Как сделать кварцевую лампу в домашних условиях?

УФ лампа своими руками

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.

Как сделать в домашних условиях?

Можно собрать УФ-лампу в домашних условиях, без специального инструмента. В рамках данной статьи будет рассмотрено три варианта монтажа ультрафиолетового светильника:

• из старой советской лампы типа ДРЛ-250;
• из диодных УФ ламп;
• из мобильного телефона.

Перечисленные схемы сборки очень просты и не отнимут много времени. Рассмотрим их подробнее.

Схемы подключения УФ

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

Сделать стационарный светильник с УФ – лампой не составит труда. Для монтажа простейшего устройства потребуется люминесцентная лампа типа ДРЛ-250. Из нее получится отличный источник ультрафиолетового света. Кроме этого понадобится:

• поджигающий дроссель;
• стандартный патрон под цоколь;
• провода питания.

В качестве основы или подставки можно использовать водостойкую фанеру или термостойкий пластик. На панели закрепляют дроссель, после чего на него устанавливают патрон. При этом вывод катода подключают к разъему «3», а вывод анода к разъему «1» дросселя. Также к дросселю необходимо подсоединить питающий провод.

Конструкция лампы ДРЛ подразумевает две оболочки. Для проекта УФ-лампы внешнюю оболочку необходимо убрать. При этом работать нужно очень аккуратно, чтобы не повредить внутреннюю оболочку.

ВНИМАНИЕ!

Снять верхний слой лампы аккуратно помогут обычные слесарные тиски и мокрая тряпка. ДРЛ-250 оборачивают в смоченную ткань и зажимают в тиски. Это позволяет избавиться от внешнего слоя лампы, не поранившись осколками.

Очищенную заготовку тщательно обрабатывают спиртом или растворителем. После высыхания лампы на нее надевают защитную алюминиевую сетку. Ее можно извлечь из конструкций старых осветительных приборов. Готовое изделие можно прикрепить к штативу. В этом случае лампа станет переносной.

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.

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.

Рекомендации

Не стоит игнорировать рекомендации по безопасности при пользовании ультрафиолетовой бактерицидной лампой. В противном случае есть риск испортить глаза и даже, получив ожоги, вызвать тяжелейшие заболевания кожи.

Если же все меры предосторожности приняты, такой прибор будет отличным помощником здоровью, а также поможет в профилактике многих заболеваний, в том числе и не только респираторных.

Мощный ультрафиолетовый излучатель

Применение ДРЛ (Дуговая Ртутная Лампа) в качестве источника мощного ультрафиолетового излучения весьма эффективно для некоторых целей и в то же самое время может быть очень опасно без соответствующих мер предосторожности. Это необходимо помнить в первую очередь. Причина опасности заключается в излучаемом спектре этой газоразрядной лампы. Это так называемый дальний, самый коротковолновый (УФС) диапазон ультрафиолетового излучения. Коротковолновое, так называемое жёсткое излучение, обладает ионизирующими свойствами. Легко проникает в сетчатку глаза и способно вызвать необратимую слепоту. Под воздействием такого излучения кожа повреждается глубоко и с серьезными последствиями в дальнейшем: вплоть до разрушения ДНК. Поскольку жёсткий ультрафиолет является ионизирующим, он может провоцировать онкологические заболевания. Отдельную опасность для здоровья человека представляет способность УФС не только производить жёсткую дезинфекцию с разрушением ДНК, но и ионизировать молекулы кислорода, находящиеся в воздухе. Образующийся при этом трехатомный кислород (озон) — сильнейший окислитель. Он является смертельно опасным (1 группа опасности) для человека. Поскольку УФ губителен для всего живого, излучающие его лампы широко используются для борьбы с вирусами и бактериями. Самым эффективным в плане обеззараживания и дезинфекции является коротковолновый диапазон. Помимо того, что ультрафиолет С разрушает ДНК микроорганизмов, он еще и производит озон, который по свойствам дезинфекции эффективнее хлора в 3 000 раз. Таким образом, вирусы и бактерии, не попавшие под прямое УФ излучение, будут убиты озоном. Поэтому, несмотря на большую опасность этих ламп, они являются эффективным средством для обеззараживания различных объектов от плесени, микробов и всего живого. В статье рассказывается, как изготовить самодельный излучатель мощного УФС излучения. Причём, при желании можно легко заменить лампу ДРЛ-125 на лампу ДРЛ-250, для этого достаточно только приобрести дополнительно эту лампу и лампу галогенную на 300 ватт. Для изготовления излучателя требуется приобрести галогенный прожектор, лампу ДРЛ-125 и патрон для обычной электролампочки типоразмера Е-27. От патрона требуется только керамический держатель контактов. Патрон желательно найти времён СССР, потому что в современных скорее всего не будет необходимых контактов для крепления горелки от лампы.

Изготовление начинается с извлечения кварцевой горелки из лампы. Это очень неприятная и опасная процедура в связи с большой прочностью колбы современных ламп, в частности, которую применял я и которую можно увидеть на фотографии упаковки . Поэтому, желательно надеть защитные очки, чтобы стеклом не повредить глаза. И конечно, никого не было рядом в момент разрушения колбы. Для того, чтобы горелку извлечь, ни в коем случае нельзя разбивать колбу. Я поначалу попробовал осторожно по ней бить(при этом надо не разбить заодно горелку и резистор!), но сразу отказался. Пришлось упаковать лампу в пару пластиковых пакетов(надо было ещё и в кусок ткани, но до меня это дошло позже), и медленно сдавливать струбциной или тисками. Грохнуло как выстрел, вся стеклянная колба превратилась в мелкие осколки и пыль люминофора. Признаться, я этого не ожидал. Когда в своё время, лет 40 тому назад, я экспериментировал с этими лампами, они разбивались легко и непринуждённо. Кстати, экспериментировал с загаром. Ничего же не знали об опасностях этих ламп. Так вот, кожа чуть темнела и начинала шелушиться. Дышали озоном в больших количествах, хорошо, что глаза берегли. Но это к слову. После того, как осколки колбы были выброшены и горелка очищена от стекла, необходимо отделить кварцевую горелку от цоколя и стеклянной стойки. Для этого (увидите на фотографии) нужно зафиксировать толстые контакты, подходящие к горелке. Две жёсткие пластины с отверстиями фиксируют эти контакты. Опять-таки, ничего не нужно разбивать. Необходимо завернуть в ткань(лучше всего старый носок использовать как мешочек) и аккуратно давить в тисках до полного освобождения от стекла. Дальнейшее понятно из фотографий.

Лампу ДРЛ нельзя напрямую включать в электросеть. Обычно для ограничения тока применяется дроссель. У меня его не было, да и тяжёлый он. Однако, вполне возможно ограничивать ток обычной лампой накаливания. Я решил совместить галогенный прожектор с кварцевой горелкой. Но в комплекте была галогенная лампа на 500 ватт, а мне нужна была лампа на 150 ватт. Такого же типоразмера есть в продаже. Лампа прожектора соединяется с кварцевой горелкой последовательно. На фото видно, как это делается. Ничего сложного нет. Прожектор попался с датчиком движения, и в принципе легко сделать, чтобы лампы гасли при попадании человека или животного в зону излучения. Добавить одно реле(инвертировать выход). Место в подставке, которую я приспособил, есть. Защитное стекло у прожектора толщиной 5 мм, и с учётом герметичного устройства прожектора, при закрытии крышки озон не проникает наружу, как и ультрафиолет. Можно применять как осветительный прибор.

Область применения разнообразна. Например, борьба с плесенью в квартире, уничтожение живности, плесени и бактерий в погребе, дезинфекция жилого помещения(с большой осторожностью!) в случае наличия больного человека. Наконец, можно бороться с летающими насекомыми на улице, которых привлечёт свет галогенной лампы. Особенно хорошо то, что данный прожектор имеет направленное действие излучения. То есть, можно направлять лампу только на участок, который нужно обработать. Это очень важно, так как круговое излучение может убить цветы, подействовать на предметы и ткань из синтетики. От жёсткого ультрафиолета происходит деструкция полимеров.

Нагревается прожектор совсем незначительно, так как рассчитан он на лампу мощностью 500 ватт. В моём случае датчик движения я отключил за ненадобностью. Крайне желательно применять с сетевым таймером, выставляемым для отключения через необходимый период времени. Хранить устройство обязательно нужно с надёжно закрытой крышкой. Это спасёт глаза детей, которые могут найти и включить прожектор.

Бактерицидная лампа из ДРЛ

Из дуговой ртутной лампы (ДРЛ) можно изготовить источник ультрафиолетового света, для самых разных целей. При этом, для обеспечения большей долговечности, кварцевая «горелка» такой лампы будет использоваться только в тлеющем разряде, без перевода её в дуговой.

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 б «бактерицидной» области ультрафиолетового спектра. Это, в основном, самые интенсивные резонансные линии ртути — 184,9 нм и 253,7 нм (далее. 185 нм и 254 нм соответственно). При работе лампы чувствуется образование озона — он образуется от излучения с длиной волны 185 нм, которое ионизирует молекулы кислорода.

За счет зеркального отражателя из-за многократного прохождения излучения через плазму возникают другие спектральные линии -265, 280. 289, 302 нм. Интенсивность нужных нам линий излучения ртути в окрестностях этих длин волн показана на рис.1 где обозначены: 1 — дуговой разряд, ток 0,34 А; 2 — тлеющий разряд, ток 0,25 А.

Таким образом, тлеющий разряд в ртутной лампе высокого давления достаточен для обеззараживания, скажем, погреба или дезинфекции воды.

Чтобы изготовить бактерицидную лампу, можно взять лампу ДРЛ любой мощности, но речь будет идти о 400-ваттной лампе, у которой аккуратно разбиваем внешнюю колбу у горловины, предварительно завернув ее в ткань. В итоге мы имеем кварцевую лампу с длинными выводами. Для удобства следует укоротить эти выводы «болгаркой» (см. фото).

Затем нужно отсоединить резистор, идущий к добавочному «поджигающему» электроду, — у трехвыводной лампы он один, у четырехвыводной — два.

Для получения тлеющего разряда есть несколько способов включения лампы, например с индуктивностью. Автор экспериментировал с простейшей схемой, показанной на рис.2.

В устройстве использованы:

• кнопка SW1 любая без фиксации, на ток 2 А;
• дроссель L1 содержит две обмотки по 500-600 витков провода ПЭВ 0,6 на магнито проводе 40×20 мм.

При отпускании кнопки SW1 создается импульс высокого напряжения на лампе, который поджигает лампу, и дальше она питается от сети 220 В/50 Гц через балластный дроссель. Можно применить другие схемы с дросселями со стартерами и бесстартерные. Недостаток таких схем, очевиден -это сам дроссель, громоздкий, к тому же он нагревается.

Кроме того, со временем в таком устройстве эмиссия электродов уменьшится, и запуск лампы будет затруднен.

Питание лампы постоянным током

На рис.3 показана схема питаюше-пускового устройства для кварцевой лампы. На выходе умножителя напряжения получается напряжение около 700 В — от него лампа зажигается сразу.

У такого способа питания есть недостаток: один вывод лампы постоянно работает как анод, а другой — как катод. В результате, неравномерность износа электродов, выход из этого положения — через несколько сотен часов работы следует поменять местами выводы лампы. В остальном работа лампы весьма стабильна, к тому же легко подобрать требуемый режим её работы по току, в зависимости от мощности используемой лампы. С приведенными номиналами конденсаторов (рис.3) ток потребления от сети 1,4 А. ток через лампу 500 мА. Срок службы лампы ДРЛ около 20 тыс. ч. Так как у новой лампы эмиссия электродов хорошая, то конденсаторы С1 и С2 можно использовать и меньшего номинала — по 4,7 мкФ, при этом ток через лампу уменьшится до 400 мА.

Для обеспечения жесткости конструкции лампу нужно поместить б «оболочку». Делаем опалубку из подходящих «деревяшек», предварительно сделав отверстия для выводов, и для обеспечения отражения всего светового потока лампы в одном направлении, подложив зеркальные пластинки слева и справа и под кварцевую лампу.

В качестве отражателей можно использовать отполированные стальные пластинки. Заливаем форму гипсоцементной смесью (искусственный камень) в таком соотношении: цемент — 40%, гипс — 50%, карбоната натрия — 5% (его можно получить, прокалив соду) и 5 мл спирта (выступает как замедлитель отвердевания для гипса) [3]. Добавляем горячую воду до получения консистенции сметаны и заливаем форму. В итоге получаем затвердевшую прямоугольную заготовку с заключенной внутри кварцевой лампой. Поверхность «камня» можно покрыть клеем ПВА. с отступом от лампы в 1 см. При работе колба разогревается, но так как коэффициент теплового расширения у кварцевого стекла ничтожен, то колба не повредится. Эксплуатация показала надежность такого решения. В заключение, изготавливаем подходящий кожух из алюминия толщиной до 1 мм. Теперь лампа готова, переходим к изготовлению источника питания.

Источник питания

Источник питания кварцевой лампы оформлен в корпусе от компьютерного блока питания типоразмера АТХ — оказалось, что он идеально подходит для этой цели. Конденсаторы можно использовать любые неполярные отечественные или импортные на напряжение не менее 250 В (С1, С2) и 1200 В (С3, С4), диоды на максимальное напряжение не менее 700 В и прямой ток 1 А. Предохранитель на ток 3…5 А обязателен. Все детали расположены на пластинах из диэлектрика (текстолит, дерево и др.).

Работа с излучателем

Наличие линии излучения 254 нм в спектре лампы было проверено с использованием люминофора из отслужившей свой срок обычной трубчатой лампы дневного света типа ЛБ20 (ЛБ 40). Соскоблил — белый порошок, который представляет собой галофосфат кальция, способный светиться именно от излучения с длиной волны 254 нм. Порошок посыпан ровным слоем на липкую сторону прозрачного скотча, чтобы он прикрепился. Полученное покрытие покрывают вторым слоем скотча. Выяснилось, что прозрачный скотч пропускает ультрафиолет. Если поднести такой импровизированный индикатор к нашей лампе, то он светится белым светом, что доказывает наличие УФ излучения. Остальные спектральные линии, указанные выше, также в спектре лампы должны присутствовать.

В заключение, несколько слов о работе с УФ излучением. Следует беречь глаза, работать только в очках со стеклами из неорганического стекла. Обычное (оконное) стекло практически полностью задерживает жесткий ультрафиолет с длиной волны менее 320 нм. При длительной работе помещение следует проветривать от образующегося озона. При обработке, скажем, погреба озон сыграет положительную роль в обеззараживании. При обработке поверхностей лампу легко держать в руке на расстоянии нескольких сантиметров от предмета обработки.

Автор: Алексей Усков, г. Владивосток