수은등

수은등 mercury lamp

1. 전자부품
   1. 조명
      1. 수은등 - 이 페이지
   2. 참고
      1. 중수소 램프
      2. 형광체
2. 기술자료
   1. mercury short-arc lamp 조사 - 6p
      1. 유리는 고급 광학 성질을 갖는 quartz glass로 만든다.
         1. 석영관 내부에는 불활성기체(noble/rare gas 즉 아르곤, 제논 등)와 수은(mercury)을 알맞는 비율로 넣는다.
         2. 동작을 하면, 수은이 증발하여 내부가 75기압까지 올라간다. 고압 수은 램프라고 한다.
         3. 전극사이에서 전자가 불활성가스와 충돌할 때 수은은 에너지를 얻는다. 이를 excited state(흥분상태)라고 한다.
         4. 전극사이에서 방전되고 있는 가스 온도는 약 10,000도씨까지 올라간다. 수은 원자가 고에너지 상태가 되어야 하기 때문이다.
         5. 텅스텐(tungsten) 전극은 반대편 끝에 있는 10um 얇은 몰리브덴 포일(molybdenum foil) 전극과 마주한다. 열팽창에 의한 스트레스를 줄이기 위해서 몰리브덴 포일을 사용한다. 텅스텐은 열팽창이 크고 석영은 작기 때문이다.
         6. 이런 전극들은 230도를 초과하지 않도록 설계되어야 한다. (식혀야 한다.)
      2. 오존(O3, Ozone) 문제
         1. 50, 100W급 램프는 정상적인 운전중에서 오존 발생하지 않는다.
         2. 그러나 시동시 초기 몇 분동안(램프 압력이 낮을 때) 작은 양의 오존이 발생된다.
            1. 초기 가동 때 스파크 갭에서 짧은 순간 생성되는 것으로 추측
            2. 석영관 온도가 낮으면 짧은 파장의 UV 투과도가 높아지기 때문에.
         3. 또한 산소가 질소와 합쳐져 질소산화물(NOx)도 생성된다.
         4. 그러나 석영은 250nm 이상 파장만 통과시키므로 오존이 크게 발생되지 않는다. 특별한 램프(250nm 이하 파장이 나오는)에서만 오존이 발생되므로 (주변 공기를)배출하여야 한다.
      3. 초기 시동 특성
         1. 식은 상태부터, 파워 서플라이 등의 여러 상태에 따라 5~15분 소요된다.
         2. 모든 수은이 증발되면 열평형(thermal equilibrium) 상태에 도달한다.
         3. 확인하는 방법은, 전류는 최대값보다 10%까지 증가한다. 그리고 전압은 거의 일정해진다. 만약 최대값보다 3%이상 증가하면 열평형상태에 도달하지 않았다. 또 너무 램프를 식히면 이런 현상이 나타난다.
      4. 서비스 수명
         1. 50W/AC, 100W/2, 103W/2 램프의 평균 서비스 수명은 100, 200, 300시간이다.
         2. 밝기의 50%가 되면 수명시간이다. 만약 30%가 되면 서비스 수명의 한계이다.
         3. 실제 수명은 얼마큼 자주 껏다 켰느냐에 결정적으로 의존한다. 위 평균 서비스 수명은 한 번 켰을 때 2시간 사용하는 것이 기준이다. 많이 스위칭할수록 수명이 준다. 계속 켜 사용하면 평균 수명이 길어진다.
         4. 사용 후 15분 이내에 끄면 수명이 빨리 단축된다.
      5. 설비에 장착
         1. 섬광, UV 피폭, 사용중 고압 때문에 안전하고 공기배출이 되는 하우징이 필요하다.
         2. 50W, 100W 램프는 별도의 강제 냉각이 필요하지 않다. 그러나 230도 이하로 낮추어야 한다.
         3. 강제 냉각 때에는 공기 흐름이 직접 방전관에 닿지 않도록 한다.
         4. 석영관에 기계적 스트레스가 가해지지 않게 한 쪽만 고정시켜 팽창 수축에 자유롭게 해야 한다.
      6. 램프가 검게되는 현상
         1. 동작중 텅스텐 전극이 부식되면서 석영관 내부 벽에 증착(deposited)된다.
         2. HBO 램프는 꽤 검게되면 교환해야 한다. 그렇지 않으면 관이 산산조각 가능성(possibility of shattering)이 매우 커진다.
         3. 이유는 검게 되면 빛을 많이 흡수하여 석영 온도가 올라가기 때문이다.
         4. 설치중 램프에 지문이 묻으면 해당 부위 유리가 화학 반응이 일어나 devitrify(딱딱해지고 불투명해지는 현상)되어 깨질 수 있는 확률이 높아진다.
      7. 사용 전압
         1. 50W/AC 램프 경우, 두 가지 전압을 사용할 수 있다. 이를 L1, L2라고 부른다.
         2. L1은 높은 전압, 낮은 전류(39~45V/1.3A), L2는 낮은 전압, 높은 전류(34~39V/1.45A)에서 사용된다.
         3. 100W/2 및 103W/2는 오직 한 가지 전압을 사용한다.
      8. 램프 산산조각(Shattering) 원인 4가지
         1. 평균 서비스 시간보다 오래 사용할 경우. 그러므로 사용시간을 기록하여 적절한 시점에서 교환한다.
         2. 파워 서플라이 고장. 특히 점화 시타터(ignition starter)의 고장나는 경우 시작 전압은 정상 가동 전압보다 무척 높기 때문이다.
            1. 점화 스타터에 있는 sparking gap이 마모될 수 있기 때문에, 스타터 관련 부품은 정기적으로 체크한다.
            2. 재 점화 방법은 ????
         3. 부적절한 설치에 의해 석영관에 기계적 스트레스가 가해지면.
         4. 석영관 표면이 지문, 화학물에 오염되어 Devitrification이 되면.
      9. 깨지면
         1. 수은이 있다.
         2. 보통 램프는 상온에서는 양압이 아니다. 그러나 몇몇 램프는 상온에서 8기압 상태이다. 그러므로, 취급시 앞면 얼굴 보호구 착용한다.
         3. 동작 때인 최대 75기압 상태에서 깨지면 800도씨 파편과 수은 증기가 배출된다.
            1. 동작 때 깨지면 도망친다.
         4. 최소 30분동안 공기를 배출한 이후, 처리한다.
         5. 350W급 이상 램프를 사용한다면, 이럴 때를 대비하여 수은 증기를 흡수하는 필터가 달린 공기 배출장치를 설치한다.
         6. 온도가 상온이면(수은이 액체로 존재하면) 특수한 수은흡착물질 또는 수은용 진공청소기를 사용하여 제거한다.
      10. Short-arc란
          1. 방전 영역 길이가 수 mm로 짧다.
          2. 그러므로, 점 광학용으로 쉽게 사용된다.
   2. 주의 사항 사진
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        램프 포장속 유인물

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        OSRAM 설명서에서. 1.5kW용에는 0.8g, 3.5kW용에는 12g 수은이 들어 있다.

3. 램프 회사 카탈로그
   1. http://www.fusionuv.com/
   2. Ushio, Graphic-Arts-Catalog - 72p
   3. OSRAM, HBO Mercury short-arc lamps - 29p
4. 점광원, 노광기용
   1. 축소투영 노광기(스테퍼용)
      1. ASML
         1. OSRAM, HBO 3501W/PIL, 3.5kW, 1500H
         2. 09/07/06 15:30분이후부터는 1500시간 초과하여 사용중... 1850시간에서 수명끝.
         3. USHIO, SUV-3500 SIL (ASML에 사용하는지 확인되지 않았음)17/07/09사진
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      2. CANON
         1. OSRAM, HBO 1500W/CIEL , 1.5kW, 2250H
         2. USHIO, SUV-1501 CILh/S (Canon에 사용되는지 확인되지 않았음)17/07/09사진
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      3. NIKON
         1. USHIO, SUV-2011NIHLA, 2.0kW, 1500H
         2. 1500시간 초과해서 사용함.
         3. 2009년도 기준 구입가 약 220만원(부가세 별도)
         4. USHIO, SUV-2011 NIHLA, 17/07/09사진
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   2. 1x 노광기용
      1. USH-1000DW(Super high-pressure UV lamps) 어떤 노광기인 모름
         1. 17/03/21일 촬영
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         2. 17/07/09 촬영
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      2. HBO 1000 W/D - Lamps for Suss Equipment(MA150, MA200, MA4, MA6, MA8), 1000h용, DC 1000W 37.3V 26.5A
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           17/07/09사진

   3. 아래 3개는 동네에서 얻은 것 - 용도는 알 수 없음
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   4. 형광 현미경용(Fluorescence microscopy), UV 경화용(UV curing)
      1. USHIO, USH-250D (17/07/09사진 어떤 장비에 사용하는지 모름)
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      2. USHIO, USH-508S (17/07/09사진 어떤 장비에 사용하는지 모름)
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      3. INM200용 HBO 100W, Osram, Mercury short-arc lamps, HBO 50~200W - 5p
         1. 사진
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5. UV 경화기용, 선형 광원 방출
   1. 세명 벡트론, UV 경화기용 300W(17/07/09사진)
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