Method of predicting the useful life of ultraviolet lamps in electrotechnical systems under UV radiation

• Autorzy: Semenov Anatolii , Kharak Ruslan , Bychkov Yaroslav , Dudnyk Volodymyr , Yeleussinov Bauyrzhan

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.08.56

Warianty tytułu

Metoda prognozowania przydatnego okresu użytkowania lamp ultrawioletowych w systemach elektrotechnicznych pod wpływem promieniowania UV

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of predicting the useful service life of low-pressure ultraviolet discharge lamps based on the decline of radiant flux during tests up to 2500-3000 hours are presented in the paper. An assessment of their service life was carried out by extrapolating the values of the radiant flux conservation factor until the moment when this factor in 50% of the lamps decreases to 70% of the initial value. The ultraviolet flux was measured using a radiometer for ultraviolet radiant energy after 100 hours, 500 hours, and then every 500 hours up to 6000 hours. Testing of low-pressure discharge lamps was conducted at a supply voltage of 220V, with a mode of 8 switchings per day for 15 minutes each. The empirical curve for the radiant flux conservation factor was chosen by finding the initial constant and the rate of change of radiant flux using the least squares method. The useful service life for the investigated lamps, with a decrease in radiant flux to 70% of the initial value, was estimated at 8.25 thousand hours and correspondingly, for 80%, it was 4.6 thousand hours.

PL

Wyniki prognozowania przydatnego okresu użytkowania lamp wyładowczych o niskim ciśnieniu promieniowania ultrafioletowego na podstawie spadku strumienia promieniowania podczas testów do 2500-3000 godzin przedstawiono w artykule. Ocena ich żywotności została przeprowadzona przez ekstrapolację wartości współczynnika zachowania strumienia promieniowania do momentu, gdy ten współczynnik w 50% lamp zmniejsza się do 70% początkowej wartości. Strumień ultrafioletowy był mierzony za pomocą radiometru promieniowania ultrafioletowego po 100 godzinach, 500 godzinach, a następnie co 500 godzin do 6000 godzin. Testy lamp o niskim ciśnieniu wyładowczym przeprowadzono przy napięciu zasilania 220V, w trybie 8 przełączeń na dzień, każde trwające 15 minut. Empiryczna krzywa współczynnika zachowania strumienia promieniowania została wybrana poprzez znalezienie początkowej stałej i tempa zmiany strumienia promieniowania za pomocą metody najmniejszych kwadratów. Przydatny okres użytkowania badanych lamp, przy spadku strumienia promieniowania do 70% początkowej wartości, został oszacowany na 8,25 tysiąca godzin, a dla 80% odpowiednio wynosił 4,6 tysiąca godzin.

Słowa kluczowe

EN

low-pressure UV lamp; radiant flux; service life; mathematical extrapolation method

PL

lampa UV o niskim ciśnieniu; strumień promieniowania; żywotność; matematyczna metoda ekstrapolacji

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 8
• Strony: 280--283
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab.

Twórcy

autor

Semenov Anatolii

• Poltava State Agrarian University, 1/3 Skovorody, St., Poltava, 36003, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-3184-6925

autor

Kharak Ruslan

• Poltava State Agrarian University, 1/3 Skovorody, St., Poltava, 36003, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-6131-8501

autor

Bychkov Yaroslav

• Poltava State Agrarian University, 1/3 Skovorody, St., Poltava, 36003, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-7559-127X

autor

Dudnyk Volodymyr

• Poltava State Agrarian University, 1/3 Skovorody, St., Poltava, 36003, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-6553-2951

autor

Yeleussinov Bauyrzhan

• Branch of JSC «NCPD Orleu» Institute of professional development in Kyzylorga region

• https://orcid.org/0000-0001-7049-4657

Bibliografia

• [1] Bergman R.S., Germicidal UV Sources and Systems. Photochemical & Photobiological Sciences, 97 (2021), No. 3, 466-470
• [2] Thornley G. Why Low Pressure UV-C Lamps Fail and How to Prolong Their Life, 2020. https://www.linkedin.com/pulse/whylow- pressure-uv-c-lamps-fail-how-prolong-life-grant-thornley
• [3] Lynn D.J., Rountree K., Pope R., Clayton C., Wallace A., Riter K., Dart A., McCombs М. Operating Lifetime Study of Ultraviolet (UV) Light-Emitting Diode (LED) Products, United States: N. p., 2022. https://www.osti.gov/biblio/1879172
• [4] Stowe R.W. Practical aspects of irradiance and energy in UV curing, 436-444. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/0 16/31016357.pdf
• [5] Commission Regulation (EU) 2019/2020 of 1 October 2019 laying down ecodesign requirements for light sources and separate control gears pursuant to Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council and repealing Commission Regulations (EC) No 244/2009, (EC) No 245/2009 and (EU), 2019, No. 1194/2012, 32. https://eurlex. europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=uriserv%3AOJ.L_.201 9.315.01.0209.01.E NG
• [6] LED modules for general lighting-Performance requirements. ІЕС/PAS 62717:2011. 28.04.2011. https://webstore.iec.ch/ppreview/info_iecpas62717%7Bed1.0% 7Den.pdf
• [7] Lall P., Wei J., Sakalaukus P. Life Prediction and Classification of Failure Modes in Solid State Luminaires Using Bayesian Probabilistic Models, IEEE 64th Electronic Components & Technology Conference (ECTC), 2014, 2053-2062
• [8] Gómez-López V.M., Jubinville E., Rodríguez-López M.I., Trudel-Ferland M., Bouchard S., Jean J. Inactivation of Foodborne Viruses by UV Light: A Review, Foods, 10 (2021), No. 12, 3141.
• [9] Welch D., Buonanno M., Grilj V., Shuryak I., Crickmore C., Bigelow A. W., Randers-Pehrson G., Johnson G. W., Brenner D. J. Far-UVC light: a new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases, Scientific Reports, 8 (2018), No. 1, 1-7.
• [10] Wiśniewski A. Promieniowanie UV-C i promienniki promieniowania UV-C w zastosowaniu bakteriobójczym, Przegląd Elektrotechniczny, 97, 2021, nr 4, 170-174
• [11] Heilingloh C.S., Aufderhorst U.W., Schipper L., Dittmer U., Witzke O., Yang D., … Krawczyk A. Susceptibility of SARSCoV-2 to UV irradiation, American Journal Infection Control, 48 (2020), No. 10, 1273-1275
• [12] Memarzadeh F.A. Review of Recent Evidence for Utilizing Ultraviolet Irradiation Technology to Disinfect Both Indoor Air and Surfaces, Applied Biosafety, 26 (2021), No. 1, 52-56
• [13] Khan, M.; McDonald, M.; Mundada, K.; Willcox, M. Efficacy of Ultraviolet Radiations against Coronavirus, Bacteria, Fungi, Fungal Spores and Biofilm, Hygiene, 2 (2022), 120-131
• [14] Semenov A.A., Sakhno T.V. Disinfection of swimming pool water by UV irradiation and ozonation, Journal of water chemistry and technology, 43 (2021), No. 6. pp. 491-496.
• [15] Semenov A., Semenova K. Ultraviolet disinfection of water in recirculating aquaculture system: a case study at sturgeon caviar fish farm, Acta Agriculturae Slovenica, 118 (2022), No. 3, 1-4
• [16] Semenov A., Hmelnitska, Y. Ultraviolet disinfection of activated carbon from microbiological contamination, Archives of Materials Science and Engineering, 115 (2022), No. 1, 34-41
• [17] Semenov A., Sakhno T., Hordieieva O., Sakhno Y. Pre-sowing treatment of vetch hairy seeds, viсia villosa using ultraviolet irradiation, Global Journal of Environmental Science and Management, 7 (2021), No. 4, 555-564
• [18] Pawlak A. Spektroradiometryczna metoda oceny bezpieczeństwa fotobiologicznego źródeł emitujących promieniowanie, Przegląd Elektrotechniczny, 95, 2019, nr 10, 219-224
• [19] Kowalski W. Mathematical Modeling of UV Disinfection, Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook, 9 (2009), 51-72
• [20] McDevitt J.J., Lai K.M., Rudnick S.N., Houseman E.A., First M.W., Milton D.K. Characterization of UVC Light Sensitivity of Vaccinia Virus, Applied and Environmental Microbiology, 73 (2007), No. 18, 5760-5766
• [21] EN IEC 62471-7:2023 - Photobiological safety of lamps and lamp systems - Part 7: Light sources and luminaires primarily emitting visible radiation (IEC 62471-7:2023) https://standards.iteh.ai/catalog/standards/clc/97f0ad36-f061- 4016-b55f-b00fd910ab76/en-iec-62471-7-2023
• [22] Semenov A., Popov S., Yakhin S., Yeleussinov B., Sakhno T. Assessment of the danger of using ultraviolet lamps in electrical systems, Przegląd Elektrotechniczny, 100, 2024, nr 2, 152-155
• [23] Nikam M. Developing an experimental setup for Thunder Bay waste pollution control plant (WPCP) to evaluate UV lamp performance, 2019, 1-187. http://knowledgecommons.lakeheadu.ca/handle/2453/4522
• [24] Self-ballasted LED-lamps for general lighting services Performance requirements. ІЕС/PAS 62612:2009. 10.06.2009. https://webstore.iec.ch/preview/info_iecpas62612%7Bed1.0%7 Den .pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).