कैम्ब्रिज Nanotherm, एक ब्रिटिश कंपनी के जॉन Cafferkey ने कहा कि "गर्मी का उत्पादन से अधिक प्रकाश है", और अब यह रकम वाक्य एक पिछले कह गया था ऊपर UVC एल ई डी के लिए बढ़ते बाजार के "हीट चुनौती"। वर्तमान में, UvC एल ई डी मुख्य रूप से चिकित्सा उपकरणों, पानी और अन्य दैनिक उपभोग्य सामग्रियों की कीटाणुशोधन के लिए उपयोग किया जाता है।
UVC प्रौद्योगिकी जल्दी 20 वीं सदी, जब पारा लैंप में पहली बार बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उत्पादन किया गया में हुआ।
पराबैंगनी प्रकाश emitting दीपक 1910 में पीने के पानी कीटाणुशोधन के लिए इस्तेमाल किया गया था। क्योंकि यह अविश्वसनीय साबित हुई हालांकि, प्रोटोटाइप फैक्टरी बंद किया गया था।
1950 के दशक, में नए UVC जल उपचार प्रणाली का परीक्षण किया गया था, और मध्य 1980 के दशक से वहाँ यूरोप में लगभग 1500 कारखानों थे।
जल उपचार के अलावा, UVC अनुप्रयोगों साफ चिकित्सा उपकरण और अस्पताल के कमरे, सहित, की एक श्रृंखला में एयर कंडीशनिंग सिस्टम रोगज़नक़ों के प्रसार को रोकने के लिए कीटाणुरहित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
हालांकि पारा वाष्प लैंप इन बड़े अनुप्रयोगों में बहुत प्रभावी रहे हैं, प्रकाश बल्ब नाजुक हैं और खतरनाक बुध का उपयोग का मतलब है वे और अधिक पोर्टेबल और पर्यावरण के अनुकूल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
हाल के वर्षों में, एलईडी निर्माताओं और अधिक प्रभावी UVC एल ई डी विकसित किया है। नहीं के रूप में प्रभावी हालांकि UVA एल ई डी के रूप में (के लिए इलाज स्याही और पेंट), वे कम-बिजली अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।
एक परिणाम के रूप में, उद्योग के विश्लेषकों का मानना है कि UVC के नेतृत्व में अगले कुछ वर्षों में तेजी से विकसित होगा। इस समृद्धि UVC बाजार बनाया पोर्टेबल, उपभोक्ता-अनुकूल UVC अनुप्रयोगों के लिए नेतृत्व पर आधारित है। उदाहरण के लिए, उपभोक्ताओं को पोर्टेबल कीटाणुशोधन "छड़ी" बाँझ smartphones, गोलियाँ या कीबोर्ड जैसे दैनिक आवश्यकताओं के लिए उपयोग किया जा सकता खरीद लेंगे।
उपभोक्ता-वस्तुओं निर्माताओं नेतृत्व UVC प्रौद्योगिकी खुद को बाँझ के लिए अपने उत्पादों में एम्बेड कर सकते हैं। टूथब्रश वापस शेल्फ पर डाल करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, स्वचालित रूप से कीटाणुरहित किया हुआ जा कर सकते हैं, तो बटन प्रेस कर सकते हैं के बाद, उदाहरण के लिए, बेबी बोतल स्वत: निष्फल हो कर सकते हैं; जब इस्तेमाल किया, नल पानी बाँझ कर सकते हैं। ये संभावनाएं अनंत हैं।
जीवन बचाने के लिए क्षमता
हालांकि, UVC के और अधिक गहन अनुप्रयोगों में से कुछ चिंता का विषय हैं। पोर्टेबल बंध्याकरण की बोतलें रास्ते में जो में सुधार कर सकते हैं विकासशील देशों अपने नागरिकों को स्वच्छ पानी उपलब्ध कराने, और जब वे भस्म हो करने के लिए की जरूरत, पानी कीटाणुरहित किया हुआ कर सकते हैं। यह क्षेत्रों जैसे कुछ क्षेत्रों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहाँ वहाँ कोई केंद्रीकृत पानी कीटाणुशोधन के बुनियादी ढांचे, या जहां सुरक्षित पानी को जल्दी उपलब्ध कराया जा सकता है।
नया अनुप्रयोगों के अलावा, यहां तक कि अस्पतालों (UVC है इस्तेमाल किया गया है साल के लिए अस्पतालों में) लाभ कर सकते हैं। विश्व स्तर पर, 700,000 से अधिक रोगियों प्रत्येक साल अस्पताल में संक्रमित हैं और 75000 मारे गए हैं। UVC प्रौद्योगिकी चिकित्सा उपकरणों, स्टेथोस्कोप और स्केलपेल, के रूप में एम्बेड किया जा सकता और सेकंड के एक मामले में कीटाणुरहित किया हुआ जा सकता।
UVC एल ई डी UVC कीटाणुशोधन क्षमताओं को बड़े पैमाने पर बाजार में लाने के लिए की क्षमता है और सार्वजनिक स्वास्थ्य पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है।
गर्म चुनौती
प्रौद्योगिकी अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, और चुनौतियों में से एक UVC एल ई डी के थर्मल प्रबंधन है। की तरह किसी भी इलेक्ट्रॉनिक घटक, एल ई डी करने के लिए गर्मी संवेदनशील हैं।
UVC एल ई डी है असाधारण कम बाह्य क्वांटम क्षमता (EQE)-वे प्रकाश में शक्ति इनपुट के बारे में केवल 5% में बदलने। शक्ति का शेष 95% करने के लिए गर्मी में बदल जाती है, और गर्मी को जल्दी अपनी अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान नीचे एलईडी चिप रखने के लिए हटा दिया जाना चाहिए। एलईडी चिप में समय ठंडा नहीं हो रहा है, तो यह अंततः अपनी सेवा जीवन छोटा होगा, या भी इसे का उपयोग करें।
UVC एल ई डी मजबूत बनने के रूप में, इस चुनौती को पूरा करने के लिए नए तरीकों पर विचार करने के लिए निर्माताओं की जरूरत है। अब, यदि समस्या अभी भी कैसे है एलईडी, सुनिश्चित करना है कि घटक लागत प्रभावी, रहते हैं जबकि यूवी की उच्च मांग के साथ सौदा करने के लिए टिकाऊ और यूवी प्रकाश के काबिल ही पहनने स्रोत।
यूवी LED बहुत छोटा, गर्मी के एक बहुत कुछ अपनी सतह से, तो प्रभावी रूप से बताने के लिए एकमात्र तरीका नहीं फैल सकता है, क्योंकि गर्मी के निर्वहन के पीछे एलईडी के माध्यम से है। गर्मी से एलईडी चिप, गर्मी सिंक, तक पहुँचने के लिए पीसीबी, मॉड्यूल के माध्यम से व्युत्पन्न होना चाहिए और फिर वातावरण में जारी किया।
गर्मी भी पीसीबी की समस्या है
आमतौर पर है एक धातु आधार मुद्रित सर्किट बोर्ड (MCPCB) दृश्य प्रकाश एलईडी के लिए एलईडी पीसीबी की स्थापना उच्च तापीय चालकता, होना आवश्यक है। हालांकि, इन UVC अनुप्रयोगों के लिए लागू नहीं है। MCPCB (आमतौर पर एल्यूमीनियम या तांबा), धातु का एक टुकड़ा की यह करने के लिए, अनुलग्न ढांकता हुआ परत के एक परत के साथ विद्युत प्रवाहकीय लेकिन विद्युत अछूता epoxy रेजिन की से मिलकर बना है।
MCPCB पर epoxy ढांकता हुआ के आधार दृश्यमान प्रकाश अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन यूवी (विशेष रूप से UVC) कार्बनिक पदार्थ, epoxy रेजिन, जैसे खराब हो जाता और इस प्रकार यूवी अनुप्रयोगों के MCPCB जीवन काफी कम कर देता है। केवल व्यवहार्य विकल्प के प्रयोग के इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड चीनी मिट्टी की चीज़ें है।
एल्यूमीनियम नाइट्राइड (आइन) उत्कृष्ट तापीय चालकता (140W/MK-170W/MK) है, लेकिन महंगा है। एल्यूमिना ($literal) एक और अधिक लागत प्रभावी विकल्प है, लेकिन यूवी एल ई डी द्वारा (20W/MK-30W/MK) की आवश्यकता थर्मल चालकता प्रदान नहीं करता है। एक ही समय में, दोनों जो मतलब है वे शिकंजा के साथ स्थापित करने के लिए आसान नहीं हैं और अधिक शक्तिशाली अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं नाजुक और आसानी से क्षतिग्रस्त हैं।
वैकल्पिक समाधान नैनो-सिरेमिक सर्किट परत sputtering के साथ है। यह ऊपर की तापीय चालकता प्रदान करता है / और वांछित गर्मी सीमा के भीतर है।
ब्रिटिश कैम्ब्रिज Nanotherm माइक्रोन पतली एल्यूमिना ($literal) चीनी मिट्टी की चीज़ें के दर्जनों में एल्यूमीनियम शीट की सतह में कनवर्ट करता है एक पेटेंट विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण (पारिस्थितिकी) प्रक्रिया का उपयोग करता है।
एल्यूमिना ($literal) चीनी मिट्टी परत ऊपर सर्किट और नीचे एल्यूमीनियम के बीच एक विद्युत माध्यम के रूप में कार्य करता है। क्योंकि पर्यावरण प्रक्रिया द्वारा उत्पादित एल्यूमिना सिरेमिक परत बहुत पतली है, इतना है कि यह अच्छा तापीय चालकता है गर्मी आसानी से, पारित किया जा सकता।
फिल्म प्रसंस्करण या sputtering कदम पर्यावरण प्रक्रिया के बाद, और तांबा सर्किट परत आगे थर्मल दक्षता में सुधार करने के लिए सीधे नैनोमीटर सिरेमिक ढांकता हुआ करने के लिए जुड़ा हुआ है। क्योंकि कोई कार्बनिक epoxy किसी भी अवस्था में उपयोग किया जाता है, पराबैंगनी विकिरण नीचा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
इस विधि MCPCB AlN (AlN) के तापीय गुणों के साथ उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन वहाँ कोई समस्या नहीं उत्पादन या भंगुरता से संबंधित हैं।
एल. ई. डी. द्वारा कार्यान्वित UVC कीटाणुशोधन प्रौद्योगिकी असली परिवर्तनकारी प्रभाव लाने कर सकते हैं, लेकिन निर्माताओं और डिजाइनर सुनिश्चित करने के लिए यूवी एल ई डी के थर्मल चुनौतियों को दूर करने के लिए की जरूरत है।
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