Схема подключения ультрафиолетовой лампы

Схема подключения ультрафиолетовой лампы

УФ – лампы пользуются большим спросом. Их применяют для дезинфекции помещений, а также в косметических целях. Ультрафиолетовый спектр помогает различать водяные знаки на купюрах. Но не все знают, что сделать подобный светильник можно в домашних условиях. И для этого не понадобится глубоких знаний электротехники.

Где и для чего используют бактерицидные лампы?

Бактерицидная или, как она еще называется, антибактериальная лампа представляет собой светотехнический прибор. Это стеклянная герметичная трубка, наполненная парами ртути, которые при подключении светильника к сети излучают ультрафиолет.

Благодаря действию UV-лучей лампа уничтожает болезнетворные бактерии (стафилококки, энтерококки, палочки), вирусы, грибки и плесень. Бактерицидные лампы действительно эффективны при дезинфекции помещений.

Их обеззараживающее действие основано на том, что волны ультрафиолета короткого диапазона разрушают ДНК болезнетворных микроорганизмов.

Бактерицидные лампы широко распространены в медучреждениях, дошкольных организациях и школах, на предприятиях, заведениях общественного питания, а также в офисах и дома.

Важно! Проводите дезинфекцию в помещении без людей. После того, как лампа будет отключена проветрите помещение. Также использование прибора имеет ряд ограничений и запрещено при наличии хронических заболеваний.

Производитель: Wonder, КНР

Модель: SP-II

Установка ультрафиолетовая Wonder SP-II — предназначена для обеззараживания воды в плавательных бассейнах с помощью ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовая обработка нейтрализует запах хлора, уничтожает вирусы, бактерии и грибок, предотвращает появление водорослей, защищает глаза и кожу от раздражения. Применение ультрафиолетовой обработки совместно с реагентной дезинфекцией снижает потребление хлора до 70% (примерно до 0,5 мг/дм3 по сравнению с обычным значением в 0,8-1,0 мг/дм3.). Ультрафиолетовая обработка — это эффективная, безопасная и экологически чистая дезинфекция воды.

Принцип действия ультрафиолетовой установки Wonder SP-II:

Вода поступает в ультрафиолетовую установку через насос фильтровальной установки. Проходя через колбу установки, вода подвергается воздействию ультрафиолетового излучения. Это излучение убивает вирусы, бактерии, грибки и другие вредные микроорганизмы, а также предотвращает их дальнейшее размножение.

Габаритные и присоединительные размеры ультрафиолетовой установки Wonder SP-II:

Технические характеристики ультрафиолетовой установки Wonder SP-II:

• Прозводительность: 9 куб.м/ч
• Напряжение питания: 220-240 вольт
• Мощность UV лампы: 40 Вт
• Тип блока питания: UV-6(2B)
• Тип УФ-лампы: Т540
• Размер кварцевой трубки: 24.5 х 910 мм
• Работа ламп до отказа: 9000-10000 часов
• Максимальное рабочее давление в системе: 6,5 бар
• Размер подсоединения: 50/63 мм
• Материал корпуса: SS304
• Срок службы УФ-лампы: 9000 часов
• Максмимальная температура воды: 40 градусов
• Размеры: 930 х 175 х 155 мм

1. УФ установка Wonder SP-II (корпус)
2. Лампа УФ Т540 40 Вт
3. Кварцевая трубка
4. Балласт-блок питания
5. Соединительные муфты
6. Монтажные скобы
7. Руководство пользователя

Схема движения и подключение воды внутри ультрафиолетовой установки Wonder SP-II:

Деталировка ультрафиолетовой установки Wonder:

Электрическая схема для подключения Wonder SP-II к 2-х фазной сети на 220В:

Сначала рассмотрим схемы, которые требуют соединения проводов в электрическую цепь. Также для их построения потребуется основа или подставка:

Вторая» схема сборки УФ-лампы будет полезна для женщин. Она решает проблему постоянных визитов к маникюрному мастеру для нанесения гель лака на ногти. По сути это специальная сушильная камера, в которой происходит быстрое затвердевание лака под действием ультрафиолета. Для сборки устройства потребуется:

• внешняя распределительная электрическая коробка на 10 выводов (190х150х77 мм);
• подложка под светодиоды 3 шт. (Модуль 12x3W Led PCB);
• термопаста;
• алюминиевые профили около 60 см (25х8 мм);
• драйвер 9х3W – 1 шт.;
• УФ диоды с постоянным прямым током (IF) 700 мА – 9 шт.
• шнур питания – примерно 1 м.;
• кнопка включения – 1 шт.;
• таймер -1 шт.

Рассмотрим алгоритм сборки сушильной камеры на УФ диодах:

1. Раскручиваем распределительную коробку на две части. Крышку убираем в сторону.
2. В части короба с выводами под провода прорезаем одно большое отверстие через 3 канала. Зачищаем полученное отверстие наждачной бумагой.
3. Берем крышку коробки. К ее внутренней стороне прикручиваем три полоски алюминиевого профиля (длина профиля соответствует ширине крышки), так чтобы два профиля были по краям, а один посередине. Устанавливать профиль нужно по ширине коробки.
4. Переходим к монтажу электрики. На шнур питания подсоединяем в последовательном порядке кнопку включения, драйвер и таймер. К последнему элементу припаиваем провода, которые пойдут на обеспечение питания УФ ламп.
5. Распаиваем по три диода на одну подложку. Подложки соединением последовательно между собой.
6. Соединяем 3 диодных подложки с выводами от таймера.
7. Прикручиваем подложки по центру алюминиевых профилей, так, чтобы лампы смотрели внутрь коробки.
8. Скручиваем коробку.
9. Подключаем готовую сушильную камеру в сеть.

Данная схема сложнее всех остальных. Для нее потребуются минимальные знания электротехники, а также навыки пайки.

Можно ли обойтись без химии, используя ультрафиолетовые установки?

Об этом уже было упомянуто выше, но все же стоит повторить этот момент еще раз. Нет, ультрафиолетовая установка не избавит вас от затрат на химию раз и навсегда. Да, вы сможете экономить на расходе препаратов, но без их присутствия вода все равно будет цвести, и заселяться микробами.

Если вам кто-то в утвердительном тоне говорит, что после установки УФ-лампы вы можете вовсе забыть про химические добавки, то скорее всего перед вами стоит продавец. И продать это оборудование – это в его коммерческих интересах.

Также не забывайте чистить бассейн ручным подводным пылесосом или роботом. Ведь УФ-установка очищает воду от мельчайших организмов и водорослей, но листву и грязь со дна не соберет никто кроме пылесоса.

Изготовление и применение антикороновирусной лампы

Ультрафиолетовая бактерицидная лампа может применяться для дезинфекционной обработки помещений как одна из мер против короновируса.

«Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей в спектре с длиной волны 200—300 нм и максимумом бактерицидного действия 260 нм … ультрафиолетовые лучи могут воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы» — Справочник химика [1].

Подробную информацию об использовании ультрафиолетового излучения для обеззараживания можно найти в [2].

Профессиональные бактерицидные установки стоят недешево и предназначенные для них лампы в обычный патрон не вкрутишь. В этой статье пойдёт речь об изготовлении и применении недорогой бактерицидной лампы со стандартным патроном Е27 или Е14 с питанием от сети 220В на основе УФ лампы с цоколем 2G7 или G11 и электронного балласта б/у энергосберегающей лампы.

Меры предосторожности при использовании УФ-лампы.

1. Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу приводит к ожогам разной степени, может вызывать рак кожи. При облучении глаз вызывает ожог роговицы. Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Обработка помещений должна проводиться только без людей!
2. При работе УФ ламп образуется озон, обладающий высокой токсичностью. После обработки помещение необходимо проветрить. Это не относится к УФ лампам из увиоливого стекла, не генерирующим озон по причине поглощения стеклом спектра излучения, создающего молекулы озона.
3. Многие полимеры, используемые в товарах широкого потребления, деградируют под действием УФ-света. Не рекомендуется надолго оставлять изделия из полимеров вблизи работающих УФ ламп.

В зависимости от соотношения мощностей УФ лампы и электронного балласта, возможны 3 варианта:

1. Если мощность лампы и балласта совпадают, задача проста: подключить лампу к балласту и прикрепить к корпусу.
2. Если мощность лампы больше мощности балласта, если повезёт, работать будет, но не на полную мощность, а в соответствии с мощностью балласта. Балласт ограничивает выходной ток, поэтому подключение ламп избыточной мощности не выведет его из строя.
3. Если мощность лампы меньше — требуется вмешательство в конструкцию балласта с целью уменьшения мощности. Об этом — следующий раздел.

Устройство и работа электронных балластов.

На эту тему написано немало статей. Рассмотрим первую схему из статьи «Схемы, устройство и работа энергосберегающих ламп» [3].

Рисунок 1: cхема электронного балласта лампы.

Из всех элементов схемы нас интересуют:

1. Лампа. На схеме обозначены её катоды LMP1, LMP2. Сюда будем подсоединять УФ-лампу.
2. Пусковой конденсатор С3. Во время запуска, напряжение на конденсаторе C3 достигает порядка 600В. Если колба энергосберегающей лампы была повреждена, вероятен выход из строя конденсатора C3 и транзисторов. Поэтому, при использовании балласта от неисправной лампы, необходимо проверить их исправность. Да и все остальные детали желательно проверить до первого включения.
3. Терморезистор RT1 с положительным температурным коэффициентом сопротивления, также называемый позистором или PTC. Устанавливается в некоторых лампах. Он предотвращает перенапряжение на выходе преобразователя: в момент поджига лампы он холодный и протекающий через него ток разогревает катоды лампы, чтобы облегчить запуск, снизить износ, потом PTC нагревается, увеличивает своё сопротивление и не препятствует дальнейшей работе лампы.
4. Предохранитель F1, необходимый для обеспечения пожаробезопасности.
5. Выходной дроссель L1. Ограничивает ток через лампу.
6. Трансформатор обратной связи TR1. Намотан на ферритовом кольце и является насыщающимся. От его параметров зависит частота генерации, а от неё — индуктивное сопротивление дросселя и ток через лампу.

Напряжение на лампе зависит от её характеристик и остаётся почти постоянным в рабочем режиме, поэтому для изменения мощности нужно менять ток.

В документе «Electronic Lamp Ballast Design» [4] приведена методика расчёта электронных балластов при разработке с нуля. При переделке готовых электронных балластов пригодятся формулы:

1. Формула (1) на с. 3 — зависимость индуктивного сопротивления от частоты.
2. Формула (3) на с. 3, и ненумерованная чуть ниже, связывающие индуктивность дросселя и ток через лампу.
3. Формула (16) на с.8, определяющая частоту генерации.
4. Формула (18) на с.10, связывающая ток протекающий через лампу с числом витков первичной обмотки и периметром сердечника трансформатора обратной связи. Ток протекающий через лампу равен току первичной обмотки.

Из этих формул следует, что ток через лампу обратно пропорционален числу витков первичной обмотки трансформатора обратной связи. Чтобы уменьшить ток, нужно домотать больше витков. А увеличивать ток нежелательно — могут не выдержать транзисторы и другие детали.

Методика переделки электронных балластов под любую нужную мощность (в меньшую сторону)

1. Определение тока. Измерьте напряжение U на штатной колбе б/у лампы, мощность которой P1 указана на корпусе. Ток I1 = P1 / U1. Если колба б/у лампы неисправна, примем допущение, что напряжение U1 на старой и новой U2 лампах примерно равны U1 = U2. Ток УФ-лампы I2 = P2 / U2. Соотношение токов I1/I2 определяет изменение числа витков первичной обмотки трансформатора обратной связи.
2. Домотка первичной обмотки трансформатора обратной связи. Посчитайте количество витков первичной обмотки Np. Нужно домотать N = Np * (I1/I2 — 1) витков.
3. Добавление обратных диодов в базовые цепи транзисторов. Напряжение и ток диодов малы, поэтому годятся почти любые быстрые диоды. Например, UF4007 или аналогичные, из других б/у балластов.
4. Добавление терморезистора (если его не было) параллельно пусковому конденсатору.
5. Добавление предохранителя F1 (если его не было). Номинальный ток предохранителя Iпр = 2P / Uсети выбирается по расчетному току нагрузки с учетом пусковых токов. Можно брать из других б/у балластов такой же или большей мощности.
6. Испытание. Проводить в защитных очках.

1. Временно подключить УФ-лампу. При первом включении подсоединить лампу накаливания мощностью 60-100 Вт последовательно с фазой питающей сети для предотвращения выхода из строя балласта в случае допущенных ошибок.
2. Кратковременно включить питание без добавочной лампы, измерить ток, сравнить с рассчитанным.
3. Сравнить реальную мощность на лампе с номинальной.
4. Если номинальная мощность превышена на 2Вт и более, домотать ещё 1 виток первичной обмотки трансформатора обратной связи и повторить этот пункт.

Методика изготовления бактерицидной лампы

Демонстрация предложенной методики.

Лампа ультрафиолетовая ESL-PL-9/UVCB/2G7/CL (аналог ДКБУ-9) мощностью 9Вт. Напряжение в лампе 60±6В.

Электронный балласт от лампы Happy Light мощностью 15 Вт. Колба неисправна.

I1 = 15 / 60 = 0,25 A
U1 = U2
I2 = 9 / 60 = 0,15 A
N = 4,67 округляется до 5 витков

Измеренное значение мощности 8,08Вт отличается в меньшую сторону от номинальных 9 Вт, что допустимо, т. к. незначительно влияет на эффективность и не снижает надёжность.

Рисунок 2: Крышка корпуса до доработки

Рисунок 3: Трансформатор обратной связи с домотанной первичной обмоткой.

Рисунок 4: Тестовое подключение УФ-лампы к балласту.

Рисунок 5: Подключение щупов осциллографа.

Рисунок 6: Осциллограммы тока и напряжения.

Рисунок 7: Осциллограмма мощности.

Рисунок 8: Доработанная крышка корпуса с установленной УФ-лампой

Рисунок 9: Окончательное подключение УФ-лампы к балласту.

Рисунок 10: Готовая лампа.

Рисунок 11: Работающая лампа.

Подключение с применением электромагнитного балласта или ЭПРА

Особенности строения не позволяют подключить ЛДС непосредственно в сеть 220 В – работа от такого уровня напряжения невозможна. Для запуска требуется напряжение не ниже 600В.

С помощью электронных схем необходимо последовательно друг за другом обеспечить нужные режимы работы, каждый из которых требует определенного уровня напряжений.

• розжиг;
• свечение.

Запуск заключается в подаче импульсов высокого напряжения (до 1 кВ) на электроды, в результате чего между ними возникает разряд.

Отдельные виды пускорегулирующей аппаратуры, перед тем как произвести пуск, нагревают спираль электродов. Накаливание помогает легче запустить разряд, нить при этом меньше перегревается и дольше служит.

После того как светильник загорелся, питание производится переменным напряжением, включается энергосберегающий режим.

Подключение с применением ЭПРА схема подключения

В устройствах, выпускаемых промышленностью, используются два вида пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

• электромагнитный пускорегулирующий аппарат ЭмПРА;
• электронный пускорегулирующий аппарат – ЭПРА.

Схемы предусматривают различное подключение, оно представлено ниже.

Схема с ЭмПРА

В состав электрической схемы светильника с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА) входят элементы:

• дроссель;
• стартер;
• компенсирующий конденсатор;
• люминесцентная лампа.

схема включения

В момент подачи питания через цепь: дроссель – электроды ЛДС, на контактах стартера появляется напряжения.

Биметаллические контакты стартера, находящиеся в газовой среде, нагреваясь, замыкаются. Из-за этого в цепи светильника создается замкнутый контур: контакт 220 В – дроссель – электроды стартера – электроды лампы – контакт 220 В.

Нити электродов, разогреваясь, испускают электроны, которые создают тлеющий разряд. Часть тока начинает течь по цепи: 220В – дроссель – 1-й электрод – 2-й электрод – 220 В. Ток в стартере падает, биметаллические контакты размыкаются. По законам физики в этот момент возникает ЭДС самоиндукции на контактах дросселя, что приводит к возникновению высоковольтного импульса на электродах. Происходит пробой газовой среды, возникает электрическая дуга между противоположными электродами. ЛДС начинает светиться ровным светом.

В дальнейшем подсоединенный в линию дроссель обеспечивает низкий уровень силы тока, протекающего через электроды.

Дроссель, подключенный в цепь переменного тока, работает как индуктивное сопротивление, снижая до 30 % коэффициент полезного действия светильника.

Внимание! С целью уменьшения потерь энергии в схему включают компенсирующий конденсатор, без него светильник будет работать, но электропотребление увеличится.

Схема с ЭПРА

Внимание! В рознице ЭПРА часто встречаются под наименованием электронный балласт. Название драйвер продавцы применяют для обозначения блоков питания для светодиодных лент.

Внешний вид и устройство электронного балласта, предназначенного для включения двух ламп, мощностью 36 ватт каждая.

В схемах с ЭПРА физические процессы остаются прежними. В некоторых моделях предусмотрено предварительное нагревание электродов, что увеличивает срок службы лампы.

Вид ЭПРА

На рисунке показан внешний вид ЭПРА для различных по мощности устройств.

Размеры позволяют разместить ЭПРА даже в цоколе Е27.

ЭПРА в цоколе энергосберегающей лампы

Компактные ЭСЛ – один из видов люминесцентных могут иметь цоколь g23.

Настольная лампа с цоколем G23

Функциональная схема ЭПРА

На рисунке представлена упрощенная функциональная схема ЭПРА.

Как сделать самому из телефона?

Этот вариант подходит для телефонов со встроенной вспышкой на основе LED лампы. Итак, для сборки простой УФ – лампы из телефона понадобиться:

• телефон с LED вспышкой;
• прозрачный скотч;
• маркер или фломастер фиолетового и синего цвета;
• канцелярский нож.

Теперь рассмотрим пошаговую схему сборки подобной лампы:

• На вспышку наклеивают небольшую полоску скотча, перекрывающую LED вспышку. Важно, чтобы под липкой лентой не образовалось воздушных пузырей или складок.
• Первый слой скотча красят синим цветом маркера. Лучше сделать штрих один раз так, чтобы цвет полностью окрасил ленту.
• На покрашенную полоску наносят еще один слой скотча, который красят в фиолетовый цвет.
• Наносят третий слой скотча, который красят в синий цвет.
• Наносят финальный слой скотча, который красят в фиолетовый цвет.
• Включают вспышку и смотрят действие получившегося УФ светильника.