ระบบการบ่มด้วยแสงยูวีใช้แหล่งกำเนิดรังสี UV ประเภทใด?

ไอปรอท ไดโอดเปล่งแสง (LED) และเอ็กไซเมอร์ เป็นเทคโนโลยีหลอดบ่มด้วยแสงยูวีที่แตกต่างกัน แม้ว่าทั้งสามเทคโนโลยีนี้จะถูกนำมาใช้ในกระบวนการโฟโตพอลิเมอไรเซชันที่หลากหลายเพื่อเชื่อมขวางหมึก สารเคลือบ กาว และวัสดุอัดรีด แต่กลไกการสร้างพลังงานยูวีที่แผ่ออกมา รวมถึงคุณลักษณะของสเปกตรัมเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาการประยุกต์ใช้และสูตรผสม การเลือกแหล่งกำเนิดรังสียูวี และการผสานรวม

หลอดไฟไอปรอท

ทั้งหลอดอาร์กแบบอิเล็กโทรดและหลอดไมโครเวฟแบบไม่มีอิเล็กโทรดจัดอยู่ในประเภทไอปรอท หลอดไอปรอทเป็นหลอดปล่อยก๊าซความดันปานกลางชนิดหนึ่ง ซึ่งปรอทธาตุและก๊าซเฉื่อยจำนวนเล็กน้อยจะถูกทำให้กลายเป็นพลาสมาภายในหลอดควอตซ์ที่ปิดสนิท พลาสมาคือก๊าซไอออนที่มีอุณหภูมิสูงมากซึ่งสามารถนำไฟฟ้าได้ พลาสมาผลิตขึ้นโดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วภายในหลอดอาร์ก หรือโดยการอุ่นหลอดแบบไม่มีอิเล็กโทรดภายในตู้หรือโพรง ซึ่งคล้ายกับเตาไมโครเวฟในครัวเรือน เมื่อกลายเป็นไอแล้ว พลาสมาปรอทจะปล่อยแสงสเปกตรัมกว้างในช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็น และแสงอินฟราเรด

ในกรณีของหลอดอาร์กไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้พลังงานแก่หลอดควอตซ์ที่ปิดผนึก พลังงานนี้ทำให้ปรอทกลายเป็นไอและกลายเป็นพลาสมา อิเล็กตรอนส่วนหนึ่ง (-) ไหลไปยังขั้วบวกของหลอดทังสเตนหรือขั้วบวก (+) และเข้าสู่วงจรไฟฟ้าของระบบ UV อะตอมที่มีอิเล็กตรอนหายไปจะกลายเป็นไอออนบวก (+) ที่มีพลังงานบวก ซึ่งไหลไปยังขั้วลบของหลอดทังสเตนหรือขั้วลบ (-) ขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ ไอออนบวกจะชนกับอะตอมที่เป็นกลางในส่วนผสมของก๊าซ แรงกระแทกจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมที่เป็นกลางไปยังไอออนบวก เมื่อไอออนบวกได้รับอิเล็กตรอน ไอออนจะตกสู่สถานะพลังงานต่ำลง ความแตกต่างของพลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นโฟตอนที่แผ่ออกมาจากหลอดควอตซ์ หากหลอดไฟได้รับพลังงานอย่างเหมาะสม ระบายความร้อนอย่างถูกต้อง และทำงานภายในอายุการใช้งาน ไอออนบวก (+) ที่สร้างขึ้นใหม่จะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วลบหรือขั้วลบ (-) อย่างต่อเนื่อง ทำให้อะตอมของอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เข้าหากันมากขึ้นและปล่อยรังสี UV ออกมาอย่างต่อเนื่อง หลอดไมโครเวฟทำงานในลักษณะเดียวกัน ยกเว้นไมโครเวฟ หรือที่รู้จักกันในชื่อคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เข้ามาแทนที่วงจรไฟฟ้า เนื่องจากหลอดไมโครเวฟไม่มีขั้วไฟฟ้าทังสเตนและเป็นเพียงหลอดควอตซ์ปิดผนึกที่บรรจุปรอทและก๊าซเฉื่อย จึงมักถูกเรียกว่าหลอดไร้ขั้วไฟฟ้า

ปริมาณรังสี UV ของหลอดไอปรอทแบบบรอดแบนด์หรือแบบบรอดสเปกตรัม ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็น และอินฟราเรด ในสัดส่วนที่ใกล้เคียงกันโดยประมาณ รังสีอัลตราไวโอเลตประกอบด้วยรังสี UVC (200-280 นาโนเมตร) UVB (280-315 นาโนเมตร) UVA (315-400 นาโนเมตร) และ UVV (400-450 นาโนเมตร) ผสมกัน หลอดที่ปล่อยรังสี UVC ที่ความยาวคลื่นต่ำกว่า 240 นาโนเมตรจะก่อให้เกิดโอโซนและจำเป็นต้องระบายออกหรือกรอง

สเปกตรัมเอาต์พุตของหลอดไอปรอทสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเติมสารเจือปนปริมาณเล็กน้อย เช่น เหล็ก (Fe), แกลเลียม (Ga), ตะกั่ว (Pb), ดีบุก (Sn), บิสมัท (Bi) หรืออินเดียม (In) โลหะที่เติมเข้าไปจะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของพลาสมา และส่งผลให้พลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อไอออนบวกได้รับอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงไปด้วย หลอดที่เติมโลหะเข้าไปจะเรียกว่า สารเจือปน สารเติมแต่ง และโลหะฮาไลด์ หมึก สารเคลือบ กาว และวัสดุอัดขึ้นรูปที่ผสมสารยูวีส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ตรงกับเอาต์พุตของหลอดที่ผสมสารปรอท (Hg) หรือเหล็ก (Fe) มาตรฐาน หลอดที่ผสมสารเหล็กจะเลื่อนเอาต์พุตของรังสี UV บางส่วนไปยังความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นและเกือบมองเห็นได้ ซึ่งส่งผลให้การแทรกซึมผ่านของสูตรที่มีความหนาและมีเม็ดสีมากได้ดีขึ้น สูตรยูวีที่ผสมไทเทเนียมไดออกไซด์มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวได้ดีกว่าเมื่อใช้หลอดที่ผสมสารแกลเลียม (GA) เนื่องจากหลอดแกลเลียมจะเลื่อนเอาต์พุตของรังสี UV จำนวนมากไปยังความยาวคลื่นที่ยาวกว่า 380 นาโนเมตร เนื่องจากสารเติมแต่งไททาเนียมไดออกไซด์โดยทั่วไปจะไม่ดูดซับแสงที่สูงกว่า 380 นาโนเมตร การใช้หลอดแกลเลียมที่มีสูตรสีขาวจึงทำให้โฟโตอินิจิเอเตอร์สามารถดูดซับพลังงาน UV ได้มากกว่าเมื่อเทียบกับสารเติมแต่ง

โปรไฟล์สเปกตรัมช่วยให้ผู้กำหนดสูตรและผู้ใช้ปลายทางเห็นภาพการกระจายตัวของรังสี UV สำหรับการออกแบบหลอดไฟเฉพาะเจาะจงตลอดช่วงสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แม้ว่าปรอทที่ระเหยเป็นไอและโลหะเติมแต่งจะกำหนดลักษณะการแผ่รังสี แต่ส่วนผสมที่แม่นยำของธาตุและก๊าซเฉื่อยภายในหลอดควอตซ์ รวมถึงโครงสร้างของหลอดไฟและการออกแบบระบบบ่ม ล้วนมีอิทธิพลต่อรังสี UV เอาต์พุตสเปกตรัมของหลอดไฟที่ไม่ได้รวมเข้ากับหลอดไฟที่ใช้พลังงานและวัดโดยผู้จัดจำหน่ายหลอดไฟในที่โล่งจะมีเอาต์พุตสเปกตรัมที่แตกต่างจากหลอดไฟที่ติดตั้งภายในหัวหลอดไฟที่มีตัวสะท้อนแสงและระบบระบายความร้อนที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม โปรไฟล์สเปกตรัมสามารถหาซื้อได้ง่ายจากผู้จัดจำหน่ายระบบ UV และมีประโยชน์ในการพัฒนาสูตรและการเลือกหลอดไฟ

โปรไฟล์สเปกตรัมทั่วไปจะแสดงค่าความเข้มของรังสีสเปกตรัมบนแกน y และความยาวคลื่นบนแกน x ความเข้มของรังสีสเปกตรัมสามารถแสดงได้หลายวิธี เช่น ค่าสัมบูรณ์ (เช่น W/cm2/nm) หรือค่าใดๆ ก็ได้ ค่าสัมพัทธ์ หรือค่าที่ปรับมาตรฐานแล้ว (ไม่มีหน่วย) โดยทั่วไปโปรไฟล์จะแสดงข้อมูลเป็นแผนภูมิเส้นหรือแผนภูมิแท่งที่จัดกลุ่มเอาต์พุตออกเป็นแถบ 10 นาโนเมตร กราฟเอาต์พุตสเปกตรัมของหลอดไฟอาร์กปรอทต่อไปนี้แสดงค่าความเข้มของรังสีสัมพัทธ์เทียบกับความยาวคลื่นของระบบ GEW (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 »แผนภูมิเอาต์พุตสเปกตรัมของปรอทและเหล็ก
หลอดไฟเป็นคำที่ใช้เรียกหลอดควอตซ์ที่เปล่งแสงยูวีในยุโรปและเอเชีย ในขณะที่อเมริกาเหนือและอเมริกาใต้มักใช้หลอดไฟและโคมไฟแบบสลับกันได้ ทั้งหลอดไฟและหัวโคมไฟหมายถึงชุดประกอบที่บรรจุหลอดควอตซ์และส่วนประกอบทางกลและไฟฟ้าอื่นๆ ทั้งหมด

โคมไฟอาร์กอิเล็กโทรด

ระบบหลอดไฟอาร์กอิเล็กโทรดประกอบด้วยหัวหลอดไฟ พัดลมระบายความร้อนหรือเครื่องทำความเย็น แหล่งจ่ายไฟ และส่วนติดต่อระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) หัวหลอดไฟประกอบด้วยหลอดไฟ (หลอดไฟ) แผ่นสะท้อนแสง ตัวเรือนหรือโครงโลหะ ชุดชัตเตอร์ และบางครั้งอาจมีหน้าต่างควอตซ์หรือตัวป้องกันสายไฟ GEW ติดตั้งหลอดควอตซ์ แผ่นสะท้อนแสง และกลไกชัตเตอร์ไว้ภายในชุดตลับหลอด ซึ่งสามารถถอดออกจากตัวเรือนหรือโครงหลอดไฟด้านนอกได้อย่างง่ายดาย โดยทั่วไปการถอดตลับหลอด GEW จะทำเสร็จภายในไม่กี่วินาทีโดยใช้ประแจอัลเลนเพียงตัวเดียว เนื่องจากปริมาณรังสี UV ขนาดและรูปร่างของหัวหลอดไฟโดยรวม คุณสมบัติของระบบ และความต้องการอุปกรณ์เสริมแตกต่างกันไปตามการใช้งานและตลาด โดยทั่วไประบบหลอดไฟอาร์กอิเล็กโทรดจึงได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานเฉพาะประเภทหรือเครื่องจักรประเภทเดียวกัน

หลอดไอปรอทเปล่งแสง 360 องศาจากหลอดควอตซ์ ระบบหลอดอาร์กใช้แผ่นสะท้อนแสงที่ด้านข้างและด้านหลังของหลอดเพื่อจับและโฟกัสแสงให้มากขึ้นไปยังระยะที่กำหนดด้านหน้าหัวหลอด ระยะนี้เรียกว่าจุดโฟกัส ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มีความเข้มแสงสูงสุด โดยทั่วไปหลอดอาร์กจะเปล่งแสงในช่วง 5 ถึง 12 วัตต์/ตารางเซนติเมตร ณ จุดโฟกัส เนื่องจากรังสี UV ประมาณ 70% ที่ปล่อยออกมาจากหัวหลอดมาจากแผ่นสะท้อนแสง จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องรักษาแผ่นสะท้อนแสงให้สะอาดและเปลี่ยนแผ่นสะท้อนแสงเป็นระยะ การไม่ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนแผ่นสะท้อนแสงเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้การบ่มแสงไม่เพียงพอ

กว่า 30 ปีที่ GEW ได้พัฒนาประสิทธิภาพของระบบบ่มเพาะ ปรับแต่งคุณสมบัติและผลลัพธ์ให้ตรงกับความต้องการของการใช้งานและตลาดเฉพาะ และพัฒนาชุดอุปกรณ์เสริมสำหรับการเชื่อมต่อที่หลากหลาย ด้วยเหตุนี้ ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ของ GEW ในปัจจุบันจึงประกอบด้วยดีไซน์ตัวเรือนขนาดกะทัดรัด ตัวสะท้อนแสงที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อการสะท้อนรังสียูวีที่สูงขึ้นและลดอินฟราเรด กลไกชัตเตอร์แบบรวมที่เงียบสนิท กระโปรงและช่องเวฟ การป้อนเวฟแบบฝาพับ การเฉื่อยไนโตรเจน หัวจ่ายแรงดันบวก อินเทอร์เฟซสำหรับผู้ปฏิบัติงานแบบหน้าจอสัมผัส แหล่งจ่ายไฟแบบโซลิดสเตต ประสิทธิภาพการทำงานที่สูงขึ้น การตรวจสอบเอาต์พุตรังสียูวี และการตรวจสอบระบบจากระยะไกล

เมื่อหลอดอิเล็กโทรดแรงดันปานกลางทำงาน อุณหภูมิพื้นผิวของควอตซ์จะอยู่ระหว่าง 600 ถึง 800 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิภายในพลาสมาจะอยู่ที่หลายพันองศาเซลเซียส ลมอัดเป็นวิธีหลักในการรักษาอุณหภูมิการทำงานของหลอดให้ถูกต้องและกำจัดพลังงานอินฟราเรดที่แผ่ออกมาบางส่วน GEW จ่ายอากาศนี้ในเชิงลบ ซึ่งหมายความว่าอากาศจะถูกดึงผ่านตัวเรือน ไปตามตัวสะท้อนแสงและหลอด และระบายออกจากชุดประกอบและออกจากเครื่องจักรหรือพื้นผิวการบ่ม ระบบ GEW บางระบบ เช่น E4C ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งทำให้สามารถปล่อยรังสี UV ได้มากขึ้นเล็กน้อยและลดขนาดหัวหลอดโดยรวม

หลอดอาร์กอิเล็กโทรดมีรอบการอุ่นเครื่องและเย็นลง หลอดจะถูกตีด้วยอุณหภูมิที่ต่ำที่สุด ซึ่งทำให้พลาสมาปรอทมีอุณหภูมิการทำงานที่ต้องการ สร้างอิเล็กตรอนอิสระและไอออนบวก และทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ เมื่อปิดหัวหลอด ระบบระบายความร้อนจะยังคงทำงานต่อไปอีกสองสามนาทีเพื่อให้หลอดควอตซ์เย็นลงอย่างสม่ำเสมอ หลอดที่ร้อนเกินไปจะไม่ตีซ้ำและต้องเย็นลงอย่างต่อเนื่อง ความยาวของรอบการเริ่มต้นและเย็นลง รวมถึงความเสื่อมสภาพของอิเล็กโทรดในระหว่างการกระแทกแรงดันไฟฟ้าแต่ละครั้ง เป็นเหตุผลที่ชุดประกอบหลอดอาร์กอิเล็กโทรดของ GEW มักจะติดตั้งกลไกชัตเตอร์แบบนิวเมติกส์ รูปที่ 2 แสดงหลอดอาร์กอิเล็กโทรดระบายความร้อนด้วยอากาศ (E2C) และระบายความร้อนด้วยของเหลว (E4C)

รูปที่ 2 »หลอดไฟอาร์กอิเล็กโทรดระบายความร้อนด้วยของเหลว (E4C) และระบายความร้อนด้วยอากาศ (E2C)

หลอดไฟ LED UV

สารกึ่งตัวนำเป็นวัสดุผลึกแข็งที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้บ้าง กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสารกึ่งตัวนำได้ดีกว่าฉนวนไฟฟ้า แต่ไม่ดีเท่าตัวนำโลหะ สารกึ่งตัวนำที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติแต่มีประสิทธิภาพต่ำ ได้แก่ ซิลิคอน เจอร์เมเนียม และซีลีเนียม สารกึ่งตัวนำสังเคราะห์ที่ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพเอาต์พุตและประสิทธิภาพการทำงาน เป็นวัสดุผสมที่มีสิ่งเจือปนถูกชุบอย่างแม่นยำภายในโครงสร้างผลึก ในกรณีของหลอด LED ยูวี อะลูมิเนียมแกลเลียมไนไตรด์ (AlGaN) เป็นวัสดุที่นิยมใช้กันทั่วไป

สารกึ่งตัวนำเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ และได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์ ไดโอด ไดโอดเปล่งแสง และไมโครโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำถูกรวมเข้ากับวงจรไฟฟ้าและติดตั้งอยู่ภายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป แท็บเล็ต เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องบิน รถยนต์ รีโมทคอนโทรล และแม้แต่ของเล่นเด็ก ส่วนประกอบขนาดเล็กแต่ทรงพลังเหล่านี้ทำให้ผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวันใช้งานได้ และยังทำให้ผลิตภัณฑ์มีขนาดกะทัดรัด บางลง น้ำหนักเบา และราคาไม่แพงอีกด้วย

ในกรณีพิเศษของหลอด LED วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ได้รับการออกแบบและประดิษฐ์ขึ้นอย่างแม่นยำจะปล่อยแถบแสงที่มีความยาวคลื่นค่อนข้างแคบเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC แสงจะถูกสร้างขึ้นเฉพาะเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวก (+) ไปยังขั้วลบ (-) ของหลอด LED แต่ละหลอดเท่านั้น เนื่องจากเอาต์พุตของหลอด LED สามารถควบคุมได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย และมีลักษณะกึ่งสีเดียว หลอด LED จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเป็น: ไฟแสดงสถานะ; สัญญาณการสื่อสารอินฟราเรด; ไฟแบ็คไลท์สำหรับทีวี แล็ปท็อป แท็บเล็ต และสมาร์ทโฟน; ป้ายอิเล็กทรอนิกส์ ป้ายโฆษณา และจัมโบทรอน; และการอบด้วยแสงยูวี

LED คือรอยต่อบวก-ลบ (pn junction) ซึ่งหมายความว่าส่วนหนึ่งของ LED มีประจุบวก เรียกว่า แอโนด (+) และอีกส่วนหนึ่งมีประจุลบ เรียกว่า แคโทด (-) แม้ว่าทั้งสองด้านจะมีความนำไฟฟ้าค่อนข้างสูง แต่ขอบเขตของรอยต่อที่ทั้งสองด้านมาบรรจบกัน ซึ่งเรียกว่า โซนพร่อง (depletion zone) จะไม่นำไฟฟ้า เมื่อขั้วบวก (+) ของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เชื่อมต่อกับแอโนด (+) ของ LED และขั้วลบ (-) ของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเชื่อมต่อกับแคโทด (-) อิเล็กตรอนที่มีประจุลบในแคโทดและช่องว่างอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกในแอโนดจะถูกผลักโดยแหล่งจ่ายไฟฟ้าและผลักไปยังโซนพร่อง นี่คือไบแอสไปข้างหน้า และมีผลในการเอาชนะขอบเขตที่ไม่นำไฟฟ้า ผลที่ได้คืออิเล็กตรอนอิสระในบริเวณ n-type จะข้ามผ่านและเติมเต็มช่องว่างในบริเวณ p-type เมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านขอบเขต อิเล็กตรอนจะเปลี่ยนไปสู่สถานะพลังงานต่ำลง พลังงานที่ลดลงจะถูกปล่อยออกมาจากสารกึ่งตัวนำในรูปของโฟตอนของแสง

วัสดุและสารเจือปนที่ก่อตัวเป็นโครงสร้างผลึก LED เป็นตัวกำหนดปริมาณสเปกตรัม ปัจจุบันแหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีจำหน่ายทั่วไปมีปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่แผ่ออกมาที่ 365, 385, 395 และ 405 นาโนเมตร ซึ่งมีความคลาดเคลื่อนทั่วไปอยู่ที่ ±5 นาโนเมตร และมีการกระจายสเปกตรัมแบบเกาส์เซียน ยิ่งค่าความเข้มของสเปกตรัมสูงสุด (W/cm2/nm) สูงเท่าใด ค่าสูงสุดของเส้นโค้งระฆังก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แม้ว่าการพัฒนา UVC จะอยู่ระหว่าง 275 ถึง 285 นาโนเมตร แต่ปริมาณรังสี อายุการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนยังไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์สำหรับระบบและการใช้งานในการบ่ม

เนื่องจากปัจจุบัน UV-LED ปล่อยแสงได้เฉพาะช่วงความยาวคลื่น UVA ที่ยาวกว่า ระบบบ่ม UV-LED จึงไม่ปล่อยสเปกตรัมแบนด์กว้างที่มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับหลอดไอปรอทความดันปานกลาง ซึ่งหมายความว่าระบบบ่ม UV-LED จะไม่ปล่อยรังสี UVC, UVB, แสงที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ และความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ก่อให้เกิดความร้อน แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยให้ระบบบ่ม UV-LED สามารถนำไปใช้งานในสภาวะที่ไวต่อความร้อนมากขึ้นได้ แต่หมึก สารเคลือบ และกาวที่มีอยู่เดิมซึ่งผลิตขึ้นสำหรับหลอดปรอทความดันปานกลางจำเป็นต้องได้รับการปรับสูตรใหม่ให้เหมาะสมกับระบบบ่ม UV-LED โชคดีที่ผู้ผลิตเคมีภัณฑ์กำลังออกแบบผลิตภัณฑ์ให้บ่มคู่กันมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าสูตรบ่มคู่ที่ออกแบบมาเพื่อบ่มด้วยหลอด UV-LED ก็สามารถบ่มด้วยหลอดไอปรอทได้เช่นกัน (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 »แผนภูมิเอาต์พุตสเปกตรัมสำหรับ LED

ระบบบ่ม UV-LED ของ GEW ปล่อยรังสีได้สูงสุด 30 วัตต์/ตารางเซนติเมตร ที่ช่องเปล่งแสง ซึ่งแตกต่างจากหลอดอาร์กอิเล็กโทรด ระบบบ่ม UV-LED ไม่ได้ใช้ตัวสะท้อนแสงที่นำแสงไปยังจุดโฟกัสที่เข้มข้น ส่งผลให้ค่าการแผ่รังสีสูงสุดของ UV-LED เกิดขึ้นใกล้กับช่องเปล่งแสง รังสี UV-LED ที่ปล่อยออกมาจะแยกออกจากกันเมื่อระยะห่างระหว่างหัวหลอดและพื้นผิวบ่มเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความเข้มข้นของแสงและปริมาณการแผ่รังสีที่ไปถึงพื้นผิวบ่มลดลง แม้ว่าค่าการแผ่รังสีสูงสุดจะมีความสำคัญต่อการเชื่อมขวาง แต่การแผ่รังสีที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ไม่ได้เป็นประโยชน์เสมอไป และยังอาจยับยั้งความหนาแน่นของการเชื่อมขวางที่มากขึ้นได้อีกด้วย ความยาวคลื่น (นาโนเมตร) ค่าการแผ่รังสี (วัตต์/ตารางเซนติเมตร) และความหนาแน่นพลังงาน (จูล/ตารางเซนติเมตร) ล้วนมีบทบาทสำคัญในการบ่ม และควรทำความเข้าใจผลกระทบโดยรวมต่อการบ่มให้ถูกต้องในระหว่างการเลือกแหล่งกำเนิดแสง UV-LED

หลอด LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบ Lambertian กล่าวอีกนัยหนึ่ง หลอด UV LED แต่ละหลอดจะปล่อยแสงออกไปข้างหน้าอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งซีกโลกขนาด 360° x 180° หลอด UV LED จำนวนมาก ซึ่งแต่ละหลอดมีขนาดประมาณหนึ่งมิลลิเมตร ถูกจัดเรียงเป็นแถวเดียว เมทริกซ์ของแถวและคอลัมน์ หรือรูปแบบอื่นๆ ชุดประกอบย่อยเหล่านี้ เรียกว่า โมดูล หรือ อาร์เรย์ ได้รับการออกแบบให้มีระยะห่างระหว่างหลอด LED เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถผสานกันข้ามช่องว่างและช่วยระบายความร้อนด้วยไดโอด จากนั้น โมดูลหรืออาร์เรย์หลายชุดจะถูกจัดเรียงเป็นชุดประกอบขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อสร้างระบบบ่ม UV ที่มีขนาดแตกต่างกัน (รูปที่ 4 และ 5) ส่วนประกอบเพิ่มเติมที่จำเป็นต่อการสร้างระบบบ่ม UV-LED ได้แก่ แผงระบายความร้อน ช่องเปล่งแสง ไดรเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ แหล่งจ่ายไฟ DC ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือเครื่องทำความเย็น และส่วนติดต่อระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร (HMI)

รูปที่ 4 »ระบบ LeoLED สำหรับเว็บไซต์

รูปที่ 5 »ระบบ LeoLED สำหรับการติดตั้งหลอดไฟหลายดวงความเร็วสูง

เนื่องจากระบบบ่มด้วย UV-LED ไม่แผ่รังสีอินฟราเรด จึงถ่ายเทพลังงานความร้อนไปยังพื้นผิวที่บ่มได้น้อยกว่าหลอดไอปรอท แต่ไม่ได้หมายความว่า UV LED ควรถูกจัดว่าเป็นเทคโนโลยีบ่มด้วยความเย็น ระบบบ่มด้วย UV-LED สามารถปล่อยรังสีสูงสุดได้สูงมาก และความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตก็เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ผลผลิตใดๆ ก็ตามที่สารเคมีไม่ได้ดูดซับไว้ จะทำให้ชิ้นส่วนหรือพื้นผิวด้านล่าง รวมถึงส่วนประกอบอื่นๆ ของเครื่องจักรร้อนขึ้น

หลอด UV LED ยังเป็นส่วนประกอบไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการออกแบบและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เบื้องต้น รวมถึงวิธีการผลิตและส่วนประกอบที่ใช้ในการบรรจุหลอด LED ลงในหน่วยบ่มขนาดใหญ่ แม้ว่าอุณหภูมิของหลอดควอตซ์ไอปรอทจะต้องอยู่ระหว่าง 600 ถึง 800 องศาเซลเซียสระหว่างการทำงาน แต่อุณหภูมิของรอยต่อ pn ของหลอด LED จะต้องต่ำกว่า 120 องศาเซลเซียส มีเพียง 35-50% ของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับชุดหลอด UV-LED เท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นพลังงานอัลตราไวโอเลต (ซึ่งขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นสูง) ส่วนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นความร้อนซึ่งต้องถูกกำจัดออกเพื่อรักษาอุณหภูมิรอยต่อที่ต้องการ และให้มั่นใจว่าระบบได้รับรังสี ความหนาแน่นของพลังงาน และความสม่ำเสมอตามที่กำหนด รวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน หลอด LED เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตที่มีอายุการใช้งานยาวนานโดยเนื้อแท้ และการรวมหลอด LED เข้ากับชุดประกอบขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนที่ได้รับการออกแบบและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุข้อกำหนดอายุการใช้งานที่ยาวนาน ระบบการอบด้วยแสง UV นั้นไม่เหมือนกันทั้งหมด และระบบการอบด้วยแสง UV-LED ที่ได้รับการออกแบบและระบายความร้อนไม่ถูกต้อง มีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปและล้มเหลวอย่างร้ายแรง

หลอดไฟไฮบริดอาร์ค/LED

ในตลาดใดก็ตามที่มีการนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ เข้ามาแทนที่เทคโนโลยีเดิม อาจเกิดความกังวลเกี่ยวกับการนำไปใช้งานจริง รวมถึงความกังขาเกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้งาน ผู้ใช้ที่มีศักยภาพมักจะชะลอการนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้จนกว่าจะมีฐานการติดตั้งที่มั่นคง มีการเผยแพร่กรณีศึกษา มีคำรับรองเชิงบวกแพร่หลาย และ/หรือได้รับประสบการณ์ตรงหรือข้อมูลอ้างอิงจากบุคคลและบริษัทที่ตนรู้จักและไว้วางใจ บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องมีหลักฐานที่ชัดเจนก่อนที่ตลาดทั้งหมดจะละทิ้งเทคโนโลยีเก่า ๆ และเปลี่ยนผ่านไปสู่เทคโนโลยีใหม่อย่างสมบูรณ์ เรื่องราวความสำเร็จมักถูกเก็บเป็นความลับ เพราะผู้ที่นำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้ก่อนไม่ต้องการให้คู่แข่งได้รับประโยชน์ที่เทียบเท่ากัน ด้วยเหตุนี้ เรื่องราวความผิดหวังทั้งที่เป็นจริงและเกินจริงจึงอาจสะท้อนไปทั่วตลาด บดบังคุณค่าที่แท้จริงของเทคโนโลยีใหม่ และทำให้การนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้ล่าช้าออกไปอีก

ตลอดประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา การออกแบบแบบไฮบริดมักถูกมองว่าเป็นสะพานเชื่อมระหว่างเทคโนโลยีเดิมกับเทคโนโลยีใหม่ เพื่อตอบโต้การนำไปใช้อย่างไม่เต็มใจ การออกแบบแบบไฮบริดช่วยให้ผู้ใช้มีความมั่นใจและตัดสินใจได้เองว่าควรใช้ผลิตภัณฑ์หรือวิธีการใหม่ๆ อย่างไรและเมื่อใด โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการใช้งานในปัจจุบัน ในกรณีของการอบด้วยแสงยูวี ระบบไฮบริดช่วยให้ผู้ใช้สามารถสลับระหว่างหลอดไอปรอทและเทคโนโลยี LED ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย สำหรับสายการผลิตที่มีสถานีอบหลายสถานี การออกแบบแบบไฮบริดช่วยให้เครื่องพิมพ์สามารถใช้หลอด LED 100%, หลอดไอปรอท 100% หรือเทคโนโลยีทั้งสองแบบผสมกันตามความต้องการสำหรับงานแต่ละประเภท

GEW นำเสนอระบบไฮบริดอาร์ก/แอลอีดีสำหรับตัวแปลงเว็บ โซลูชันนี้ได้รับการพัฒนาสำหรับฉลากแบบเว็บแคบ ซึ่งเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดของ GEW แต่การออกแบบไฮบริดนี้ยังถูกนำไปใช้งานในแอปพลิเคชันเว็บและที่ไม่ใช่เว็บอื่นๆ อีกด้วย (รูปที่ 6) อาร์ก/แอลอีดีประกอบด้วยตัวเรือนหัวหลอดไฟแบบเดียวกันที่สามารถรองรับตลับหลอดไอปรอทหรือหลอด LED ได้ ตลับทั้งสองทำงานด้วยระบบไฟฟ้าและระบบควบคุมแบบสากล ระบบอัจฉริยะภายในระบบช่วยให้สามารถแยกความแตกต่างระหว่างตลับหลอดประเภทต่างๆ และจ่ายพลังงาน ระบบระบายความร้อน และส่วนติดต่อผู้ปฏิบัติงานที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ โดยทั่วไปแล้ว การถอดหรือติดตั้งตลับหลอดไอปรอทหรือหลอด LED ของ GEW ทั้งสองตลับจะเสร็จสิ้นภายในไม่กี่วินาทีโดยใช้ประแจอัลเลนเพียงตัวเดียว

รูปที่ 6 »ระบบอาร์ค/LED สำหรับเว็บ

โคมไฟเอ็กไซเมอร์

หลอดเอ็กไซเมอร์เป็นหลอดปล่อยก๊าซชนิดหนึ่งที่ปล่อยพลังงานอัลตราไวโอเลตแบบกึ่งสีเดียว แม้ว่าหลอดเอ็กไซเมอร์จะมีความยาวคลื่นหลากหลาย แต่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตทั่วไปจะอยู่ที่ 172, 222, 308 และ 351 นาโนเมตร หลอดเอ็กไซเมอร์ขนาด 172 นาโนเมตรจะอยู่ในช่วง UV สุญญากาศ (100 ถึง 200 นาโนเมตร) ในขณะที่ 222 นาโนเมตรเป็น UVC อย่างเดียว (200 ถึง 280 นาโนเมตร) หลอดเอ็กไซเมอร์ขนาด 308 นาโนเมตรจะปล่อย UVB (280 ถึง 315 นาโนเมตร) และ 351 นาโนเมตรจะปล่อย UVA อย่างสมบูรณ์ (315 ถึง 400 นาโนเมตร)

ความยาวคลื่น UV สุญญากาศ 172 นาโนเมตรนั้นสั้นกว่าและมีพลังงานมากกว่า UVC อย่างไรก็ตาม รังสีเหล่านี้ไม่สามารถทะลุผ่านเข้าไปในสารได้ลึกมากนัก อันที่จริง ความยาวคลื่น 172 นาโนเมตรจะถูกดูดซับอย่างสมบูรณ์ภายใน 10 ถึง 200 นาโนเมตรแรกของสูตร UV ด้วยเหตุนี้ หลอดเอ็กไซเมอร์ 172 นาโนเมตรจึงสามารถเชื่อมขวางได้เฉพาะพื้นผิวด้านนอกสุดของสูตร UV เท่านั้น และต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์บ่มอื่นๆ เนื่องจากความยาวคลื่น UV สุญญากาศก็ถูกดูดซับโดยอากาศเช่นกัน หลอดเอ็กไซเมอร์ 172 นาโนเมตรจึงต้องทำงานในบรรยากาศที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบเฉื่อย

หลอดเอ็กไซเมอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหลอดควอตซ์ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนไดอิเล็กทริก หลอดบรรจุด้วยก๊าซหายากที่สามารถสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์หรือเอ็กไซเพล็กซ์ได้ (รูปที่ 7) ก๊าซแต่ละชนิดจะสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกัน และโมเลกุลที่ถูกกระตุ้นที่แตกต่างกันจะเป็นตัวกำหนดความยาวคลื่นที่หลอดเปล่งออกมา อิเล็กโทรดแรงดันสูงจะวิ่งไปตามความยาวคลื่นด้านในของหลอดควอตซ์ และอิเล็กโทรดกราวด์จะวิ่งไปตามความยาวคลื่นด้านนอก แรงดันไฟฟ้าจะถูกพัลส์เข้าสู่หลอดด้วยความถี่สูง ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนไหลภายในอิเล็กโทรดภายในและคายประจุผ่านส่วนผสมของก๊าซไปยังอิเล็กโทรดกราวด์ภายนอก ปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์นี้เรียกว่าการคายประจุแบบไดอิเล็กทริกแบร์ริเออร์ (DBD) เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านก๊าซ พวกมันจะทำปฏิกิริยากับอะตอมและสร้างสปีชีส์ที่มีพลังงานหรือแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์หรือเอ็กไซเพล็กซ์ โมเลกุลเอ็กไซเมอร์และเอ็กไซเพล็กซ์มีอายุสั้นมาก และเมื่อพวกมันสลายตัวจากสถานะกระตุ้นไปเป็นสถานะกราวด์ โฟตอนที่มีการกระจายแบบกึ่งโมโนโครเมติกจะถูกปล่อยออกมา

รูปที่ 7 »โคมไฟเอ็กไซเมอร์

ต่างจากหลอดไอปรอท พื้นผิวของหลอดควอตซ์ของหลอดเอ็กไซเมอร์จะไม่ร้อน ส่งผลให้หลอดเอ็กไซเมอร์ส่วนใหญ่ทำงานโดยแทบไม่มีการระบายความร้อนเลย ในกรณีอื่นๆ จำเป็นต้องใช้การระบายความร้อนในระดับต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้ก๊าซไนโตรเจน เนื่องจากหลอดเอ็กไซเมอร์มีเสถียรภาพทางความร้อน จึงสามารถ "เปิด/ปิด" ได้ทันที และไม่จำเป็นต้องอุ่นเครื่องหรือระบายความร้อน

เมื่อนำหลอดเอ็กไซเมอร์ที่แผ่รังสีความยาวคลื่น 172 นาโนเมตรมาใช้ร่วมกับระบบบ่ม UVA-LED แบบกึ่งโมโนโครเมติกและหลอดไอปรอทแบบแบนด์กว้าง จะเกิดปรากฏการณ์ผิวด้านขึ้น โดยหลอดแอลอีดี UVA จะถูกนำมาใช้เพื่อทำให้สารเคมีเกิดเจลก่อน จากนั้นจึงนำหลอดเอ็กไซเมอร์แบบกึ่งโมโนโครเมติกมาใช้เพื่อพอลิเมอร์พื้นผิว และสุดท้ายหลอดปรอทแบบแบนด์กว้างจะเชื่อมขวางสารเคมีที่เหลือเข้าด้วยกัน สเปกตรัมเอาต์พุตที่เป็นเอกลักษณ์ของเทคโนโลยีทั้งสามที่นำมาใช้ในขั้นตอนแยกกันนี้ให้ผลลัพธ์การบ่มพื้นผิวทั้งทางแสงและเชิงฟังก์ชันที่เป็นประโยชน์ ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยแหล่งกำเนิดแสง UV ชนิดใดชนิดหนึ่งเพียงอย่างเดียว

ความยาวคลื่นเอกไซเมอร์ 172 และ 222 นาโนเมตรยังมีประสิทธิภาพในการทำลายสารอินทรีย์อันตรายและแบคทีเรียที่เป็นอันตราย ซึ่งทำให้หลอดเอกไซเมอร์เหมาะสำหรับการทำความสะอาดพื้นผิว การฆ่าเชื้อโรค และการบำบัดพลังงานพื้นผิว

อายุการใช้งานของหลอดไฟ

อายุการใช้งานของหลอดไฟหรือหลอดอาร์กของ GEW โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 2,000 ชั่วโมง อายุการใช้งานของหลอดไฟไม่ใช่ค่าตายตัว เนื่องจากปริมาณรังสี UV จะลดลงเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ การออกแบบและคุณภาพของหลอดไฟ รวมถึงสภาพการทำงานของระบบ UV และปฏิกิริยาของสูตรผสมเป็นสิ่งสำคัญ ระบบ UV ที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าได้รับพลังงานและความเย็นที่ถูกต้องตามการออกแบบหลอดไฟ (หลอด) เฉพาะ

หลอดไฟที่จัดหาโดย GEW มักมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดเมื่อใช้ในระบบบ่ม GEW แหล่งจ่ายแสงทุติยภูมิโดยทั่วไปจะย้อนวิศวกรรมหลอดไฟจากตัวอย่าง และหลอดไฟที่จัดหามาอาจไม่มีอุปกรณ์ปลาย เส้นผ่านศูนย์กลางควอตซ์ ปริมาณปรอท หรือส่วนผสมของก๊าซที่เหมือนกัน ซึ่งอาจส่งผลต่อปริมาณรังสี UV และการเกิดความร้อน เมื่อความร้อนที่เกิดขึ้นไม่สมดุลกับการระบายความร้อนของระบบ หลอดไฟจะได้รับผลกระทบทั้งด้านปริมาณรังสี UV และอายุการใช้งาน หลอดไฟที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าจะปล่อยรังสี UV น้อยลง หลอดไฟที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าจะมีอายุการใช้งานสั้นลงและบิดงอเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวสูง

อายุการใช้งานของหลอดอาร์กอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงานของหลอด จำนวนชั่วโมงการทำงาน และจำนวนครั้งที่เริ่มหรือหยุดการทำงาน ทุกครั้งที่เกิดอาร์กไฟฟ้าแรงสูงขณะเริ่มต้นใช้งาน หลอดอิเล็กโทรดทังสเตนจะสึกกร่อนไปบ้าง ในที่สุดหลอดจะไม่หยุดทำงานอีก หลอดอาร์กอิเล็กโทรดมีกลไกชัตเตอร์ ซึ่งเมื่อเปิดใช้งานจะปิดกั้นรังสี UV แทนที่จะต้องหมุนเวียนพลังงานของหลอดซ้ำๆ หมึก สารเคลือบ และกาวที่มีปฏิกิริยากับแสงมากกว่าอาจทำให้หลอดมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ในขณะที่สูตรที่มีปฏิกิริยากับแสงน้อยกว่าอาจต้องเปลี่ยนหลอดบ่อยขึ้น

ระบบ UV-LED มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไฟทั่วไป แต่อายุการใช้งานของ UV-LED ก็ไม่ใช่สิ่งที่แน่นอน เช่นเดียวกับหลอดไฟทั่วไป UV LED มีข้อจำกัดในเรื่องความแรงของหลอดไฟ และโดยทั่วไปต้องทำงานที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อต่ำกว่า 120 องศาเซลเซียส การใช้หลอดไฟ LED มากเกินไปหรืออุณหภูมิต่ำเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานลดลง ส่งผลให้เสื่อมสภาพเร็วขึ้นหรือเกิดความล้มเหลวร้ายแรง ปัจจุบันผู้จัดจำหน่ายระบบ UV-LED บางรายไม่ได้นำเสนอระบบที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ (มากกว่า 20,000 ชั่วโมง) ระบบที่ได้รับการออกแบบและบำรุงรักษาดีกว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 20,000 ชั่วโมง และระบบที่ด้อยกว่าจะล้มเหลวภายในระยะเวลาที่สั้นกว่ามาก ข่าวดีก็คือ การออกแบบระบบ LED ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นในแต่ละรอบการออกแบบ

โอโซน
เมื่อความยาวคลื่น UVC ที่สั้นกว่ากระทบกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) จะทำให้โมเลกุลออกซิเจน (O2) แตกตัวออกเป็นสองอะตอมออกซิเจน (O) อะตอมออกซิเจนอิสระ (O) จะชนกับโมเลกุลออกซิเจนอื่นๆ (O2) และก่อตัวเป็นโอโซน (O3) เนื่องจากไตรออกซิเจน (O3) มีความเสถียรน้อยกว่าไดออกซิเจน (O2) ที่ระดับพื้นดิน โอโซนจึงเปลี่ยนกลับเป็นโมเลกุลออกซิเจน (O2) และอะตอมออกซิเจน (O) ได้อย่างง่ายดายเมื่อลอยผ่านอากาศในชั้นบรรยากาศ อะตอมออกซิเจนอิสระ (O) จะรวมตัวกันใหม่ภายในระบบไอเสียเพื่อผลิตโมเลกุลออกซิเจน (O2)

สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบ่มด้วยแสงยูวี โอโซน (O3) เกิดขึ้นเมื่อออกซิเจนในบรรยากาศทำปฏิกิริยากับคลื่นอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่า 240 นาโนเมตร แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลตแบบบรอดแบนด์จะปล่อยรังสี UVC ระหว่าง 200 ถึง 280 นาโนเมตร ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ส่วนหนึ่งของบริเวณที่ก่อให้เกิดโอโซน และหลอดเอ็กไซเมอร์จะปล่อยรังสี UV แบบสุญญากาศที่ความยาวคลื่น 172 นาโนเมตร หรือ UVC ที่ความยาวคลื่น 222 นาโนเมตร โอโซนที่เกิดจากไอปรอทและหลอดเอ็กไซเมอร์บ่มด้วยแสงยูวีนั้นไม่เสถียรและไม่ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมมากนัก แต่จำเป็นต้องกำจัดออกจากบริเวณโดยรอบผู้ปฏิบัติงาน เนื่องจากเป็นสารระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเป็นพิษในระดับสูง เนื่องจากระบบบ่มด้วยแสงยูวี-แอลอีดีเชิงพาณิชย์ปล่อยรังสี UVA ระหว่าง 365 ถึง 405 นาโนเมตร จึงไม่เกิดโอโซน

โอโซนมีกลิ่นคล้ายกับกลิ่นของโลหะ สายไฟที่กำลังไหม้ คลอรีน และประกายไฟ ประสาทสัมผัสทางประสาทสัมผัสของมนุษย์สามารถตรวจจับโอโซนได้ต่ำถึง 0.01 ถึง 0.03 ส่วนในล้านส่วน (ppm) แม้ว่าจะแตกต่างกันไปตามแต่ละบุคคลและระดับกิจกรรม แต่ความเข้มข้นที่สูงกว่า 0.4 ppm อาจส่งผลเสียต่อระบบทางเดินหายใจและอาการปวดศีรษะ ควรติดตั้งระบบระบายอากาศที่เหมาะสมในท่ออบด้วยแสงยูวี เพื่อจำกัดการสัมผัสโอโซนของคนงาน

โดยทั่วไประบบอบด้วยแสงยูวีได้รับการออกแบบให้กักเก็บอากาศเสียที่ออกจากหัวโคม เพื่อให้สามารถส่งลมออกจากผู้ปฏิบัติงานและออกสู่ภายนอกอาคาร ซึ่งอากาศจะสลายตัวตามธรรมชาติเมื่อมีออกซิเจนและแสงแดด อีกทางเลือกหนึ่งคือโคมปลอดโอโซนที่มีสารเติมแต่งควอตซ์ซึ่งปิดกั้นความยาวคลื่นที่ก่อให้เกิดโอโซน และโรงงานที่ต้องการหลีกเลี่ยงการเดินท่อหรือการเจาะรูบนหลังคา มักใช้ตัวกรองที่ทางออกของพัดลมดูดอากาศ