Qu’est-ce qu’une source de lumière UV ?
Une source de lumière UV est un dispositif qui émet de la lumière ultraviolette (UV).
Outre la source de lumière qui génère le rayonnement ultraviolet, certaines sources de lumière UV commerciales comprennent un système de refroidissement et un système optique qui convertit la lumière ultraviolette en un faisceau linéaire à travers une lentille pour en faciliter l’utilisation. La lumière UV émise par chaque type diffère.
Il existe trois types de sources lumineuses : les lampes “à mercure haute pression” qui émettent un rayonnement ultraviolet d’une longueur d’onde de 365 nm (nanomètres), les lampes “à halogénures métalliques” qui émettent un rayonnement ultraviolet de 200 à 400 nm et les lampes “à mercure basse pression” qui oscillent à une longueur d’onde de 254 nm et 185 nm. Le type de sources de Lumière UV pouvant être irradiées a une incidence importante sur la fonction de l’appareil et la source de Lumière UV doit être choisie en fonction de son utilisation.
Les sources de lumière UV à haute intensité sont équipées d’un système de refroidissement, car l’équipement lui-même devient chaud. Il convient de les manipuler avec précaution, car elles produisent de l’ozone à l’odeur inhabituelle lorsqu’elles sont utilisées et peuvent décomposer les matières organiques présentes dans l’environnement.
Utilisations des sources de lumière UV
Les sources de lumière UV sont utilisées à des fins différentes. Les utilisations en fonction du type sont les suivantes :
1. Lampes à mercure à haute pression
Elles sont souvent utilisées pour le durcissement des résines et des peintures UV.
2. Lampes à halogénures métalliques
Elles sont utilisées pour les résines et les peintures durcies par des rayons ultraviolets de courte longueur d’onde. Par rapport aux lampes au mercure à haute pression, les lampes aux halogénures métalliques ont une énergie totale plus élevée lors du durcissement des résines et des peintures UV, car la lumière UV oscillante a une longueur d’onde continue.
3. Lampes à mercure à basse pression
La longueur d’onde courte de 254 nm est utilisée pour la stérilisation UV, etc., tandis que les longueurs d’onde multiples de 254 nm/185 nm sont utilisées pour la stérilisation, ainsi que pour le traitement antioxydant de l’eau et le nettoyage UV. Elles génèrent également de l’ozone, qui peut être utilisé pour nettoyer les substances organiques adhérant aux substrats en silicium. Cependant, l’utilisation prolongée de la lumière UV entraîne la formation d’un film d’oxyde, ce qui nécessite une régulation de la marée.
Principe des sources de lumière UV
Une source de lumière UV est un dispositif qui émet un rayonnement ultraviolet par décharge de mercure gazeux ; elle est constituée d’un tube de verre muni d’électrodes aux deux extrémités, rempli de mercure (Hg) et d’un gaz rare.
Un courant électrique passant par les électrodes génère de l’énergie thermique à l’intérieur. L’émetteur (matériau émetteur d’électrons) émet des électrons sous l’effet de l’énergie thermique, qui se déplacent entre les électrodes dans une seule direction. Au cours de ce mouvement, les électrons entrent en collision avec les molécules de Hg présentes à l’intérieur et les molécules de Hg émettent un rayonnement ultraviolet sous l’effet de l’impact.
Lorsque le rayonnement UV traverse le verre, il entre en contact avec le matériau fluorescent enduit sur le verre et est absorbé par celui-ci, ce qui modifie sa longueur d’onde, et il est ensuite irradié sous forme de rayonnement UV de la longueur d’onde souhaitée. En d’autres termes, c’est le matériau du verre et le matériau fluorescent revêtu sur le verre qui déterminent la longueur d’onde du rayonnement UV.
Les lampes à Hg haute pression et les lampes aux halogénures métalliques utilisent du verre de quartz, tandis que les lampes à Hg basse pression utilisent du verre de quartz synthétique. De plus, la longueur d’onde des lampes à Hg basse pression peut être modifiée en fonction de la présence ou non d’ozone à l’intérieur.
Autres informations sur les sources de lumière UV
1. LED pour les sources de lumière UV
Les lampes à incandescence et fluorescentes générales sont remplacées par des LED depuis plus de 10 ans. Toutefois, comme indiqué plus haut, les sources de lumière UV à base de mercure sont encore largement utilisées en général.
L’un des facteurs qui entravent le passage aux LED pour les sources Lumière Uv est le faible rendement et le long temps de travail requis pour le durcissement des résines et le séchage des encres et des peintures. Toutefois, grâce aux efforts des fabricants de sources de lumière UV, des sources de lumière UV de grande puissance sont disponibles depuis peu.
Le remplacement des sources de lumière UV conventionnelles par des sources de lumière LED présente l’avantage de réduire les coûts d’électricité grâce à une consommation d’énergie plus faible, une durée de vie plus longue et une détérioration moindre causée par la mise sous tension et hors tension, ce qui réduit la nécessité de remplacer la source de lumière. En outre, comme les lampes UV, qui sont des sources de lumière UV, utilisent du mercure, les avantages du passage aux sources lumineuses LED sont également significatifs du point de vue de la réduction de la quantité de mercure utilisée, qui est nocive pour le corps humain et l’environnement.
2. Les causes de l’incapacité des sources de lumière UV à guérir les UV
Un exemple d’utilisation des sources de lumière UV est le durcissement des résines, mais selon les conditions d’utilisation, l’environnement et la combinaison des matériaux de résine, la résine peut ne pas durcir. Les principales causes sont énumérées ci-dessous :
Humidité élevée
En fonction de la combinaison des matériaux et des agents de durcissement, la vitesse de durcissement de la résine peut être considérablement réduite en cas d’humidité élevée. Si des travaux doivent être effectués dans un tel environnement, l’utilisation d’additifs peut améliorer la situation.
La longueur d’onde n’est pas adaptée
Pour chaque matériau ou agent de durcissement, il existe une longueur d’onde UV optimale à irradier pour le durcissement. Vérifiez les spécifications du matériau ou de l’agent de durcissement et assurez-vous que la source lumineuse optimale est utilisée.
La puissance de la source lumineuse est insuffisante
Une puissance insuffisante de la source lumineuse LED peut faire en sorte que la lumière n’atteigne pas le matériau en profondeur et que le durcissement n’ait pas lieu. Les mêmes réglages qu’avec les lampes à mercure peuvent ne pas bien durcir, il faut donc faire preuve de créativité en changeant de source lumineuse, par exemple.