램프양 끝에는 텅스텐필라멘트코일이 있으며 코일에는 에미터(산화발륨, 산화스트론티움, 산화칼슘 등의 열전자를 방사하기 쉬운 물질)가 잘 발라져있습니다. 유리관 내부는 진공(眞空)으로, 적당량의 수은과 적당한 압력의 아르곤가스 또는 아르곤가스와 다른 불활성가스와의 혼합가스가 들어있습니다.
- 자외선의 발생과 살균램프
2개의 전극에 전류를 흘려보내 살균램프를 예열했을 때 그 내부에 있는 에미터는 열전자를 방출시켜 아르곤가스를 매개로 하여 방전을 합니다. 이 방전으로 유리관내에 흐르는 전자는 포화상태의 수은열기와 급격히 충돌하여 수은공명선인(253.7㎚)을 발생합니다.
살균램프는 자외선 투과율이 높은 특수유리 또는 투명석영유리를 사용하여 이 253.7㎚의 자외선이 갖는 살균작용을 이용하여 살균을 합니다.
- 살균램프와 형광 램프의 차이
살균램프나 형광램프나 모두 관내에서 자외선이 발생하기까지의 과정은 같으나 형광램프는 석영유리관 내벽에 형광물질을 발려있습니다. 이 형광물질을 자외선이 자극하여 가시광선(可視光線)을 발생합니다. 이 가시광선을 빛으로 이용하는 것이 형광램프입니다.
이와 같이 살균램프가 점등되어 있는 부분을 보면 파랗게 보여 살균선의 색과 혼동되지만 이것은 살균램프에서 나오는 보라, 남, 청, 녹, 황색의 각각의 색이 합성되어서 파랗게 보이는 것이며, 살균선 자체는 결코 눈에 보이지는 않습니다.
- 기본점등회로
안정기와 시동장치로 살균램프(형광램프)를 점등합니다. 안정기는 램프의 시동에 필요한 전압을 공급하며 동시에 점등 중 램프에 흐르는 전류를 안정시킵니다.
또 시동장치는 램프를 시동시키기 위한 보조장치로 점등관(Glow Starter) 및 버튼스위치를 사용합니다.
점등원리 전원을 접속하면 램프의 양전극간에 전압이 증가하지만 이 전압에서는 램프를 점등할 수 없습니다. 전압은 램프의 양전극간과 동시에 점등관의 양전극간에도 증가합니다. 점등관은 이 전압에서 방전을 개시하면 바이메탈전극이 가열되어 동작하여 양전극이 접속합니다. 이 사이 램프의 양전극에 전류가 흘러서 예열되어 에미타에서 열전자가 방출된다. 열전자가 방출되면 램프는 점등하기 쉬운 상태가 됩니다. 또 이 동안은 점등관내의 방전은 휴지(休止)되어 있으므로 바이메탈전극이 식어서 접점을 일으킵니다. 이 순간 전류가 갑자기 끊어져 안정기에 고전압이 발생하여 이 전압으로 램프가 점등됩니다. 점등 후는 안정기의 작용으로 일정한 전류가 흘러 점등이 유지됩니다. 램프의 점등 중은 점등관에 증가하는 전압이 램프전압까지 내려가지만, 이 전압에서는 점등관은 작동하지 않도록 설계되어 있습니다. 전자점등식은 점등관이나 수동스위치 대신 반도체소자를 이용한 것으로 램프는 약 1초간 점등한다. 보턴스위치는 점등관 대신에 손으로 보턴을 조작하여 전극을 예열하고 그 후 보턴을 떼고 램프를 점등시키는 것 것입입니다.
- 래피드 스타트형(Rapid Start)의 기본회로
점등원리
-외면스트라이프방식 유리관외면에 도전성스트라이프를 설치하여 전극의 한쪽과 접속한 것 -외면스트라이프방식 유리관내면에 도전성스트라이프를 설치한 것 -외면도전피막방식 유리관내면에 도전피막을 설치한 것
램프에 모든 시동보조장치를 설치한 구조이므로 기구에도 접속도체를 할 필요가 없으며, 시동을 위한 접지공사도 불필요하다.
-외면실리콘방식 유리관외면에 발수처리로 실리콘을 도포한 것
기구에 접속도체(램프의 전장에 걸쳐 유리관에 근접한 것)를 설치할 필요가 있다.
래피드스타트형 램프는 일반적으로 램프와 안정기를 합쳐서 스타터없이 사용하는 형태로 순간 점등하는 것이 특징입니다. 전원을 접속하면 램프의 양전극에 안정기의 2차전압이 설정되며 동시에 안정기의 전극예열권선에 생긴 전압으로 전극이 예열됩니다. 약 1초 전후로 전극이 충분히 예열되면 에미타에서 열전자가 방출되어 램프는 점등하기 쉬워집니다. 동시에 시동보조장치는 비교적 낮은 전압에서도 확실히 시동시키는 작용과 그것에 따른 전극수명의 보호작용을 합니다. 램프가 점등중에도 전극은 언제나 예열되는 회로구성이므로 래피드스타트형 램프에는 언제나 예열되어도 충분하며, 긴 수명을 확보할 수 있는 3중코일 전극을 이용합니다. 래피드스타트형의 램프는 전극구조와 시동보조장치로 연구된 램프로 시동보조장치의 구조에 따라 분류됩니다. 외면스트라이프방식, 내면스트라이프방식 및 내면도전피막방식은 램프에 시동보조장치의 모든 것을 갖추고 있으므로 외면실리콘방식용에 설계된 근접도체부의 기구에 사용합니다. 반대로 외면실리콘방식의 램프는 근접도체가 없는 기구에는 사용할 수 없습니다. 래피드스타트형의 램프는 스위치스타트형의 안정기에도 문제없이 사용할 수 있지만 반대로 스위치스타트형의 램프는 래피드스타트형의 기구에는 사용할 수 없습니다.
2. 살균램프의 종류와 특성
- 종류
살균램프의 기본구조는 일반적으로 사용하는 형광램프와 같은 구조로 모양에 따라 직관, 2중관, U자관, 원형 등으로 제작되어 사용됩니다. 방전방식은 열음극방전방식과 냉음극방전방식이 있으며 현재 열음극방전방식의 램프를일반적으로 사용합니다. 사용안정기, 점등관(Glow Starter)은 형광램프용을 사용합니다. 단, 형광램프와는 다른 살균램프가 있으므로 사용할 때, 살균램프에 맞는 안정기를 사용합니다.
- 온도특성
살균램프에 들어있는 수은의 증기압이 주위 온도, 램프전류 등에 따라 변화하면 램프의 자외선 출력이 변합니다. 일반적으로 주위 온도가 20∼22°C, 램프관벽온도 40°C전후가 자외선출력이 가장 높습니다. 일반적인 살균램프는 이 점을 충분히 고려하여 설계하지만, 특수램프는 사용환경조건에 맞도록 설계되어 있으므로 그 조건 이외에는 최고출력에 달하지 않는 경우가 있습니다. 주위의 공기의 움직임도 영향을 주어 풍속이 큰 경우에는 램프벽이 냉각되어 출력이 저하됩니다. 덕트(duct)살균, 물살균 등에 사용되는 램프는 일반 램프보다 전류밀도(A/㎠)가 높은 램프을 사용합니다.
- 점멸사이클와 수명에 대하여
살균램프는 시동할 때 점등 중에 비해 예열, 전자나 이온 충격을 강하게 받기 때문에 에미터의 소모가 많은 전극수명은 점멸빈도에 따라 영향을 줍니다.
- 전류전압
특성살균램프는 전원전압의 변동에 따라 모든 특성이 변합니다. 살균 램프에 가해지는 전압이 너무 높거나 너무 낮아면 램프에 안좋은 영향을 주기 때문에 사용하는 안정기의 정격전압의 ±6%이내에서 사용하여야 합니다. 동시에 안정기도 전압변동의 영향을 받으므로 램프와 맞는 안정기를 사용하여야합니다.
- 램프의 거리와 살균선강도
거리와 강도의 관계는 광학법칙이 해당하지만 거리가 램프방전장의 절반이하의 근거리가 되도록 대략 (1/거리)의 관계가 있습니다. 살균램프를 사용할 경우 어느 정도 거리에서 사용하는지 실측과 계산에 따라 그 점의 강도를 구할 필요가 있습니다.
- 살균선 조도계
현재 살균선 조도계의 제조, 판매회사는 일본에 4∼5개사 있지만, 근거리에 강한 살균선을 측정할 수 있는 조도계는 미츠이전기 U사, T사 등이 있습니다. 각 회사의 수광기의 형상, 소자의 차이에 따라 다소 감도 등에 차이가 있습니다.
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