UV lampa pro mineralogy


Úvod

Autunit ve VIS oblasti Autunit v UV světle

Autunit ve viditelném světle a dlouhovlnném UV světle (380 nm)

Využití UV záření jako doplňkové identifikační metody při určování minerálů je známo již dlouhou dobu. Některé minerály při osvícení ultrafialovými paprsky vykazují charakteristickou fluorescenci které se dá využít k jejich identifikaci. Tak lze například od sebe odlišit drobná zrnka křemene od scheelitu, aragonit od kalcitu, torbernit od autunitu apod. Moje první lampa byla vyrobena z hořáku rtuťové výbojky, které se dříve používaly ve veřejném osvětlení a byla zabudována v pixle od tenisáků. Jako filtr byl použit střep tmavého křemenného skla, pro dlouhovlnou oblast UV, který jsem získal v bývalém Sklářském ústavu v Hradci Králové. Byla stavěna jako provizorní a opravdu dočasná - jako všechny věci tohoto typu mi sloužila dlouhá léta :-). Její používání nebylo zrovna pohodlné, ani bezpečné a navíc se vzhledem k velkému příkonu dost hřála a produkovala množství ozonu, které bylo větší než příjemné. Proto jsem se rozhodl pořídit lampu novou. Nejprve jsem provedl průzkum trhu, abych zjistil, že profesionální výrobek stojí od 5000 do 12 000 Kč, takže jsem na koupi rychle zapomněl. Naštěstí doba od roku 1990 dost pokročila a dnes lze sehnat spoustu komponent na výrobu podobných věcí. Pustil jsem se tedy do výroby modernější varianty předchozího prototypu.

Stručný popis

Lampa slouží jako laboratorní zdroj krátkovlnného UV záření, který je napájen 220 V ze sítě. Vnější rozměry jsou 240 x 110 x 55 mm. Srdcem lampy je 9 wattová rtuťová výbojka firmy PHILIPS s typovým označením TUV PL-S 9W/2P. Výbojku lze objednat např. u firmy ELEKTRAM v Hradci Králové. Do sítě se výbojka připojuje přes zářivkovou tlumivku. Pro výrobu prototypu jsem použil tlumivku firmy LAYRTON typu ARC-P 09/23, kterou jsem koupil v prodejně elektro, stejně jako patici do které je výbojka zasunuta. Lze koupit i tlumivku, která již obsahuje patici pro zasunutí výbojky (zářivky). Aby byla UV lampa použitelná pro mineralogické účely, je třeba nějakým způsobem odfiltrovat viditelné světlo produkované výbojkou. Pro tento účel je lampa vybavena tmavě fialovým křemenným filtrem typu UG-5 (křivka propustnosti filtru). Tento filtr o rozměrech 120 x 30 mm a tloušťce 2 mm byl zakoupen u firmy BRITA v Hradci Králové. Při konstrukci tubusu se fantazii meze nekladou. V mém případě jsem na konstrukci použil zbytek trubky obdélníkového profilu 110 x 55 mm, která se používá na vzduchotechniku v domácnostech, tuto trubku lze sehnat například v prodejně BAUMAX.

Zapojení

schema zapojení

Názorné schema zapojení výbojky

Schéma zapojení je velice jednoduché. Jedná se o sériové zapojení vypínače, tlumivky a výbojky. Při výrobě je však třeba mít neustále na mysli, že vyrábíme přístroj napájený ze sítě 220 V, tedy životu nebezpečným napětím. Dle platné legislativy by toto měla provádět pouze osoba s příslušnými zkouškami. Proto necítíte-li se na to, svěřte raději zapojení někomu, kdo se elektrotechnikou živí. Bude-li tubus lampy plechový, použijte k napájení třížilový kabel a nezapomeňte tubus řádně uzemnit !!!

Výroba

Pro výrobu tubusu jsem použil zbytek obdélníkové plastové trubky, ze které jsem uřízl díl délky 240 mm. Zbytky posloužily k vyříznutí dna a vršku tubusu. V přední stěně trubky jsem vyřízl otvor pro umístění filtru. Dále jsem vyvrtal dírky pro přišroubování tlumivky a patice na výbojku a vyřízl otvor pro síťový vypínač a přívodní šňůru. Dovnitř tubusu jsem přilepil dvě plastové packy na kterých leží ve vyříznutém otvoru křemenný filtr - viz. obrázek. Nakonec jsem vodiči propojil patici, výbojku, síťový vypínač a síťovou šňůru a vše přišrouboval na svá místa.
Po zapnutí jsem zjistil jednu nepříjemnou věc. Tím, že jednotlivé díly tubusu nelícovaly zcela přesně, tak něktrými skulinami prosvítalo viditelné světlo. Navíc bílým plastem tubusu také poměrně hodně prosvítalo světlo výbojky. V prvním případě jsem problém odstranil vlepením kartonové přepážky dovnitř tubusu mezi dno a prostor s výbojkou a tlumivkou. Tuto kartonovou přepážku jsem utěsnil silikonem. Drobnou škvírku mezi filtrem a tubusem jsem také utěsnil silikonem. V případě prosvítání tubusu pomohlo polepení vnitřní stěny okolo výbojky alobalem. Po odstranění těchto drobných vad již UV lampa slouží k mé plné spokojenosti.

Cenová kalkulace

Celková úspora oproti komerčním produktům srovnatelného výkonu: cca 3000 Kč.

jednotlivé díly tlumivka výbojka a křemenný filtr

Jednotlivé díly UV lampy - vlevo nahoře celkový přehled, vpravo tlumivka, dole křemenný filtr s výbojkou

Ukázky použití lampy

Na několika následujících obrázcích je ukázka k čemu lze uvedenou UV lampu použít. Vlevo je vždy obrázek pořízený ve viditelném světle, vpravo pak v krátkovlnném ultrafialovém světle.

luminofor VIS luminofor UV

Na obrázku je ukázka fluorescence luminoforu používaného na vnitřní stěny některých osvětlovacích výbojových trubic.

kalcit a fluorit v UV světle luminofor UV

Fluorescence fluoritu (modrá) a kalcitu (červená). Ochranné prvky 50 eurové bankovky.

Několik slov na závěr

Lampu již používám delší dobu a jsem s ní velmi spokojen. Při jejím doplnění měničem 12 V - 220 V ji lze používat i v terénu. V případě, že zvolíte variantu odnímatelných filtrů, lze k lampě dokoupit i filtr pro dlouhovlnou oblast UV.
Na závěr bych chtěl na tomto místě znova upozornil všechny kteří si tuto lampu budou chtít postavit a provozovat, že se jedná o zdroj velmi nebezpečného tvrdého UV-C záření. Proto lampu nikdy nepoužívejte dlouhou dobu a chraňte si oči a kůži!!! Dále při provozu vzniká ozon, kteý se chová destrukčně nejenom k plastům ale i ke tkáni vašich plic, takže jak již jsem uvedl, nepoužívat dlouho a často!!!