RU217466U1 - Device for ultraviolet irradiation - Google Patents
Device for ultraviolet irradiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU217466U1 RU217466U1 RU2022121216U RU2022121216U RU217466U1 RU 217466 U1 RU217466 U1 RU 217466U1 RU 2022121216 U RU2022121216 U RU 2022121216U RU 2022121216 U RU2022121216 U RU 2022121216U RU 217466 U1 RU217466 U1 RU 217466U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- excilamp
- radiation
- sensor
- controller
- ultraviolet
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к источникам ультрафиолетового излучения, предназначенным для осуществления фотохимических и фотобиологических процессов, и может быть использована для обеззараживания поверхностей, лечения кожных заболеваний и проведения фотохимических реакций, в частности гетерофазных реакций на поверхности раздела жидкой и газовой фаз. Техническим результатом является увеличение стабильности облучения поверхности различных объектов. Устройство для ультрафиолетового облучения содержит эксилампу 1, импульсный источник питания 2, контроллер 4, датчик 5, применяемый датчик 5 является оптическим. Датчик 5 располагается в заданной зоне воздействия излучения эксилампы на облучаемом объекте 6 и электрически связан с контроллером 4. Использование заявляемой полезной модели позволяет стабилизировать величину энергетической освещенности ультрафиолетового излучения на облучаемой поверхности или объекте, расположенном на поверхности. The proposed utility model relates to sources of ultraviolet radiation intended for the implementation of photochemical and photobiological processes, and can be used to disinfect surfaces, treat skin diseases and carry out photochemical reactions, in particular, heterophase reactions at the interface of the liquid and gas phases. The technical result is to increase the stability of irradiation of the surface of various objects. The device for ultraviolet irradiation contains an excilamp 1, a switching power supply 2, a controller 4, a sensor 5, the applied sensor 5 is optical. The sensor 5 is located in the predetermined zone of exposure to the radiation of the excilamp on the irradiated object 6 and is electrically connected to the controller 4. The use of the proposed utility model allows you to stabilize the amount of energy illumination of ultraviolet radiation on the irradiated surface or an object located on the surface.
Description
Полезная модель относится к газоразрядным источникам излучения, в частности к безэлектродным эксилампам, и может быть использована для осуществления фотохимических и фотобиологических процессов, для которых необходимо ультрафиолетовое излучение, в т.ч. для ультрафиолетового обеззараживания и лечения кожных заболеваний.The utility model relates to gas-discharge radiation sources, in particular to electrodeless excilamps, and can be used to carry out photochemical and photobiological processes that require ultraviolet radiation, incl. for ultraviolet disinfection and treatment of skin diseases.
Известны различные облучательные установки, в т.ч. ультрафиолетовые, предназначенные получения и перераспределения в пространстве, во времени и по спектру потока излучения для обеспечения целесообразной реакции приемников излучения [1]. Такие установки содержат лампу, источник питания (внешний или автономный), и - при необходимости - корпус, оптические элементы для перераспределения излучения в пространстве (зеркала, линзы, шторки и т.п.) и элементы управления (выключатели, схемы модуляции и т.п.).Various irradiation installations are known, incl. ultraviolet, designed to receive and redistribute in space, time and spectrum of the radiation flux to ensure an appropriate response of radiation receivers [1]. Such installations contain a lamp, a power source (external or autonomous), and - if necessary - a housing, optical elements for redistributing radiation in space (mirrors, lenses, shutters, etc.) and control elements (switches, modulation circuits, etc.). P.).
Известны облучательные установки, в которых в качестве источника ультрафиолетового излучения применяются безэлектродные эксилампы барьерного и емкостного разрядов [2-6]. Преимущества использования этих ламп состоят, в частности, следующем:Irradiation installations are known, in which electrodeless excilamps of barrier and capacitive discharges are used as a source of ultraviolet radiation [2-6]. The advantages of using these lamps are, in particular, the following:
зависимости от газового наполнения эксилампы обеспечивают сравнительно узкий спектр излучения полушириной от 2 до 15 нм для эксиплексных молекул и до 30 нм для эксимеров инертных газов. Это, в свою очередь, обеспечивает селективность проведения разнообразных фотохимических реакций и, соответственно, широкую применимость таких источников излучения в задачах, где нужна узкополосность и не нужны направленность и когерентность излучения;Depending on the gas content of the excilamps, they provide a relatively narrow emission spectrum with a half-width from 2 to 15 nm for exciplex molecules and up to 30 nm for inert gas excimers. This, in turn, ensures the selectivity of various photochemical reactions and, accordingly, the wide applicability of such radiation sources in problems where narrowband is needed and radiation directivity and coherence are not needed;
эксилампы имеют различное конструктивное исполнение, что позволяет адаптировать их к решению разных задач;excilamps have a different design, which allows them to be adapted to solve different problems;
при включении эксилампы выходят на максимум энергетической светимости за доли секунд;when turned on, the excilamps reach the maximum energy luminosity in a fraction of a second;
применяемые эксилампы в отличие от широко распространенных ртутных ламп не содержат опасных веществ в колбе.The used excilamps, in contrast to the widely used mercury lamps, do not contain hazardous substances in the flask.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому источнику излучения является устройство для лечения кожных заболеваний [8]. Оно включает в себя XeCl-эксилампу, импульсный источник питания, интерфейсный контроллер и оснащено датчиком расстояния для автоматической корректировки дозы ультрафиолетового излучения при изменении дистанции от кожи пациента. Устройство предназначено для стабилизации энергетической освещенности кожи пациентов при фотолечении.The closest in technical essence to the claimed radiation source is a device for the treatment of skin diseases [8]. It includes a XeCl excilamp, a switching power supply, an interface controller and is equipped with a distance sensor to automatically adjust the dose of ultraviolet radiation when the distance from the patient's skin changes. The device is designed to stabilize the energy illumination of the skin of patients during phototherapy.
Устройство имеет недостатки. Во-первых, применяемый датчик расстояния имеет погрешность, которая связана с различиями кожи пациентов и фона, на котором располагается облучаемый объект. Во-вторых, за счет деградации рабочей смеси и материала оболочки эксилампы, ее интенсивность излучения со временем меняется (может расти или падать), эти изменения датчик расстояния не корректирует. А это в свою очередь приводит к тому, что для обеспечения нужной дозы облучения устройство необходимо перенастраивать, что может делать только квалифицированный персонал. Кроме того, интенсивность излучения эксиламп зависит от сетевого напряжения, что тоже может приводить к нарушению режима ультрафиолетового облучения.The device has flaws. Firstly, the distance sensor used has an error, which is associated with differences in the skin of patients and the background on which the irradiated object is located. Secondly, due to the degradation of the working mixture and the excilamp shell material, its radiation intensity changes over time (it can increase or decrease), and the distance sensor does not correct these changes. And this, in turn, leads to the fact that in order to provide the desired dose of radiation, the device must be reconfigured, which can only be done by qualified personnel. In addition, the radiation intensity of excilamps depends on the mains voltage, which can also lead to a violation of the ultraviolet irradiation regime.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение стабильности облучения поверхности различных объектов.The technical result of the proposed utility model is to increase the stability of irradiation of the surface of various objects.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для ультрафиолетового облучения поверхности, содержащем эксилампу, импульсный источник питания, контроллер, датчик, согласно полезной модели, датчик является оптическим, расположен в заданной зоне воздействия излучения эксилампы на облучаемом объекте, электрически связан с контроллером, при этом контроллер выполнен с возможностью сравнения сигнала с датчика с сигналом от источника питания эксилампы и установления необходимой частоты следования импульсов излучения для обеспечения заданной в данных условиях энергетической освещенности поверхности.The technical result is achieved by the fact that in a device for ultraviolet surface irradiation, containing an excilamp, a switching power supply, a controller, a sensor, according to the utility model, the sensor is optical, located in a given area of exposure to excilamp radiation on an irradiated object, electrically connected to the controller, while the controller is configured to compare the signal from the sensor with the signal from the power source of the excilamp and to establish the necessary repetition rate of the radiation pulses to provide the surface with the energy illumination specified under the given conditions.
Предложенное решение обеспечивает стабилизацию энергетической освещенности в различных условиях эксплуатации, прежде всего благодаря тому, что датчик является оптическим, а значит реакция микроконтроллера не зависит от свойств облучаемого объекта или среды. Датчик располагается в заданной зоне воздействия излучения эксилампы на облучаемом объекте. Он имеет высокую спектральную чувствительность в диапазоне ультрафиолетового излучения эксилампы. Контроллер сравнивает сигнал с датчика с сигналом от источника питания эксилампы и устанавливает необходимую частоту следования импульсов излучения для обеспечения заданной в данных условиях энергетической освещенности объекта и среды. Если объект удаляется или приближается к эксилампе, то по контуру обратной связи «эксилампа - датчик - микроконтроллер - источник питания» происходит коррекция частоты следования импульсов излучения для сохранения уровня энергетической освещенности. Эта же обратная связь работает при изменении интенсивности излучения эксилампы в ходе ее долговременной работы из-за деградации рабочей смеси и материала оболочки. Поскольку контроллер фиксирует также ток эксилампы, он обеспечивает и корректировку интенсивности излучения в случае, если сетевое напряжение питания устройства испытывает колебания. Благодаря этому энергетическая освещенность ультрафиолетового излучения остается стабильной в различных условиях - при изменении положения облучаемого объекта, при скачках напряжения и при деградации эксилампы. Это в свою очередь упрощает эксплуатацию устройства: не нужно следить за указанными факторами и перенастраивать источник питания.The proposed solution ensures the stabilization of energy illumination in various operating conditions, primarily due to the fact that the sensor is optical, which means that the response of the microcontroller does not depend on the properties of the irradiated object or medium. The sensor is located in a given area of exposure to the radiation of the excilamp on the irradiated object. It has a high spectral sensitivity in the excilamp ultraviolet range. The controller compares the signal from the sensor with the signal from the power source of the excilamp and sets the necessary repetition rate of the radiation pulses to provide the energy illumination of the object and environment specified under the given conditions. If the object moves away or approaches the excilamp, then the feedback loop "excilamp - sensor - microcontroller - power source" corrects the radiation pulse repetition rate to maintain the level of energy illumination. The same feedback works when the excilamp radiation intensity changes during its long-term operation due to the degradation of the working mixture and the shell material. Since the controller also fixes the current of the excilamp, it also ensures that the radiation intensity is corrected if the mains voltage of the device is fluctuating. Due to this, the energy illumination of ultraviolet radiation remains stable under various conditions - when the position of the irradiated object changes, during power surges, and during degradation of the excilamp. This, in turn, simplifies the operation of the device: there is no need to monitor these factors and reconfigure the power supply.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ультрафиолетового облучения, на фиг. 2 и 3 - примеры работы устройства в режиме стабилизации (1) и без него (2).In FIG. 1 shows a block diagram of a device for ultraviolet irradiation, in Fig. 2 and 3 - examples of the operation of the device in the stabilization mode (1) and without it (2).
Устройство состоит из эксилампы 1, импульсного источника питания 2, источника сетевого напряжения 3, контроллера 4, имеющего прямую и обратную связь с импульсным источником питания, оптического датчика 5, расположенного в заданной зоне воздействия излучения эксилампы 7 на облучаемом объекте 6.The device consists of an
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Эксилампа 1 зажигается от импульсного источника питания 2, который преобразует напряжение от сети 3 в высоковольтные импульсы с частотой от единиц до сотен килогерц. Излучение эксилампы заданной интенсивности падает на оптический датчик 5, находящийся в заданной зоне облучаемого объекта 7 и электрически связан с контроллером 4. Сигнал с датчика 5 используется контроллером 4 для коррекции частоты следования высоковольтных импульсов напряжения источника питания 2. Для этого контроллер 4 сравнивает сигнал с датчика 5 с сигналом от источника питания 2, а также следит за потребляемым эксилампой током. Как результат, энергетическая освещенность ультрафиолетового излучения остается стабильной при изменении положения облучаемого объекта, при скачках напряжения и при деградации рабочей смеси и колбы эксилампы (что снижает интенсивность ее излучения). Все это стабилизирует энергетическую освещенность потока излучения эксилампы на облучаемом объекте.The
Примеры работы устройства приведены на фиг. 2 и 3. В качестве источника излучения была взята XeCl-эксилампа с максимумом излучения на длине волны 308 нм и полушириной полосы излучения 1.8 нм. Датчик - ультрафиолетовый фотодиод GUVA-S12SD, чувствительный к излучению эксилампы. Микроконтроллер Atmega8 согласован через логическую микросхему CD4011 с высоковольтным источником питания эксилампы, обеспечивающим частоты следования высоковольтных импульсов излучения от 10 до 100 кГц. Измерения мощности проводили фотоприемником Hamamatsu с головкой Н8025-222, чувствительной к излучению эксилампы.Examples of the operation of the device are shown in Fig. 2 and 3. The XeCl excilamp with a maximum emission at a wavelength of 308 nm and a half-width of the emission band of 1.8 nm was taken as the radiation source. Sensor - ultraviolet photodiode GUVA-S12SD, sensitive to excilamp radiation. The Atmega8 microcontroller is matched via a CD4011 logic microcircuit with a high-voltage power supply for the excilamp, which ensures the repetition rate of high-voltage radiation pulses from 10 to 100 kHz. The power was measured with a Hamamatsu photodetector with an H8025-222 head sensitive to excilamp radiation.
На фиг. 2 и 3 - примеры работы устройства в режиме стабилизации (1) и без него (2).In FIG. 2 and 3 - examples of the operation of the device in the stabilization mode (1) and without it (2).
На фиг. 2 видно, что с удалением эксилампы от облучаемого объекта в режиме стабилизации получаем почти линейную зависимость энергетической освещенности от расстояния. Расчетный коэффициент пульсации в этом случае составляет 2.75%.In FIG. It can be seen from Fig. 2 that with the removal of the excilamp from the irradiated object in the stabilization mode, we obtain an almost linear dependence of the energy illumination on the distance. The calculated ripple factor in this case is 2.75%.
По фиг. 3 видно, что при изменении сетевого напряжения от 180 до 240 В устройство также обеспечивает стабилизацию энергетической освещенности на облучаемом объекте, расположенном на расстоянии 1.5 см от поверхности эксилампы. Расчетный коэффициент пульсации в этом случае составляет 1.3%. Аналогичным образом при долговременной эксплуатации и снижении интенсивности излучения эксилампы будет осуществляться коррекция ее питания, что также приведет к стабилизации энергетической освещенности излучения эксилампы на облучаемом объекте.According to FIG. Figure 3 shows that when the mains voltage changes from 180 to 240 V, the device also ensures the stabilization of the energy illumination on the irradiated object located at a distance of 1.5 cm from the excilamp surface. The calculated ripple factor in this case is 1.3%. Similarly, during long-term operation and a decrease in the excilamp radiation intensity, its power supply will be corrected, which will also lead to stabilization of the energy illumination of the excilamp radiation on the irradiated object.
Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает стабильность облучения поверхностей различных объектов.Thus, the proposed solution ensures the stability of irradiation of the surfaces of various objects.
Источники информацииInformation sources
1. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Boos Lighting Group, 2008. - 952 с.1. Reference book on lighting engineering / Ed. Yu.B. Eisenberg. 3rd ed. revised and additional - M.: Boos Lighting Group, 2008. - 952 p.
2. Соснин Э.А. Эксилампы и новое семейство газоразрядных ультрафиолетовых облучателей на их основе // Светотехника. - 2006. - №6. - С. 25-31.2. Sosnin E.A. Excilamps and a new family of gas-discharge ultraviolet irradiators based on them // Light engineering. - 2006. - No. 6. - S. 25-31.
3. Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Эксилампы - перспективный инструмент фотоники // Фотоника. - 2015. - №1. - С. 60-69.3. Sosnin E.A., Tarasenko V.F. Excilamps - a promising tool for photonics // Photonics. - 2015. - No. 1. - S. 60-69.
4. Соснин Э.А., Скакун В.С., Панарин В.А., Печеницин Д.С. Устройство для обеззараживания воздуха // Патент RU 2746562 С1. - Заявка №2020123655. - Приоритет: 09.07.2020. - Опубликовано 15.04.2021. - Бюл. №11.4. Sosnin E.A., Skakun V.S., Panarin V.A., Pechenitsin D.S. Device for air disinfection // Patent RU 2746562 C1. - Application No. 2020123655. - Priority: 07/09/2020. - Published on 04/15/2021. - Bull. No. 11.
5. Соснин Э.А., Авдеев С.М., Скакун В.С., Панарин В.А., Печеницин Д.С., Сорокин Д.А. Источник излучения // Полезная модель к патенту RU 205117 U1. - Заявка №2020143326. - Приоритет: 25.12.2020. - Опубликовано 28.06.2021. - Бюл. №19.5. Sosnin E.A., Avdeev S.M., Skakun V.S., Panarin V.A., Pechenitsin D.S., Sorokin D.A. Radiation source // Useful model for patent RU 205117 U1. - Application No. 2020143326. - Priority: 12/25/2020. - Published on 06/28/2021. - Bull. No. 19.
6. Бойченко А.М., Ломаев М.И., Панченко А.Н., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Ультрафиолетовые и вакуумно-ультрафиолетовые эксилампы: физика, техника и применения. - Томск: STT, 2011. - 512 с. -ISBN 978-5-93629-433-4.6. Boychenko A.M., Lomaev M.I., Panchenko A.N., Sosnin E.A., Tarasenko V.F. Ultraviolet and vacuum-ultraviolet excilamps: physics, technique and applications. - Tomsk: STT, 2011. - 512 p. -ISBN 978-5-93629-433-4.
7. Авдеев С.М., Орловский В.М., Панарин В.А., Печеницин Д.С., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Эффективные источники УФ- и ВУФ-излучения - эксилампы и фотореакторы на их основе // Известия вузов. Физика. - 2017. - Т. 60. - №8. - С. 31-35.7. Avdeev S.M., Orlovsky V.M., Panarin V.A., Pechenitsin D.S., Skakun B.C., Sosnin E.A., Tarasenko V.F. Effective sources of UV and VUV radiation - excilamps and photoreactors based on them. Izvestiya vuzov. Physics. - 2017. - T. 60. - No. 8. - S. 31-35.
8. Щитц Д.В., Бессонов В.А., Анискевич В.М. Устройство для лечения кожных заболеваний // Полезная модель к патенту RU 160730 U1. - Заявка №2015135427/14, - Приоритет: 20.08.2015. - Опубликовано 27.03.2016. - Бюл. №9.8. Schitz D.V., Bessonov V.A., Aniskevich V.M. Device for the treatment of skin diseases // Useful model for patent RU 160730 U1. - Application No. 2015135427/14, - Priority: 20.08.2015. - Published on 03/27/2016. - Bull. No. 9.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU217466U1 true RU217466U1 (en) | 2023-04-03 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2113695C1 (en) * | 1997-01-05 | 1998-06-20 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Pulse ultraviolet radiator |
WO2003024526A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | El.En S.P.A. | Apparatus with ultraviolet spectrum lamp, for the treatment of psoriasis |
RU2470496C2 (en) * | 2006-12-11 | 2012-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | System and method of control over illuminators |
RU129761U1 (en) * | 2012-08-29 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | ANIMAL UV RADIATION DEVICE |
RU160730U1 (en) * | 2015-08-20 | 2016-03-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | DEVICE FOR TREATMENT OF SKIN DISEASES |
RU2733044C1 (en) * | 2017-04-12 | 2020-09-28 | Конинклейке Филипс Н.В. | Device for skin exposure to light |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2113695C1 (en) * | 1997-01-05 | 1998-06-20 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Pulse ultraviolet radiator |
WO2003024526A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | El.En S.P.A. | Apparatus with ultraviolet spectrum lamp, for the treatment of psoriasis |
RU2470496C2 (en) * | 2006-12-11 | 2012-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | System and method of control over illuminators |
RU129761U1 (en) * | 2012-08-29 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | ANIMAL UV RADIATION DEVICE |
RU160730U1 (en) * | 2015-08-20 | 2016-03-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | DEVICE FOR TREATMENT OF SKIN DISEASES |
RU2733044C1 (en) * | 2017-04-12 | 2020-09-28 | Конинклейке Филипс Н.В. | Device for skin exposure to light |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1566200B1 (en) | Illuminator for photodynamic therapy | |
KR102268480B1 (en) | Room and area disinfection utilizing pulsed light with modulated power flux and light systems with visible light compensation between pulses | |
US20080215124A1 (en) | Apparatus for Cosmetic Skin Rejuvenation Treatment | |
WO2003021632A3 (en) | Pulsed uv light source | |
JPWO2018142630A1 (en) | Phototherapy device and phototherapy method | |
JP2008307306A (en) | Phototherapy apparatus | |
RU2013118110A (en) | EXCIMER LIGHT SOURCE | |
US20020144955A1 (en) | Method and system for purifying water contained in a vessel | |
RU217466U1 (en) | Device for ultraviolet irradiation | |
RU2680143C2 (en) | Method of generating broadband high-brightness optical radiation | |
KR20090129327A (en) | Light irradiation device | |
JP2021023529A (en) | Sterilizer for sink | |
RU2641068C1 (en) | Device for treatment of early infection and dermatological diseases | |
RU2070057C1 (en) | Device for pulse sterilization of medical instruments | |
US8696652B2 (en) | Light therapy device and system for preparing and applying a therapeutically effective liquid | |
WO1999037239A1 (en) | Device for hardening composite materials used in the dental field | |
CN107497056B (en) | Optical treatment device for increasing energy density or output power | |
RU2771223C1 (en) | Iodine lamp excited by a capacitive discharge | |
CN112125280A (en) | Ozone generation device and ozone generation method | |
RU103668U1 (en) | GAS DISCHARGE PULSE SOURCE OF HIGH-INTENSITY UV RADIATION | |
RU2088286C1 (en) | Apparatus for treatment and prophylactic of dermatological diseases and thermal injuries | |
KR20070092169A (en) | Self-contained controlled pulsed light emitter for diverse skin care and treatment and a method thereof | |
RU95110111A (en) | Air disinfecting and deodorizing apparatus | |
RU200695U1 (en) | Air and surface disinfection device | |
US9592406B2 (en) | Equipment for producing ultraviolet light |