Бактерицидная лампа
своими руками.
Для самостоятельного изготовления бактерицидной лампы можно взять дуговую ртутную лампу (ДРЛ) любой мощности, но, в данном случае, -
мощностью 400 Вт.
Как известно, бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн 205-315 нм, которое проявляется в
деструктивно-модифицирующих фотохимических повреждениях ДНК клеточного ядра микроорганизма, что приводит к гибели микробной клетки в
первом или последующем поколении. Нас интересует резонансное излучение в "бактерицидной" области ультрафиолетового спектра. Это, в
основном, самые интенсивные резонансные линии ртути - 184,9 нм и 253,7 нм (далее 185 и 254 нм). При работе лампы чувствуется появление
озона. Он образуется от излучения с длиной волны 185 нм, которое ионизирует молекулы кислорода.
За счёт зеркального отражателя из-за
многократного прохождения возникающего излучения через плазму появляются другие спектральные линии - 265, 280, 289, 302 нм. Они, как мы
видим, укладываются в требуемый диапазон. Таким образом, тлеющий разряд в ртутной лампе высокого давления достаточен для бактерицидного
обеззараживания погреба или дезинфекции воды.
Аккуратно разбиваем внешнюю колбу у горловины, предварительно завернув её в ткань, и получаем кварцевую лампу с длинными выводами.
Для удобства следует укоротить слишком длинные выводы болгаркой.
Затем нужно отсоединить резистор, идущий к добавочному поджигающему
электроду: у трёхвыводной лампы он один, у четырёхвыводной - два (рис.1). Разряд будем получать между основными электродами.
Для получения тлеющего разряда есть несколько способов лампового включения. Можно применять схемы с дросселями со
стартёрами или бесстартёрные, описанные в литературе. Я остановился на способе питания постоянным током без дросселей. На рис.2
приведена схема запуска нашей кварцевой горелки.
В результате сложения напряжения двух выпрямителей получается амплитудное значение около 700 В, от которого происходит ламповое
зажигание. У такого способа питания есть недостаток - один ламповый вывод горелки постоянно работает как анод, а другой - как катод. Но
неравномерность износа электродов будет заметна лишь через много тысяч часов ее работы, затем нужно будет поменять местами выводы. В
остальном ее работа стабильна, к тому же легко подобрать требуемый режим работы по току, в зависимости от мощности используемой лампы.
С приведёнными номиналами конденсаторов ток потребления от сети 1,4 А, ламповый ток - 500 мА. Срок службы ДРЛ - около 20 тысяч часов.
Продолжительность работы будет не меньше, чем в дуговом разряде (где идёт более интенсивное разрушение электродов). Так как у новой лампы
эмиссия электродов хорошая, то конденсаторы С1 и С2 вообще-то можно поставить меньшей ёмкости - по 5 мкФ. В результате ток уменьшится до
400 м.
Для обеспечения жёсткости конструкции бактерицидную лампу необходимо поместить в контейнер.
Готовим опaлубку из подходящих материалов, сделав отверстия для выводов и подложив зеркальные пластинки слева и справа от колбы и под
горелку. Также нужны крепёжные сквозные отверстия, для чего ввинчиваем две стойки. Саму колбу следует обмотать кусочком резинового бинта,
чтобы создать небольшой зазор вокруг.
В качестве отражателей можно использовать отполированные стальные пластинки, а вот под колбой лучше
применить кусочек зеркала, расположив светоотражающий металлический слой зеркала к колбе, так как ультрафиолет через обычное стекло не
проходит.
Заливаем гипсоцементной смесью в таком соотношении: цемент - 40%, гипс - 50%, 5% - карбонат натрия (его можно получить, прокалив соду) и 5
мл спирта (выступает как замедлитель отвердевания для гипса). Добавляем горячую воду до консистенции сметаны и заливаем в форму. В итоге
образуется прямоугольная заготовка с заключённой внутри бактерицидной лампой. Поверхность камня можно покрыть клеем ПВА, с отступом от
излучателя в 1 см.
При работе колба разогревается, на так как коэффициент теплового расширения у кварцевого стекла ничтожен, то она не повредится.
Эксплуатация показала надёжность такого решения. В заключение изготавливаем подходящий кожух из алюминия толщиной до 1 мм.
Блок питания бактерицидной лампы оформлен в корпусе от компьютерного блока питания АТХ.
Конденсаторы - любые неполярные на напряжение не менее 250 В (С1, С2) и 1,2 кВ (СЗ, С4).
Диоды - на максимальное напряжение не менее 700 В и прямой ток 1А.
Предохранитель - на ток 3-5 А.
Все детали расположены на пластинах из диэлектрика (текстолит, дерево и т.п.). Сетевой шнур - компьютерный. Для питания лампы подойдёт любой сетевой провод.
Все компоненты внутри блока питания должны быть надёжно закреплены и изолированы от корпуса.
Наличие линии излучения 254 нм было проверено следующим образом.
Я взял люминофор (галофосфат кальция) из отслужившей свой срок
обычной трубчатой лампы типа ЛБ20 (этот порошок способен светиться именно от данной интенсивной линии) и посыпал ровным слоем на
липкую сторону прозрачного скотча, чтобы порошок приклеился. На полученное покрытие поместил второй слой скотча. Прозрачный скотч
пропускает ультрафиолет, и, если поднести такой импровизированный индикатор к нашей лампе, то он светится белым светом, что
доказывает наличие УФ-излучения. Остальные спектральные линии, можно не сомневаться, - присутствуют.
В заключение несколько слов о работе с УФ-излучением. Следует беречь глаза, обязательно надевать очки с простыми стеклами из
неорганического стекла.
При длительном использовании бактерицидной лампы помещение необходимо проветривать от образующегося озона.
Держать лампу надо в руке на расстоянии нескольких сантиметров от обрабатываемых поверхностей и предметов. При бактерицидной обработке погреба озон сыграет положительную роль в обеззараживании.
А.Усков
САМ 2013/04
| << Предыдущая | Cледующая >> |