Komora UV AOP BS-OX: fotochemiczne czyszczenie powierzchni za pomocą 185 nm i ozonu
BS-OX to komora napromieniowania UV AOP przeznaczona do fotochemicznego czyszczenia powierzchni, obróbki ozonem oraz celowej modyfikacji kąta zwilżania. Usuwa ona zanieczyszczenia organiczne i podnosi energię powierzchniową przed klejeniem, powlekaniem lub zadrukowaniem elementów – bez chemicznej obróbki wstępnej na mokro. W atmosferze zubożonej w tlen, zawierającej zazwyczaj 1 % tlenu, promieniowanie 185 nm wytwarza ozon i reaktywne formy tlenu, które utleniają zanieczyszczenia; 254 nm obejmuje dezynfekcję i bezpośrednią fotolizę. Osiem lamp UVC może być zamontowanych jako bezozonowe, ozonotwórcze lub w konfiguracji mieszanej (4+4).
Fotochemiczne czyszczenie i aktywacja za pomocą promieniowania UVC 185 nm w atmosferze zubożonej w tlen prowadzi do powstawania ozonu oraz generowania reaktywnych form tlenu. Skutecznie utleniają one zanieczyszczenia organiczne i zwiększają energię powierzchniową. Efektem jest poprawiona zwilżalność oraz powtarzalne zmniejszenie kąta zwilżania. To współdziałanie UVC 185 nm, ozonu i rodników stanowi zaawansowany proces utleniania (AOP) – stąd nazwa komora UV AOP.
Jednocześnie promieniowanie UV jest wystarczająco energetyczne, aby rozszczepiać na przykład związki organiczne.
Widmo 185 nm wykorzystywane jest do tworzenia ozonu i rodników, a także do bezpośredniej fotolizy pozostałości organicznych.
Podstawowy mechanizm opisano w Czyszczenie i aktywacja powierzchni za pomocą UVC.
Długość fali 254 nm umożliwia również klasyczne procesy UVC, takie jak dezynfekcja i obróbka wstępna do procesów powlekania.
BS-OX może pracować z 8 bezozonowymi lub ozonotwórczymi lampami UVC. Konfiguracja mieszana w proporcji 4+4 umożliwia opcjonalną pracę z atmosferą procesową zawierającą ozon lub bezozonową, wspierając tym samym precyzyjną kontrolę czyszczenia, utleniania i aktywacji powierzchni.
Wszystkie powierzchnie wewnętrzne wykonane są z niepowlekanych metali i szkła kwarcowego. Całkowicie zrezygnowano z powłok organicznych lub warstw ochronnych na bazie polimerów. Oznacza to brak produktów degradacji oraz brak wydzielania gazów pod wpływem napromieniowania 185 nm/254 nm. Rezultatem jest komora procesowa o stabilnych warunkach brzegowych dla czyszczenia powierzchni, obróbki ozonem i powtarzalnych zmian kąta zwilżania.
BS-OX został zaprojektowany do zastosowań przemysłowych i naukowych, w których organiczne filmy resztkowe, pozostałości fotorezystu lub adsorbaty ograniczają funkcjonalność komponentów.
Obszary zastosowania komory AOP BS-OX
- Aktywacja powierzchni polimerów, szkła, ceramiki i metalu przed klejeniem, uszczelnianiem lub powlekaniem
- Czyszczenie elementów optycznych, wafli, mikroczipów i filtrów wraz z następującym po nim zwiększeniem polarnej powierzchni czynnej
- Regulacja kąta zwilżania i energii powierzchniowej na potrzeby mikrofluidyki, techniki medycznej i techniki sensorowej
- Sterylizacja i degradacja zanieczyszczeń organicznych o działaniu zapachowym lub barwiącym
Podwójne napromieniowanie o długości fali 185 nm i 254 nm umożliwia niezawodną degradację pozostałości organicznych poprzez fotolizę oraz następczy ozon/utlenianie i reakcje rodnikowe.
Jednocześnie zwiększa się polarna część powierzchni, która determinuje zwilżalność i kąt zwilżania.
W oparciu o sprawdzoną platformę komory napromieniowania BS dostępna jest jednorodna, wydajna komora próbek UVC o dużych wymiarach wewnętrznych. Krótkie czasy procesów, umiarkowane temperatury próbek oraz elastyczne konfiguracje lamp sprawiają, że BS-OX jest solidnym systemem do badań, rozwoju i produkcji, szczególnie w produkcji półprzewodników i optyki, a także w obróbce wstępnej powierzchni nowoczesnych materiałów.
Dane techniczne komory AOP BS-OX
| Wnętrze komory | 50 × 30 × 25 cm |
| Wymiary komory | 81 × 59 × 63 cm |
| Wymiary UV-MAT | 19 × 25 × 10 cm |
| Waga | ~ 60 kg |
| Czas napromieniowania | od 1 s do 999 dni |
| Pobór mocy | 225 W |
| Zasilanie sieciowe | 230 VAC, 2 A |
| Temperatura pracy | od 10 do 40 °C |
| Wilgotność | < 80% bez kondensacji |
| Trwałość lamp | do 8000 h |
| Liczba lamp | 8 |
| Typ lamp | UVC, ozonotwórcza; alternatywnie bezozonowa |
| Moc lamp | 20 W każda |
| Temperatura próbki | 25 °C ± 5 °C |
| Wlot gazu / Wylot gazu | Festo QSK-G1/4-10 na średnicę węża 10 mm |
| Powietrze wywiewane | Przyłącze DN 100 do metalowego węża karbowanego i odpowiedniej obróbki powietrza wywiewanego |
| Klasyfikacja | Grupa 0 według DIN EN 12198:2000 |
Komora ozonowa UVC: do czego potrzebna jest długość fali 185 nm
Zwykła komora UVC pracuje przy 254 nm i rozrywa wiązania. Komora ozonowa UVC dodaje 185 nm – ta długość fali rozszczepia tlen atmosferyczny i wytwarza ozon wewnątrz komory. Ozon następnie rozkłada się pod wpływem 254 nm do tlenu atomowego.
Tylko takie połączenie oczyszcza powierzchnie aż do poziomu pozostałości molekularnych. Przy samej długości 254 nm warstwa organiczna pozostaje; przy samej długości 185 nm brakuje drugiego etapu.
Widma komory napromieniowania BS-OX
Konfiguracja lamp decyduje o przebiegu procesu. Pierwszy rysunek przedstawia ozonotwórczą lampę UVC: oprócz 254 nm emituje ona również przy 185 nm, a ta linia rozszczepia tlen na ozon i reaktywne formy tlenu. Drugi przedstawia lampę bezozonową, w której brakuje 185 nm i działa jedynie bezpośrednia fotoliza przy 254 nm. Oba typy można łączyć (4+4), aby zrównoważyć utlenianie z fotolizą.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące ozonu i powietrza wywiewanego w BS-OX
Nie. Podczas trwania napromieniowania drzwi BS-OX są zablokowane. Po zakończeniu napromieniowania drzwi nie są od razu odblokowywane: zintegrowany układ sterowania przepłukiwaniem najpierw przeprowadza określoną fazę przepłukiwania i odprowadzania powietrza, a dopiero potem odblokowuje drzwi. Wyklucza to możliwość otwarcia komory bezpośrednio po procesie ozonowania, przy którym operator byłby narażony na obecny jeszcze ozon.
Należy przewidzieć 5 minut. Rzeczywiście pozostałe stężenie ozonu zależy od mieszania, wsadu i stężenia początkowego i powinno zostać ocenione w ramach oceny ryzyka przeprowadzanej przez operatora.
Ciągły pomiar stężenia ozonu wewnątrz zamkniętej komory nie jest częścią standardowego BS-OX. Rzeczywiście występujące stężenie zależy od kilku parametrów procesu: konfiguracji lamp (ozonotwórcze, bezozonowe lub mieszane 4+4), czasu napromieniowania, stężenia tlenu, przepływu powietrza oraz reakcji utleniania zachodzących wewnątrz komory. Ponadto czujniki tlenu i ozonu starzeją się stosunkowo szybko i muszą być wzorcowane mniej więcej co sześć miesięcy – stały pomiar wymagałby więc ciągłych nakładów na konserwację. W praktyce powtarzalne wyniki osiąga się poprzez utrzymywanie stałych parametrów procesu.
BS-OX posiada przyłącze DN 100 i jest przeznaczony do podłączenia do odpowiedniego systemu odprowadzania lub oczyszczania powietrza wywiewanego. Nie można sensownie podać ogólnie obowiązującej minimalnej lub maksymalnej wartości natężenia przepływu objętościowego w l/min, ponieważ zależy ona od konkretnej instalacji i zamierzonego procesu. Jako wartość orientacyjną dla odprowadzania należy przyjąć jedną objętość komory na minutę, czyli około 40 l/min lub 2,4 m³/h. Istotny jest kierunek działania: wysoka ciągła wymiana powietrza podczas napromieniowania zmniejsza stężenie ozonu wewnątrz komory i tym samym osłabia proces, natomiast podczas fazy przepłukiwania pożądany jest wysoki przepływ objętościowy.
Porównanie dwóch systemów kontroli napromieniowania
| Funkcja |  |  |
|---|---|---|
| Wyświetlacz | pojemnościowy wyświetlacz dotykowy | monochromatyczny, 128 x 64 px |
| Pamięć | pamięć USB | – |
| Napromieniowania kontrolowane czasowo | tak | tak |
| Zapis wyników pomiarów | tak | – |
| Zapis zrzutów ekranu na pamięci USB | tak | – |
| Wstrzymywanie i ponowne uruchamianie napromieniowań | tak | – |
| Dodawanie notatek i komentarzy do napromieniowania | tak | – |
| Zdalne sterowanie z komputera | tak | – |
| Rejestry napromieniowań | na pamięci USB | na komputerze |
| Zarządzanie użytkownikami i tryb administratora | tak | – |
| Proste aktualizacje oprogramowania | tak | tak |
Obie jednostki sterujące wykorzystują te same czujniki, dzięki czemu jeden czujnik może być używany z każdym z tych urządzeń.
UV-MAT Touch obsługuje się za pomocą wysokorozdzielczego pojemnościowego ekranu dotykowego. Procesor Cortex ARM zapewnia trwałość i możliwość aktualizacji – nowe funkcje można zainstalować na miejscu. Urządzenie oraz oprogramowanie PC są kompatybilne z Windows 10 i 11. Napromieniowania jedno- i wielokanałowe są przedstawiane numerycznie i graficznie, wraz z oscylogramami i ustawieniami. Parametry ustawia się bezpośrednio na urządzeniu i są one zabezpieczone hasłem.
Opcje
Ta opcja jest dostępna jako dodatek do wyposażenia standardowego:
 | Opcja zdalnego sterowania Złożone, wieloetapowe napromieniowania - na przykład napromieniowanie wstępne przy niskim natężeniu napromieniowania, po którym następuje napromieniowanie UVC o wysokiej intensywności - można zaparametryzować za pomocą opcji zdalnego sterowania. Możliwe jest do 30 kroków i przerw kontrolowanych dawką lub czasem. Jednocześnie napromieniowanie jest rejestrowane i zapisywane na komputerze PC. |
Numery zamówieniowe, zakres dostawy, akcesoria i wersje
| Wersja | Numer zamówienia |
|---|---|
| BS-OX | 860950 |
Przy 185 nm komora wytwarza ozon i czyści nim powierzchnie; promieniowanie 254 nm dodatkowo redukuje obciążenie mikrobiologiczne. Zakres dostawy obejmuje BS-OX, UV-MAT, kabel sieciowy, instrukcję obsługi oraz lampy UVC - ozonotwórcze, o ile nie podano inaczej.
| Wersja | Numer zamówienia |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930ox |
| UV-MAT | 820920ox |
Komora jest sterowana przez UV-MAT - albo jako UV-MAT z wyświetlaczem graficznym, albo jako UV-MAT Touch z 5-calowym wyświetlaczem dotykowym i widokiem oscyloskopu. Oba urządzenia mierzą natężenie napromienienia i wyłączają się w ramach kontroli dawki.
| Oznaczenie | Numer zamówienia |
|---|---|
| Oprogramowanie PC do UV-MAT Touch | 860901 |
| Oznaczenie | Numer zamówienia |
|---|---|
| curelog ONE dose meter | 680001C |
curelog ONE w wersji UVC rejestruje natężenie napromienienia oraz dawkę wewnątrz komory. Jest to samodzielne urządzenie pomiarowe z własną stroną produktową. Do sprawdzania natężenia lampy i jej starzenia się zalecamy te bezprzewodowe przyrządy: rejestrują one natężenie napromienienia i mogą być używane do cyklicznego monitorowania procesu.
| Usługa | Numer zamówienia |
|---|---|
| Wzorcowanie fabryczne | 710000 |
| Wzorcowanie ISO 17025 | 17025 |
Akredytowane wzorcowanie zgodne z ISO/IEC 17025 we własnym laboratorium wzorcującym. Wzorcowania są dostępne jako wzorcowanie fabryczne oraz jako wzorcowanie ISO 17025 i są spójne pomiarowo z wzorcami PTB.
Publikacje wykorzystujące komory napromieniowania UV
Nie prowadzimy odrębnej bibliografii dla tego konkretnego urządzenia – publikacje zazwyczaj podają rodzinę produktów, a nie model. Poniżej wymieniono 10 najnowszych prac, w których wykorzystano komory napromieniowania UV.
Downloads
Karty katalogowe są dostępne w języku niemieckim i angielskim. Wiążąca jest wersja angielska.
