غرفة UV AOP طراز BS-OX: التنظيف السطحي الكيميائي الضوئي باستخدام 185 nm والأوزون
يُعدّ BS-OX حجرة تشعيع UV AOP مخصصة للتنظيف السطحي الكيميائي الضوئي، ومعالجة الأوزون، والتعديل المستهدف لزاوية التماس. فهو يُزيل التلوّث العضوي ويرفع طاقة السطح قبل لصق الأجزاء أو طلائها أو طباعتها – دون الحاجة إلى معالجة كيميائية رطبة مسبقة. في جو منخفض الأكسجين يحتوي عادةً على نسبة 1 % من الأكسجين، يُولّد الطول الموجي 185 nm الأوزون وأنواع الأكسجين الفعّالة التي تؤكسد المخلّفات؛ بينما يُغطي الطول الموجي 254 nm عمليتَي التطهير والانحلال الضوئي المباشر. يمكن تجهيز ثمانية مصابيح UVC بحيث تكون خالية من الأوزون، أو مولِّدة للأوزون، أو بتركيبة مختلطة (4+4).
يؤدي التنظيف والتنشيط الكيميائي الضوئي باستخدام أشعة UVC بطول موجي 185 nm في جو منخفض الأكسجين إلى تكوّن الأوزون وتوليد أنواع الأكسجين الفعّالة. وتعمل هذه الأنواع بكفاءة على أكسدة الملوّثات العضوية وزيادة طاقة السطح. ينتج عن ذلك تحسّن في قابلية البلل وانخفاض قابل للتكرار في زاوية التماس. ويُشكّل هذا التآزر بين أشعة UVC بطول 185 nm والأوزون والجذور الحرة عملية أكسدة متقدمة (AOP) – ومن هنا جاءت تسمية غرفة UV AOP.
وفي الوقت ذاته، يكون الإشعاع فوق البنفسجي كافي الطاقة لتفكيك المركّبات العضوية على سبيل المثال.
يُستخدم الطيف عند 185 nm لتكوين الأوزون والجذور الحرة، وكذلك للانحلال الضوئي المباشر للمخلّفات العضوية.
يتم وصف الآلية الكامنة وراء هذه العملية في التنظيف والتنشيط السطحي باستخدام UVC.
كما يتيح الطول الموجي 254 nm تنفيذ عمليات UVC التقليدية مثل التطهير والمعالجة المسبقة لعمليات الطلاء.
يمكن تشغيل BS-OX باستخدام 8 مصابيح UVC خالية من الأوزون أو مولِّدة له. كما تتيح التركيبة المختلطة بنسبة 4+4 خيار التشغيل في جو معالجة يحتوي على الأوزون أو خالٍ منه، مما يدعم التحكّم الدقيق في عمليات التنظيف والأكسدة والتنشيط السطحي.
جميع الأسطح الداخلية مصنوعة من معادن غير مطلية وزجاج الكوارتز، مع الاستغناء الكامل عن الطلاءات العضوية أو الطبقات الواقية القائمة على البوليمرات. وهذا يعني عدم وجود نواتج تحلل أو انبعاثات غازية تحت تأثير التشعيع بالطولين الموجيين 185 nm و254 nm. والنتيجة هي حجرة معالجة ذات ظروف حدّية مستقرة للتنظيف السطحي، ومعالجة الأوزون، والتغيّرات القابلة للتكرار في زاوية التماس.
صُمِّم BS-OX للتطبيقات الصناعية والعلمية التي تحدّ فيها الأغشية العضوية المتبقية، أو مخلّفات المقاومة الضوئية (الفوتوريزيست)، أو المواد الممتصّة، من وظائف المكوّنات.
مجالات تطبيق حجرة AOP طراز BS-OX
- تنشيط أسطح البوليمر والزجاج والسيراميك والمعدن قبل اللصق أو المانعة للتسرب أو الطلاء
- تنظيف المكوّنات البصرية والرقائق (wafers) والشرائح الدقيقة والمرشّحات مع زيادة لاحقة في المساحة السطحية القطبية
- ضبط زاوية التماس والطاقة السطحية لتطبيقات الموائع الدقيقة والتقنية الطبية وتقنية الاستشعار
- التعقيم وتحليل الملوّثات العضوية ذات الرائحة أو اللون
يتيح التشعيع المزدوج عند 185 nm و254 nm تحليلاً موثوقاً للمخلفات العضوية عن طريق التحلّل الضوئي وما يتبعه من تفاعلات الأوزون/الأكسدة والتفاعلات الجذرية.
وفي الوقت نفسه، يزداد الجزء القطبي من السطح، وهو ما يحدّد قابلية البلل وزاوية التماس.
استناداً إلى منصة حجرة التشعيع BS المُثبتة الجدوى، تتوفر حجرة عيّنات UVC متجانسة وعالية الأداء ذات أبعاد داخلية واسعة. وتؤهّل أزمنة المعالجة القصيرة، ودرجات حرارة العيّنات المعتدلة، وتشكيلات المصابيح المرنة نظام BS-OX ليكون نظاماً متيناً للبحث والتطوير والإنتاج، لا سيما في تصنيع أشباه الموصلات والبصريات وكذلك في المعالجة السطحية المسبقة للمواد الحديثة.
البيانات الفنية لحجرة AOP طراز BS-OX
| الحيّز الداخلي للحجرة | 50 × 30 × 25 cm |
| أبعاد الحجرة | 81 × 59 × 63 cm |
| أبعاد UV-MAT | 19 × 25 × 10 cm |
| الوزن | ~ 60 kg |
| زمن التشعيع | من 1 s إلى 999 يوم |
| القدرة المستهلَكة | 225 W |
| التغذية من شبكة الكهرباء | 230 VAC, 2 A |
| درجة حرارة التشغيل | من 10 إلى 40 °C |
| الرطوبة | < 80% دون تكاثف |
| العمر التشغيلي للمصابيح | حتى 8,000 h |
| عدد المصابيح | 8 |
| نوع المصباح | UVC، مولِّد للأوزون؛ أو خالٍ من الأوزون كبديل |
| قدرة المصباح | 20 W لكل مصباح |
| درجة حرارة العيّنة | 25 °C ± 5 °C |
| مدخل الغاز / مخرج الغاز | Festo QSK-G1/4-10 لقطر خرطوم 10 mm |
| هواء العادم | وصلة DN 100 لخرطوم معدني مموّج مع معالجة مناسبة لهواء العادم |
| التصنيف | المجموعة 0 وفقاً للمواصفة DIN EN 12198:2000 |
حجرة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية UVC: ما هو الاستخدام المطلوب لطول موجي 185 nm
تعمل حجرة UVC العادية عند 254 nm وتكسر الروابط. أمّا حجرة الأوزون بالأشعة فوق البنفسجية UVC فتضيف طول موجي 185 nm - وهذا الطول الموجي يشطر الأكسجين الجوي ويولّد الأوزون داخل الحجرة. ثمّ يتحلّل الأوزون تحت تأثير 254 nm إلى أكسجين ذرّي.
هذا التوليف فقط هو ما ينظّف الأسطح وصولاً إلى المخلّفات الجزيئية. فباستخدام 254 nm وحده تبقى الطبقة العضوية؛ وباستخدام 185 nm وحده تغيب الخطوة الثانية.
أطياف حجرة التشعيع BS-OX
تحدّد تهيئة المصابيح مسار العملية. يوضّح الشكل الأول مصباح الأشعة فوق البنفسجية UVC المولِّد للأوزون: فإلى جانب 254 nm يُصدر أيضاً عند 185 nm، وهذا الخط الطيفي يشطر الأكسجين إلى أوزون وأنواع الأكسجين الفعّالة. ويوضّح الشكل الثاني المصباح الخالي من الأوزون، حيث ينعدم فيه الطول الموجي 185 nm ولا يعمل سوى التحلّل الضوئي المباشر عند 254 nm. ويمكن الجمع بين النوعين (4+4) لتحقيق التوازن بين الأكسدة والتحلّل الضوئي.
الأسئلة الشائعة حول الأوزون وهواء العادم في BS-OX
لا. أثناء تشغيل التشعيع، يكون باب BS-OX مقفلاً. وبعد انتهاء التشعيع، لا يُفتح الباب فوراً: إذ يقوم نظام التنقية المدمج أولاً بتنفيذ مرحلة التنقية والشفط المحددة، ثم يُحرَّر الباب بعد ذلك فقط. وهذا يستبعد إمكانية فتح الحجرة مباشرةً بعد عملية الأوزون، مما قد يعرّض المُشغِّل للأوزون المتبقي.
يُحسب لها زمن قدره 5 دقائق. ويعتمد تركيز الأوزون المتبقي فعلياً على درجة الخلط والحمولة والتركيز الابتدائي، وينبغي تقييمه ضمن تقييم المخاطر الذي يجريه المُشغِّل.
القياس المستمر لتركيز الأوزون داخل الحجرة المغلقة ليس جزءاً من التجهيز القياسي لجهاز BS-OX. ويعتمد التركيز الفعلي الموجود على عدة معاملات للعملية: تهيئة المصابيح (مولِّدة للأوزون، أو خالية من الأوزون، أو مزيج 4+4)، وزمن التشعيع، وتركيز الأكسجين، وتدفق الهواء، وتفاعلات الأكسدة الجارية داخل الحجرة. إضافةً إلى ذلك، تتقادم مستشعرات الأكسجين والأوزون بسرعة نسبياً ويجب معايرتها كل ستة أشهر تقريباً - ولذلك فإن تركيب قياس دائم يستلزم جهد صيانة مستمراً. وفي التطبيق العملي، تتحقق نتائج قابلة للتكرار من خلال الحفاظ على ثبات معاملات العملية.
يحتوي جهاز BS-OX على وصلة DN 100 وهو مُعدّ للتوصيل بنظام مناسب لهواء العادم أو معالجة هواء العادم. ولا يمكن تحديد قيمة دنيا أو قصوى عامة الصلاحية لمعدل التدفق الحجمي بوحدة l/min تحديداً ذا معنى، لأن ذلك يعتمد على التركيب المحدد وعلى العملية المقصودة. وكقيمة إرشادية للشفط، يُفترض حجم حجرة واحد في الدقيقة، أي ما يعادل نحو 40 l/min أو 2.4 m³/h. والمهم هو اتجاه التأثير: فتبادل الهواء المستمر بمعدل مرتفع أثناء التشعيع يقلل من تركيز الأوزون داخل الحجرة ويُضعف بذلك العملية، في حين يُستحسن وجود معدل تدفق مرتفع أثناء مرحلة التنقية.
مقارنة بين وسيلتَي التحكّم في التشعيع
| الميزة |  |  |
|---|---|---|
| الشاشة | شاشة لمس سعوية | أحادية اللون، 128 x 64 بكسل |
| الذاكرة | عصا USB | – |
| عمليات التشعيع المتحكَّم بها زمنيًا | نعم | نعم |
| تسجيل القياسات | نعم | – |
| يمكن حفظ لقطات الشاشة على عصا USB | نعم | – |
| إيقاف عمليات التشعيع مؤقتًا وإعادة تشغيلها | نعم | – |
| إضافة ملاحظات وتعليقات إلى عملية التشعيع | نعم | – |
| التحكّم عن بُعد من حاسوب | نعم | – |
| سجلات التشعيع | على عصا USB | على الحاسوب |
| إدارة المستخدمين ووضع الإدارة | نعم | – |
| تحديثات بسيطة للبرنامج الثابت | نعم | نعم |
تستخدم وحدتا التحكّم كلتاهما المستشعرات ذاتها، بحيث يمكن استخدام المستشعر نفسه مع أي من الجهازين.
يُشغَّل جهاز UV-MAT Touch عبر شاشة لمس سعوية عالية الدقة. يوفّر معالج Cortex ARM المتانة وإمكانية التحديث - إذ يمكن تركيب وظائف جديدة في الموقع. الجهاز وبرنامج الحاسوب متوافقان مع Windows 10 و11. تُعرض عمليات التشعيع أحادية القناة ومتعددة القنوات رقمياً وبيانياً، إلى جانب المخططات الترددية والإعدادات. تُضبط المعاملات مباشرة على الجهاز وهي محمية بكلمة مرور.
الخيارات
يتوفّر هذا الخيار بالإضافة إلى التجهيز القياسي:
 | خيار التحكّم عن بُعد يمكن باستخدام خيار التحكّم عن بُعد ضبط عمليات تشعيع معقّدة ومتعدّدة المراحل - على سبيل المثال تشعيع أوّلي بشدّة إشعاع منخفضة يليه تشعيع بأشعة UVC عالية الشدّة. تتوفّر إمكانية ضبط ما يصل إلى 30 خطوة وفترة توقّف يتم التحكّم فيها بالجرعة أو بالزمن. وفي الوقت نفسه، يتم تسجيل عملية التشعيع وتخزينها على الحاسوب. |
أرقام الطلب ونطاق التوريد والملحقات والإصدارات
| الإصدار | رقم الطلب |
|---|---|
| BS-OX | 860950 |
عند 185 nm تُولّد الحجرة الأوزون وتُنظّف الأسطح به؛ كما يُسهم إشعاع 254 nm إضافياً في تقليل الحمل الميكروبي. يشمل نطاق التوريد BS-OX وUV-MAT وكابل التغذية الكهربائية ودليل الاستخدام ومصابيح UVC - وهي مولِّدة للأوزون ما لم يُذكر خلاف ذلك.
| الإصدار | رقم الطلب |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930ox |
| UV-MAT | 820920ox |
يتم التحكّم في الحجرة بواسطة UV-MAT - إما كجهاز UV-MAT بشاشة عرض رسومية أو كجهاز UV-MAT Touch بشاشة لمس مقاس 5 بوصات وعرض راسم الإشارة (أوسيلوسكوب). يقيس كلا الجهازين شدة الإشعاع الساقط ويتوقفان عن العمل بناءً على التحكّم في الجرعة الإشعاعية.
| التسمية | رقم الطلب |
|---|---|
| برنامج الحاسوب لجهاز UV-MAT Touch | 860901 |
| التسمية | رقم الطلب |
|---|---|
| مقياس الجرعة curelog ONE | 680001C |
يقوم curelog ONE في إصدار UVC بتسجيل شدة الإشعاع الساقط والجرعة الإشعاعية داخل الحجرة. وهو جهاز قياس مستقل بذاته وله صفحة منتج خاصة به. للتحقّق من شدّة المصابيح وتقادمها، نوصي باستخدام هذه الأجهزة اللاسلكية: فهي تسجّل شدة الإشعاع الساقط ويمكن استخدامها للمراقبة الدورية للعمليات.
| الخدمة | رقم الطلب |
|---|---|
| معايرة المصنع | 710000 |
| معايرة ISO 17025 | 17025 |
معايرة معتمدة وفقاً للمواصفة ISO/IEC 17025 في مختبر المعايرة الخاص بنا. تتوفّر المعايرات كمعايرة مصنع وكمعايرة ISO 17025، وهي قابلة للإرجاع المترولوجي إلى معايير PTB.
منشورات تستخدم حجرات التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية
لا نحتفظ بقائمة مراجع منفصلة لهذا الجهاز بعينه – فالمنشورات عادةً ما تذكر عائلة المنتج لا الطراز. المدرَج هنا هو أحدث 10 أعمال استُخدمت فيها حجرات التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية.
Downloads
أوراق البيانات متاحة بالألمانية والإنجليزية، والنسخة الإنجليزية هي المعتمدة.
