-кварцевых ламп, к примеру, ДРЛ или ДРИ, то они практически не образуют озона, имеют минимальный уровень жесткого ультрафиолета и могут использоваться для освещения закрытых объектов, в которых люди не присутствуют постоянно (к примеру, цеха, склады и т. п.). При этом они могут быть как потолочного, так и настенного исполнения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector