УФ лампа: как выбрать, производители, виды

Естественное ультрафиолетовое излучение попадает к нам от солнца. Оно используется всеми живыми существами и растениями на планете. Ультрафиолет способствует выработке в организме человека витамина D, повышает сопротивление к инфекциям.

В наши дни широко используют искусственные источники этого излучения. Ультрафиолетовая лампа стала обыденным прибором не только в производстве, но и в дома. Промышленность выпускает большое количество разновидностей этих устройств различного назначения. Для того, чтобы от таких приборов получать только пользу, нужно иметь представление об их назначении и правилах использования.

Ультрафиолетовое излучение

Этот вид излучения открыли более 200 лет назад. Оно невидимо для человеческого глаза, и в спектре занимает диапазон между видимым светом и рентгеновским излучением. Термин произошёл от двух латинских слов ultra (сверх) и violet (фиолетовый) или сокращённо UV. Длины волн УФ-спектра условно делят на 3 типа:

• коротковолновые 100-280 нм (UVC);
• средневолновые 280-315 нм (UVB);
• длинноволновой 315-400 нм (UVA).

Действие ультрафиолета на живые организмы зависит от длины волны. Излучение UVA называют мягким. Оно минимально проникает в живые ткани, благотворно действует на растения. Умеренное облучение им приносит только пользу. Именно под такими лучами загорают люди, но нужно знать меру, иначе можно получить ожоги.

Средневолновой ультрафиолет (UVB) проникает в верхние слои тканей и вызывает их изменение, разрушается ДНК. В итоге получается радиационный ожог. Такое излучение опасно для растений, вирусы и бактерии также быстро погибают.

Коротковолновый диапазон (UVC) самый опасный. От него повреждаются все живые клетки. Даже в минимальных дозах оно разрушает ДНК, вызывает мутации. У людей после облучения возникают злокачественные опухоли кожи, ожоги сетчатки. От такого излучения ионизируются молекулы кислорода воздуха, что приводит к образованию озона (O₃). Это сильнейший окислитель, который также вреден для человека.

Губительное действие ультрафиолета на микроорганизмы используется для стерилизации медицинских инструментов, обеззараживания помещений и жидкостей.

Как выбрать

Выбор модели ультрафиолетовой лампы должен быть обдуманным, так как неправильное применение прибора принесёт только вред. Прежде всего нужно уяснить, для чего она нужна. Ведь УФ излучатели бывают различного устройства и назначения. Поэтому, перед тем как купить, следует ознакомиться с описанием прибора и его назначением.

В домашних условиях чаще всего используют лампы с диапазоном излучения от 280 до 410 нм.

Если требуется проводить дезинфекцию комнат, то понадобится устройство открытого типа. Для очистки воздуха и устранения запахов подойдёт ретикулятор, где излучатель зарыт кожухом и не повредит глаза присутствующим. Но не нужно увлекаться частым включением бактерицидной лампы, так как постоянно стерильная окружающая среда понижает иммунитет.

Выбор приборов для лечения заболеваний должен быть согласован с врачом. Он подскажет конкретную модель и дозировку облучения. Самолечение может негативно сказаться на здоровье. При выборе обратите внимание на количество насадок в комплекте.

Для обработки замкнутых пространств (шкафы, холодильники, закрытые ниши) подойдут компактные модели, но нужно учесть, на какой объём они рассчитаны. Лучше, если прибор будет известного производителя, а заявленный срок службы продолжительный.

Устройство УФ-ламп и принцип работы

Ультрафиолетовая лампа не сложна по устройству. По сути дела, это тот же газоразрядный источник света. Конструктивно прибор состоит из стеклянной колбы, внутреннее пространство которой заполнено инертным газом и парами ртути. Сбоку корпуса впаяны электроды, которые подают ток на тугоплавкие спирали из вольфрама.

При включении в колбе возникает тлеющий разряд, благодаря чему молекулы ртути начинают испускать ультрафиолетовое излучение широкого спектра. Похожее устройство имеют обычные люминесцентные лампы.

Если сделать колбу из обычного кварцевого стекла, то ртутная лампочка будет испускать весь диапазон излучения, что может нанести вред. Поэтому для оболочки используют материалы, которые пропускают излучение нужного диапазона. Так через эритемное стекло проходит только длинноволновый ультрафиолет (UVA), через увиолевое – средневолновый(UVB). Эти материалы делают по специальной технологии с добавлением определённых химических элементов.

Для поддержания стабильности тлеющего разряда, ультрафиолетовые лампы подключают к электрической сети через пускорегулирующие устройства (ЭПРА). Они бывают двух видов: электромагнитные и электронные. Подключение УФ-ламп без ЭПРА приведёт к их перегоранию.

Ультрафиолетовый источник излучения обычно фиксируется в специальном светильнике или лечебном приборе (установке). Цоколи для подключения бывают разные и зависят от конструкции самой люминесцентной лампочки.

Разновидности ламп

В зависимости от применяемых материалов и диапазона излучения, выделяют 4 вида этих приборов:

• ртутные низкого давления;
• амальгамные низкого давления;
• ртутные высокого давления;
• импульсные ксеноновые.

Все они нашли широкое применение в промышленности, медицине, в быту.

Ртутные лампы низкого давления

Эти излучатели получили наибольшее распространение из-за хорошего бактерицидного эффекта, экономичности, длительного срока эксплуатации. Такие лампы генерируют ультрафиолет на частоте 253,7 нм. Их коэффициент полезного действия (КПД) достигает 35–40%. В зависимости от размеров, внутри колбы содержится от 3 до 10 мг ртути.

Прозрачная наружная оболочка выплавляется из специального стекла: увиолевого боросиликатного или кварцевого с особыми свойствами. Первый материал бывает трёх видов:

• силикатный (содержит примерно 75% диоксида кремния);
• боросиликатный (к диоксиду кремния добавлено 12—14% оксида бора);
• фосфатный (около 80% оксида фосфора).

Коротковолновый диапазон отсекается, поэтому озон при работе таких ультрафиолетовых ламп не образуется. Недостатком устройств является небольшая мощность, что не позволяет их использовать в больших установках.

Амальгамные лампы низкого давления

Такие ультрафиолетовые лампы более безопасны, так как содержащаяся внутри ртуть находится в связанном состоянии в виде сплава с висмутом и индием (амальгама). Этот состав в твёрдом состоянии покрывает внутреннюю поверхность стеклянной колбы. При нагревании ртуть испаряется и излучает ультрафиолет с длинной волны около 254 нм. Интенсивность излучения у них в 3 раза выше, чем у ртутных ламп.

Основными преимуществами амальгамных лампочек являются безопасность и долговечность. Повреждение холодной колбы не вызывает загрязнения окружающей среды ядовитой ртутью. Осколки утилизируются обычным способом. Продолжительность работы таких приборов увеличена больше чем 2 раза, по сравнению со ртутными лампами.

Ртутные лампы высокого давления

Несмотря на невысокий КПД (15–17%) такие ультрафиолетовые лампы используются в мощных установках (до 1000 Вт). Излучатели имеют малые размеры, однако для повышения мощности внутрь закачано много ртути. Её содержание достигает сотни миллиграмм, что создаёт определённые риски для экологии. Диапазон излучения меньше 200 нм, поэтому при работе активно образуется озон.

Повышенная мощность прибора способствует сильному нагреву, из-за этого они требуют охлаждения. После подачи электрического тока такие лампы начинают излучать через 5–10 минут. Рабочий ресурс устройств составляет около 1000 часов, применяют в промышленном оборудовании.

Импульсные ксеноновые лампы

Ртутно-ксеноновые лампы выдают излучения в ультрафиолетовом диапазоне высокой мощности. Они совмещают преимущества обычных ксеноновых и ртутных устройств высокого давления.

Их излучение включает в себя диапазон от инфракрасной области до ультрафиолетовой, причём интенсивность последней более высокая. Такие лампы мгновенно стартуют и могут перезажигаться без заметной задержки.

Принцип действия основан на возникновении плазмы внутри колбы лампочки при пропускании электрического разряда. В результате этого появляется вспышка света, спектр которой близок к солнечному спектру.

Импульсные ксеноновые лампы компактны, не греются, выделяемая тепловая мощность от 5 до 60 Вт. Интенсивность светового потока и другие параметры изменяются в зависимости от потребностей, но для этого нужно громоздкое и сложное оборудование.

Срок эксплуатации таких излучателей около 1000 часов. Применяют импульсные ксеноновые лампы в медицинских приборах, промышленной автоматике, спектрофотометрах.

Практическое применение ультрафиолетовых излучателей

Полезные свойства ультрафиолетовых ламп люди научились использовать давно. Аппараты с такими излучателями функционируют во многих сферах человеческой деятельности. Вот небольшой перечень направлений их применения:

• медицина;
• оздоровление в быту;
• косметология;
• отдых и досуг;
• очистка воды;
• банковское дело;
• полиграфия;
• криминалистика;
• выращивание животных;
• проверка подлинности документов.

Разнообразие использования ультрафиолета не ограничивается только представленным списком.

Ультрафиолетовые лампы в здравоохранении

Пожалуй, наиболее широкое применение ультрафиолетовое облучение (УФО) получило в медицинских учреждениях. Чаще всего здесь используют бактерицидные лампы для обработки помещений. Они эффективно уничтожают патогенные микроорганизмы и даже плесень. Существует много медицинских приборов для воздействия на кожу человека или воспалённую область.

В зависимости от требуемого эффекта могут быть использованы ультрафиолетовые лампы открытого или закрытого типа. В оздоровительных учреждениях УФО не только лечит заболевания пациентов, но и помогает вырабатывать витамин D.

УФ приборы в домашнем использовании

В быту ультрафиолетовые излучатели применяются для разных целей:

• дезинфекция помещения и предметов;
• обеззараживание воздуха;
• профилактика и лечение заболеваний;
• использование в домашних приборах различного назначения (вытяжки, холодильники, фильтры для воды).

Ультрафиолетовая лампа для домашнего использования безопасна, обладает меньшей мощностью и не выделяет озон.

Ультрафиолет в косметологии

В этой области ультрафиолетовые лампы широко используют как способ коррекции тела без лекарств:

• приобретение смуглого цвета кожи (загара);
• искусственное наращивание ногтей;
• лечение грибковых поражений кожи и ногтей.

Для соляриев выпускают большие установки, но получить загар можно и в домашних условиях. В продаже есть компактные бытовые приборы.

Развлекательные мероприятия

Ультрафиолетовые лампы уже давно прижились на дискотеках в барах, ресторанах. В темноте они придают своеобразное сияние белым предметам, выделяет элементы оформления помещения. Эти устройства совершенно безопасны и не оказывают негативного воздействия на глаза. Диапазон излучения у них сдвинут к видимому синему цвету.

Очистка воды

Ультрафиолет уничтожает болезнетворные микроорганизмы не только в воздухе, но и в воде. После обработки в ней не образуются побочные химические вещества. Сегодня ультрафиолетовые аппараты работают в системах общего и хозяйственного водоснабжения. Такие обеззараживающие установки различаются по мощности и назначению. Небольшие аппараты устанавливают в частных домах, большие промышленные агрегаты обслуживают сразу много потребителей.

Проверка подлинности денег, ценных бумаг

Ультрафиолетовые люминесцентные лампы хорошо выявляют элементы защиты на деньгах, ценных бланках, акцизных марках. Это свойство используется в специальных детекторах, которые могут быть портативными, стационарными или встроенными в банкомат или торговый автомат.

Изготовление полиграфической продукции

Под воздействием УФ-излучения происходит быстрая сушка полиграфических красок и лаков, поверхность изображений покрывается высококачественным глянцем. Красящие вещества полимеризуются, переходят в твёрдое состояние. В результате поверхность приобретает стойкость к механическим воздействиям, картинка отличается чёткостью и яркостью цветов.

Помощь криминалистике

Для раскрытия преступлений также используют свойства ультрафиолетовых лучей выявлять незаметные следы некоторых органических соединений и элементов защиты на документах. УФ-излучатель легко проявляет микроскопические пятна крови на одежде или предметах. Такие места не светятся, а выглядят чёрными участками.

Выращивание животных

Ультрафиолетовые лампы включают в местах нахождения домашних животных, которые не могут часто находиться на солнце. Если этого не делать, то в их организмах будет ощущаться недостаток кальция, а на коже и окружающих предметах скапливаться патогенная микрофлора, что может привести к заболеваниям. Под воздействием ультрафиолета у животных вырабатывается витамин D, обеззараживается окружающая среда.

Проверка подлинности документов

Устройства для контроля достоверности документов основаны на тех же свойствах, что и при проверке денег. Они выявляют наличие специальных люминесцентных меток в удостоверениях личности. Такие приборы бывают настольными или карманными. По конструкции они могут быть в виде:

• карманной лупы;
• маленького фонаря;
• спектральной видеолупы;
• микроскопа;
• складного чемоданчика.

Самые популярные бытовые модели

Для удобства подключения к электрическому току и правильного использования, ультрафиолетовый источник излучения помещается в какой-то прибор, установку, светильник, закрепляется специальными фиксаторами. Ассортимент таких устройств достаточно широк. Бытовые ультрафиолетовые лампы бывают различной конструкции, назначения и мощности.

Кварцевый ультрафиолетовый облучатель «Солнышко»

Прибор выпускается в нескольких модификациях. Он представляет собой закрытый металлический корпус на ножках, внутри которого помещена кварцевая колба. С лицевой стороны сделано отверстие, куда вставляются пластмассовые конусообразные насадки. Они направляют ультрафиолетовое излучение в нужную область тела (уши, нос, горло). С помощью облучателя лечат заболевания кожи, органов дыхания, укрепляют иммунитет.

Устройство может продезинфицировать помещение. Для этого необходимо сдвинуть переднюю крышку и оставить включенный облучатель на 20 – 30 минут, предварительно удалив всех людей. На УФ излучение нельзя смотреть без защитных очков. В комплект «Солнышка» входят:

• пластиковые насадки;
• защитные очки;
• инструкция;
• биодозиметр.

В случае выполнения лечебных процедур ребёнку, необходим постоянный контроль взрослых.

Мобильные приборы открытого типа «Кварц», «Проминь», «КББ»

Существует ряд приборов, предназначенных для уничтожения в помещениях бактерий и другой патогенной микрофлоры. Самые распространённые из них облучатели «Кварц», «Проминь» и «КББ». Так как источник излучения у них открыт, то в помещении не должны находиться люди. Приборы такого типа имеют металлический корпус, в котором закреплена кварцевая или бактерицидная лампа. Они небольшие и легко перемещаются.

Излучатели отличаются по мощности, максимальной площади обработки, у одних во время работы образуется озон, у других – нет. Существуют модели, которые предназначены для использования только в больницах или общественных местах. Поэтому перед приобретением следует внимательно изучить инструкцию и выяснить назначение прибора.

Бактерицидные рециркуляторы воздуха

Модификаций таких приборов множество, они отличаются по конструктивным особенностям, функциональности, мощности. Принцип действия основан на обеззараживании ультрафиолетовым излучением воздуха, который прогоняется вентилятором вдоль лампы. Озон при работе не образуется. Все части ретикулятора закрыты непрозрачным корпусом, поэтому он безопасен для людей.

Многие такие приборы имеют специальные фильтры, которые дополнительно очищают воздух от пыли и запахов, питание осуществляется от бытовой сети. Ретикуляторы могут работать постоянно даже в местах с большим скоплением людей. Для домашнего использования подойдут небольшие приборы, для больших офисов, зрительных залов нужны мощные устройства.

Аппарат Longevita UV Cure Home and Office

В этом устройстве также используется бактерицидное свойство ультрафиолета. Прибор совершенно безопасен и может быть использован в домашних условиях или в офисе. Специальная колба бактерицидной лампы защищает от коротковолнового излучения. Сам излучатель помещён в закрытый корпус. Вентилятор загоняет внутрь воздух, который дезинфицируется ультрафиолетом и выводится наружу.

Прибор должен работать постоянно, тогда воздушная среда помещения будет обеззаражена. По такому принципу функционируют все ретикуляторы. Дополнительно внутри установлен фотокаталитический фильтр, который захватывает пылевые частички, нейтрализует посторонние запахи. Аппарат пригодится в домах, где живут люди преклонного возраста, инвалиды или лежачие больные. Устройство весит всего 1 кг, рассчитано на обработку помещений до 20 кв. м.

Существует ли опасность

Бытовые ультрафиолетовые аппараты промышленного изготовления сконструированы так, чтобы не нанести вред человеку. Перед выпуском в производство их неоднократно испытывают на безопасность. Поэтому использование УФ приборов дома строго по инструкции принесёт только пользу. Если же самостоятельно изменять конструкцию излучателя или применять не по назначению, последствия могут быть негативными.

Чтобы использование ультрафиолетовых ламп было безопасным, следует соблюдать несколько простых правил:

1. Используйте прибор по прямому назначению.
2. Соблюдайте последовательность действий при включении и облучении.
3. Не превышайте время проведения процедуры.
4. Если в комплекте к прибору идут защитные очки – обязательно их используйте, не пытайтесь заменить их обычными солнцезащитными.
5. При обработке помещений открытыми облучателями, срочно выйдите в другую комнату.
6. Обязательно проветривайте помещения после обеззараживания их озонообразующими приборами.

Заключение

Всё живые существа и растения нуждаются в ультрафиолете. Но ввиду климатических особенностей и образа жизни не всегда бывает возможность понежиться под солнечными лучами, особенно зимой. Искусственные источники УФО смогут помочь решить эту проблему. Они также прекрасно справятся с болезнетворными микроорганизмами в помещениях, поспособствуют оздоровлению. Важно только соблюдать меры безопасности и назначения врача.