תא UV AOP BS-OX: ניקוי פוטוכימי של משטחים באמצעות 185 nm ואוזון
ה-BS-OX הוא תא הקרנת UV AOP לניקוי פוטוכימי של משטחים, טיפול באוזון ושינוי מבוקר של זווית המגע. הוא מסיר זיהום אורגני ומעלה את אנרגיית הפנים של המשטח לפני הדבקה, ציפוי או הדפסה של חלקים – ללא טיפול מקדים כימי-רטוב. באטמוספרה מדוללת חמצן, בדרך כלל עם 1 % חמצן, אורך הגל 185 nm מייצר אוזון ומינים תגובתיים של חמצן המחמצנים שאריות; אורך הגל 254 nm מכסה חיטוי ופוטוליזה ישירה. ניתן להתקין שמונה מנורות UVC, ללא אוזון, מייצרות אוזון או בשילוב (4+4).
ניקוי והפעלה פוטוכימיים באמצעות UVC באורך גל 185 nm באטמוספרה מדוללת חמצן מובילים ליצירת אוזון וליצירת מינים תגובתיים של חמצן. אלה מחמצנים ביעילות זיהומים אורגניים ומעלים את אנרגיית הפנים של המשטח. כתוצאה מכך משתפרת יכולת ההרטבה ומתקבלת הפחתה שחזורית בזווית המגע. שילוב זה של UVC באורך גל 185 nm, אוזון ורדיקלים הוא תהליך חמצון מתקדם (AOP) – ומכאן השם תא UV AOP.
במקביל, קרינת ה-UV אנרגטית מספיק כדי לפרק תרכובות אורגניות, לדוגמה.
הספקטרום באורך גל 185 nm משמש ליצירת אוזון ורדיקלים וכן לפוטוליזה ישירה של שאריות אורגניות.
המכניזם הבסיסי מתואר בניקוי והפעלת משטחים באמצעות UVC.
אורך הגל 254 nm מאפשר גם תהליכי UVC קלאסיים כגון חיטוי וטיפול מקדים לתהליכי ציפוי.
ה-BS-OX יכול לפעול עם 8 מנורות UVC ללא אוזון או מייצרות אוזון. תצורה מעורבת ביחס 4+4 מאפשרת הפעלה אופציונלית עם אטמוספרת תהליך מכילת אוזון או ללא אוזון, ובכך תומכת בשליטה מדויקת בניקוי, בחמצון ובהפעלת המשטח.
כל המשטחים הפנימיים עשויים ממתכות לא מצופות ומקוורץ. ויתרו כליל על ציפויים אורגניים או שכבות הגנה מבוססות פולימר. כך אין תוצרי פירוק ואין פליטת גזים תחת הקרנה ב-185 nm/254 nm. התוצאה היא תא תהליך עם תנאי גבול יציבים לניקוי משטחים, טיפול באוזון ושינויים שחזוריים בזווית המגע.
ה-BS-OX מיועד לשימושים תעשייתיים ומדעיים שבהם שכבות שיוריות אורגניות, שאריות פוטורזיסט או אדסורבטים מגבילים את תפקוד הרכיבים.
תחומי יישום עבור תא AOP BS-OX
- הפעלה (אקטיבציה) של משטחי פולימר, זכוכית, קרמיקה ומתכת לפני הדבקה, איטום או ציפוי
- ניקוי רכיבים אופטיים, פרוסות (wafers), שבבים ומסננים, עם עלייה עוקבת בשטח הפנים הקוטבי
- כיוונון זווית המגע ואנרגיית הפנים עבור מיקרופלואידיקה, טכנולוגיה רפואית וטכנולוגיית חיישנים
- עיקור ופירוק מזהמים אורגניים בעלי פעילות ריחנית או צבעונית
הקרנה כפולה באורכי גל 185 nm ו-254 nm מאפשרת פירוק אמין של שאריות אורגניות באמצעות פוטוליזה ותגובות אוזון/חמצון ורדיקלים בהמשך.
במקביל, החלק הקוטבי של המשטח גדל, וזה מגדיר את יכולת ההרטבה וזווית המגע.
בהתבסס על פלטפורמת תא ההקרנה המוכחת BS, קיים תא דגימות UVC הומוגני, בעל ביצועים גבוהים, עם מידות פנימיות נדיבות. זמני עיבוד קצרים, טמפרטורות דגימה מתונות ותצורות מנורה גמישות מציבים את ה-BS-OX כמערכת עמידה למחקר, פיתוח וייצור, בייחוד בתעשיית המוליכים למחצה והאופטיקה וכן בטיפול מקדים במשטחים של חומרים מודרניים.
מפרט טכני של תא AOP BS-OX
| פנים התא | 50 × 30 × 25 cm |
| מידות התא | 81 × 59 × 63 cm |
| מידות UV-MAT | 19 × 25 × 10 cm |
| משקל | ~ 60 kg |
| משך ההקרנה | 1 s עד 999 days |
| הספק נצרך | 225 W |
| הזנת רשת החשמל | 230 VAC, 2 A |
| טמפרטורת הפעלה | 10 עד 40 °C |
| לחות | < 80% ללא עיבוי |
| אורך חיי המנורות | עד 8,000 h |
| מספר מנורות | 8 |
| סוג המנורה | UVC, מייצר אוזון; לחלופין ללא אוזון |
| הספק המנורה | 20 W לכל אחת |
| טמפרטורת הדגימה | 25 °C ± 5 °C |
| כניסת גז / פליטת גז | Festo QSK-G1/4-10 for 10 mm hose diameter |
| אוויר פליטה | מחבר DN 100 לצינור מתכת מתקפל וטיפול מתאים באוויר הפליטה |
| סיווג | קבוצה 0 לפי DIN EN 12198:2000 |
תא UVC לאוזון: לשם מה נדרש אורך גל של 185 nm
תא UVC פשוט פועל באורך גל של 254 nm ומפרק קשרים כימיים. תא UVC לאוזון מוסיף אורך גל של 185 nm – אורך גל זה מפצל חמצן אטמוספרי ומייצר אוזון בתוך התא. לאחר מכן האוזון מתפרק תחת 254 nm לחמצן אטומי.
רק השילוב הזה מנקה משטחים עד לשכבת שאריות מולקולרית. עם 254 nm בלבד השכבה האורגנית נשארת; עם 185 nm בלבד השלב השני חסר.
ספקטרות של תא ההקרנה BS-OX
תצורת המנורות קובעת את התהליך. התרשים הראשון מציג את מנורת ה-UVC המייצרת אוזון: מעבר ל-254 nm היא פולטת גם ב-185 nm, וקו זה מפרק חמצן לאוזון ולמינים תגובתיים של חמצן. התרשים השני מציג את המנורה ללא אוזון, שבה 185 nm חסר ופועלת רק פוטוליזה ישירה ב-254 nm. ניתן לשלב בין שני הסוגים (4+4) כדי לאזן בין חמצון לפוטוליזה.
שאלות נפוצות בנוגע לאוזון ואוויר פליטה במכשיר BS-OX
לא. כל עוד ההקרנה פועלת, דלת ה-BS-OX נעולה. גם בסיום ההקרנה הדלת אינה משתחררת באופן מיידי: מערכת בקרת האוורור המשולבת מבצעת קודם את שלב האוורור וההוצאה שנקבע, ורק לאחר מכן משחררת את הדלת. כך נמנע מצב שבו התא נפתח ישירות בסיום תהליך האוזון, והמפעיל נחשף לאוזון שנותר בתא.
יש להביא בחשבון 5 דקות. ריכוז האוזון שנותר בפועל תלוי בערבוב, בעומס ובריכוז ההתחלתי, ויש להעריך אותו כחלק מהערכת הסיכונים של המפעיל.
מדידה רציפה של ריכוז האוזון בתוך התא הסגור אינה חלק מהתקן הסטנדרטי של BS-OX. הריכוז הנוכחי בפועל תלוי במספר פרמטרים של התהליך: תצורת המנורות (מייצר אוזון, ללא אוזון או תצורה מעורבת 4+4), משך ההקרנה, ריכוז החמצן, זרימת האוויר והתגובות החמצוניות המתרחשות בתוך התא. בנוסף, חיישני חמצן ואוזון מזדקנים באופן יחסי מהיר ויש לכיילם בערך כל שישה חודשים – כך שמדידה מותקנת לצמיתות יוצרת מאמץ תחזוקה מתמשך. בפועל, מושגות תוצאות עקביות על ידי שמירה על פרמטרי התהליך קבועים.
ל-BS-OX חיבור מסוג DN 100, והוא מיועד לחיבור למערכת מתאימה של אוויר פליטה או טיפול באוויר פליטה. לא ניתן לקבוע ערך מינימלי או מקסימלי כללי של קצב זרימה ב-l/min, מכיוון שהדבר תלוי בהתקנה הספציפית ובתהליך המיועד. כערך התייחסות להוצאת אוויר, יש להניח נפח תא אחד בדקה, כלומר כ-40 l/min או 2.4 m³/h. החשוב הוא כיוון האפקט: חילוף אוויר רציף וגבוה בזמן ההקרנה מפחית את ריכוז האוזון בתוך התא ובכך מחליש את התהליך, בעוד שקצב זרימה גבוה רצוי בשלב האוורור.
השוואה בין שני בקרי ההקרנה
| תכונה |  |  |
|---|---|---|
| תצוגה | מסך מגע קפאסיטיבי | חד-צבעי, 128 x 64 px |
| זיכרון | כונן USB | – |
| הקרנות מבוקרות זמן | כן | כן |
| רישום מדידות | כן | – |
| ניתן לשמור צילומי מסך לכונן USB | כן | – |
| הפסקה והפעלה מחדש של הקרנות | כן | – |
| הוספת הערות וביאורים להקרנה | כן | – |
| שליטה מרחוק ממחשב | כן | – |
| רישומי הקרנה | על כונן USB | על המחשב |
| ניהול משתמשים ומצב מנהל | כן | – |
| עדכוני קושחה פשוטים | כן | כן |
שני יחידות הבקרה משתמשות באותם חיישנים, כך שניתן להשתמש באותו חיישן עם כל אחד מהמכשירים.
ה-UV-MAT Touch מופעל באמצעות מסך מגע קיבולי ברזולוציה גבוהה. מעבד Cortex ARM מבטיח עמידות ויכולת עדכון - ניתן להתקין פונקציות חדשות באתר. המכשיר ותוכנת המחשב תואמים ל-Windows 10 ו-11. הקרנות בערוץ יחיד ובריבוי ערוצים מוצגות באופן מספרי וגרפי, יחד עם אוסצילוגרמות וההגדרות. הפרמטרים מוגדרים ישירות במכשיר ומוגנים בסיסמה.
אפשרויות
אפשרות זו זמינה בנוסף לציוד הסטנדרטי:
 | אפשרות שליטה מרחוק ניתן להגדיר פרמטרים להקרנות מורכבות ומרובות שלבים - לדוגמה, הקרנה מקדימה בעצמת קרינה נמוכה ולאחריה הקרנת UVC בעצימות גבוהה - באמצעות אפשרות השליטה מרחוק. ניתן לתכנת עד 30 שלבים והפסקות, הנשלטים לפי מנת קרינה או לפי זמן. במקביל, ההקרנה נרשמת ונשמרת במחשב. |
מספרי הזמנה, היקף האספקה, אביזרים וגרסאות
| גרסה | מספר הזמנה |
|---|---|
| BS-OX | 860950 |
באורך גל 185 nm התא מייצר אוזון ומנקה משטחים באמצעותו; הקרינה באורך גל 254 nm מפחיתה בנוסף את העומס המיקרוביאלי. היקף האספקה כולל את BS-OX, את UV-MAT, כבל חשמל, המדריך ומנורות UVC - מייצרות אוזון אלא אם צוין אחרת.
| גרסה | מספר הזמנה |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930ox |
| UV-MAT | 820920ox |
תא ההקרנה נשלט באמצעות ה-UV-MAT - הן כ-UV-MAT עם תצוגה גרפית והן כ-UV-MAT Touch עם מסך מגע בגודל 5 אינץ' ותצוגת אוסצילוסקופ. שני הדגמים מודדים את עצמת הקרינה הנופלת ומכבים את ההקרנה תחת בקרת מנת קרינה.
| שם | מספר הזמנה |
|---|---|
| תוכנת מחשב עבור UV-MAT Touch | 860901 |
| שם | מספר הזמנה |
|---|---|
| מד מנת קרינה curelog ONE | 680001C |
מכשיר ה-curelog ONE בגרסת UVC מתעד את עצמת הקרינה הנופלת ואת מנת הקרינה בתוך התא. זהו מכשיר מדידה עצמאי בעל עמוד מוצר משלו. לבדיקת עצמת המנורות והזדקנותן אנו מומלצים על מכשירים אלחוטיים אלה: הם מתעדים את עצמת הקרינה הנופלת וניתן להשתמש בהם למעקב מחזורי אחר התהליך.
| שירות | מספר הזמנה |
|---|---|
| כיול יצרן | 710000 |
| כיול ISO 17025 | 17025 |
כיול מוכר בהתאם לתקן ISO/IEC 17025 המתבצע במעבדת הכיול שלנו. הכיולים זמינים ככיול יצרן וכן ככיול ISO 17025, ובעלי עקיבות מטרולוגית לתקני PTB.
