Hallo,
vorweg: Ich bin ein vorsichtiger Mensch und mir der Gefahren bewusst (und genau deshlab frage ich auch). Ich habe eine LED für ein Lampenhaus (UV LED TYP NVSU233B(T). Der maximal zulässige LED Durchlassstrom beträgt 1400 mA. Bei diesem Strom gibt die LED etwa je nach Rank bis zu 1740 mWatt Leistung ab. Die Regelung des LED Stroms erfolgt im möglichen Einstellbereich streng linear. Die Leistungsabgabe der LED ist dabei proportional zum eingestellten LED-Durchlassstrom.
Nun meine Frage: Wie ist - ungefähr - die Leistung dieser LED (Strahlungsintensität) in Vergleich zu einem HBO-Leuchtmittel (z.B. HBO 50 oder 250) einzuschätzen? Oder anders gefragt: Wenn ich ein Präparat mit einer HBO 50 oder HBO 100 im UV anregen wollte, wie hoch müsste schätzungsweise der Betriebsstrom für die LED sein, um eine äquivalente UV-Strahlendosis zu erhalten?
Herzliche Grüße
Peter
Einige Ampere!
Kann man aber nicht vergleichen, da die HBOs ein Quasi-Kontinuum haben, die Led aber eine Glockenkurve um eine bestimmte Wellenlänge.
Die gewünschte Wellenlänge ist der eigentliche Maßstab, und ob die LED diese einfach liefern kann, die HBO jedenfalls sicher schon.
Gruß - Werner
Hallo Werner,
ich habe eine wichtige Angabe vergessen: 365 nm.
Herzliche Grüsse
Peter
Lieber Peter -
wie Werner schon gesagt hat - es gibt keine allgemeingültige Aussage, zu viele Faktoren spielen da rein.
Ein Beispiel: Falls Du mit Deiner LED bei 365 nm Fluoreszenz eines gefärbten Schnittes oder die Autofluoreszenz eines Inhaltstoffs anregen willst, dann kriegst du nach eigener Erfahrung damit bei 1 A meist ein mindestens so helles Bild wie mit der HBO 50.
Je nach Farbstoff, der angeregt werden soll, dessen Anregungsbandbreite und je nach Bandbreite des UV-Erregerfilters wird nämlich von der 365 nm Glockenkurve der LED fast alles ausgenutzt. Bei der HBO-Lampe bleiben hingegen die meisten Banden (Hg-Linien) zwischen 280 und 579 nm und das relativ niedrige Kontinuum in diesem Sperrfilter hängen, außer der im Vergleich sehr schmalbandigen 365 nm Linie, auch wenn sie im Spektrum die niedrigste ist.
Nachtrag: Bei 387 nm könnte die LED sogar günstiger sein, denn da liegt keine intensive Hg-Linie sondern nur Untergrundkontinuum im HBO-Spektrum!
Viele Grüße
Rolf
Lieber Rolf,
sorry, ich habe da etwas durcheinandergebracht. Die LED, um die es geht, hat eine Wellenlänge von 365 nm.
Vielleicht habe ich mich aber nicht hinreichend klar ausgedrückt, was meine Frage betrifft. Ich versuche es noch einmal.
Es geht mir jetzt nicht um den Vergleich HBO/LED behüglich seiner Wirkung bei der speziellen Anwendung in der Fluoreszenzmikroskop, sondern ganz unabhängig von der Anwendung um die reine Betrachtung der von dem Leuchtmittel emittierten Strahlungsintensität (also gewissermaßen der ,,Photonenmenge") Oder nochmal anders formuliert: Wieviel mehr oder weniger UV—Strahlung der Wellenlänge 365 nm emittiert diese LED im Vergleich zu einer HBO 50 oder 200?
Eigentlich geht es mir letztlich darum, abzuschätzen, wie groß die ,,Gefahr" beim Umgang mit einer solchen LED im Vergleich zu Umgang mit einer HBO ist.
Herzliche Grüße
Peter
Hallo Peter,
von welcher und wo auftretenden Strahlungsleistung sprichst Du? Die gesamte im Lampenhaus? Am Präparat? Welche Bandbreite hat der verwendete Filter?
Hubert
Hallo Hubert,
ich meine die von der Quelle (also Emitter bzw. Hochdruckröhre) austretende Strahlungsleistung. Mehr nicht. Also ganz unabhöngig von der Anwendung.
Herzliche Grüße
Peter
Hallo Peter,
Der Wirkungsgrad von Quecksilberdampflampen liegt bei 25-30%, der von LEDs bei 30-40%, entsprechend hat eine 50W HBO-Lampe insgesamt eine deutlich höhere Strahlungsleistung als eine 5W oder 10W LED. Das sagt natürlich nichts darüber aus, wie hoch die Lichtintensität am Präparat ist.
Jürgen
Hallo Jürgen,
bei der HBo wird aber die zugeführte in die Erzeugung des gesamten Spekrums "investiert", bei der LED nur in den winzigen UV- Wellenlängenbereich 365 nm +/- .
Vielleicht muss ich meine Frage einfach mal ganz trivial formulieren, damit man mich versteht ;). Also:
"Wo kommt mehr UV raus? Aus einer HBO oder aus dieser speziellen LED? "
Herzliche Grüße
Peter
Hallo Peter,
die von der HBO-Lampe ausgehende Strahlung enthält ja ein breites Spektrum, insbesondere noch kurzwelligere und z.T. schädlichere Strahlung. Also kann man die Argumentation nicht auf 365 nm beschränken. Etwa die Hälfte der Strahlungsleistung der Lampe liegt im UV-Bereich. Und ich würde nach den Kenndaten grob schätzen, dass bei einer HBO 100 allein 3 W bei der 365 nm Linie abgestrahlt wird, ein mehrfaches davon im gesamten UV Bereich, ich schätze mal grob 15 W
Hubert
Hallo Peter,
wenn man sich dieses Spektrum anschaut:
http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/lightsources/mercuryarc.html (http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/articles/lightsources/mercuryarc.html)
würde ich schätzen, dass knapp die Hälfte der Gesamtemission der Quecksilberdampflampe im UV ist. D.h. eine 50W HBO hat deutlich mehr "Gesamt-UV" als eine 5W UV-LED .
Jürgen
Hallo,
ich weiß nicht, ob ich Peters Frage richtig verstanden habe. Ich möchte es einfacher ausdrücken.
Ich nehme ein fluoreszierendes Präparat, beleuchte es mit 365 nm.
Einmal mit der UV-LED, einmal mit der HBO 100 (mit entsprechenden Filtern).
Bei welcher Beleuchtungsart ist die Fluoreszenz stärker - das Bild heller?
Freundliche Grüße
Peter R.
Morgen,
ich verstehe Peters Frage anders:
Wenn ich die nur 1-3 nm Gauss Kurve der LEF AUF das Spektrum der HBO bei genau 365 nm lege und alles andere wegschneide, wo kommt dann mehr "hinten raus"?
Die 3-5 Watt der LED verteilen sich ja nur auf 3 nm, die 100 Watt der HBO aber auf 300 nm und mehr.
Carsten
Hallo Peter,
ZitatWenn ich ein Präparat mit einer HBO 50 oder HBO 100 im UV anregen wollte, wie hoch müsste schätzungsweise der Betriebsstrom für die LED sein, um eine äquivalente UV-Strahlendosis zu erhalten?
ZitatWieviel mehr oder weniger UV—Strahlung der Wellenlänge 365 nm emittiert diese LED im Vergleich zu einer HBO 50 oder 200?
Eigentlich geht es mir letztlich darum, abzuschätzen, wie groß die ,,Gefahr" beim Umgang mit einer solchen LED im Vergleich zu Umgang mit einer HBO ist.
Zitatich meine die von der Quelle (also Emitter bzw. Hochdruckröhre) austretende Strahlungsleistung. Mehr nicht. Also ganz unabhöngig von der Anwendung.
Zitat"Wo kommt mehr UV raus? Aus einer HBO oder aus dieser speziellen LED? "
Du willst einerseits den Vergleich der Strahlungsleistung bei 365 nm, andererseits geht es Dir um die Gefahr und folglich um die gesamte Strahlungsleistung. Das widerspricht sich etwas. Aber ich habe ja für beide Fälle die überschägig berechnete Leistung angegeben.
Hubert
Lieber Peter -
Du siehst jetzt, welches Beitragsspektrum sich aus Deiner Frage entwickelt und in wieviele Richtungen man sie interpretieren kann.
Im Betrag #4 stellst Du nochmals klar, dass es um die "Gefahr" geht und nicht mal das läßt sich eindeutig beantworten:
Eindeutig geht von der HBO-Lampe mit ihrem sehr großen Anteil an gefährlichem UV (365 nm) und sehr gefährlichem (< 300 nm) primär eine größere Gefahr aus als von der LED.
Aaaaaber:
Wenn eine HBO-Leuchte als kleines Öfelchen vor sich hinbrutzelt ist man niemals versucht, im Betriebszustand damit rumzufummeln, zumal sie auch im sichtbaren Bereich noch kräftiges Licht aussendet und Undichtigkeiten im Strahlengang vor den Filtern nicht unbemerkt bleiben - auch gilt Ozon ja in geringem Maße als "gesund" ;D.
Eine in Betrieb befindliche UV-LED hingegen sendet keinerlei Warnsignal aus, im sichtbaren Bereich nur etwas violett bis blau. Dass sie richtig was ausspuckt merkt man erst, wenn ein weißes Blatt Papier oder ein Stück weißes Oberhemd damit beleuchtet wird. Die Gefahr ist also, abhängig von der Leuchtenkonstruktion relativ groß, dass man versehentlich Blickkontakt damit bekommt.
Aus eigener Erfahrung weiß ich das vom LED-Betrieb mit den kleinen Zeiss-Leuchten, die aus Lüftungsgründen seitlich offen sind, sodass dort zwischen den Kühlrippen Licht austreten kann. Auch wenn man zwischen verschiedenen LEDs wechselt, besteht die Gefahr, dass man eine in Betrieb befindlich UV-LED aus der Leuchte zieht - es geht keine direkte Warnung davon aus!
Viele Grüße
Rolf
Hallo,
mir ist bewusst, dass die vermeintlich einfachsten Fragen oft die am schwierigsten zu Beatwortenden sind. Man hat mir vermittelt, Sachverhalte möglichst immer so erklären, dass es die Großmutter ohne fachliche Vorkenntnisse versteht, insofern habe ich hier auch die Frage ,,großmütterlich-trivial" gestellt: ,,Wieviel kommt vorne raus und wie gefährlich ist das?"
Ich denke, dass Carsten meine Frage am ehesten richtig interpretiert hat.
Mir ist klar, dass man auch die Strahlungsquellen nicht direkt miteinander vergleichen kann, da eben neben dem vollen Spektrum der HBO und dem schmalbandigen Spektrum der LED auch zu beachten ist, dass eine HBO 360 Grad (im Prinzip wohl sogar kugelförmig) strahlt und ein LED-Emitter nur in einem bestimmten Winkel. Insofern kann womöglich die Strahlungsintensität auch bei insgesamt geringerer Strahlungsleistung punktuell bei der LED größer sein - denke ich mir zumindest so.
Meine Frage ergab sich deshalb, weil ich mich an sinngemäße Aussagen in alten Threads zu UV-LEDs zu erinnern glaubte, dass UV-LEDs ,,mehr" UV abstrahlten als eine HBO und deshalb ,,gefährlicher" seien. Das scheint aber nach dem Aussagen von Hubert – ich mir eigentlich reichen – nicht so zu sein.
Natürlich ist mir bewusst, dass das Risiko einer unbemerkt ,,annen" UV-LED größer ist als das einer hell strahlenden und vor sich hinbruzzelnden HBO. (Das führt mich gerade zu der Überlegung, ob es nicht sinnvoll wäre, UV-Einsätze für Lampenhäuser zusätzlich mit einer kleinen roten LED zur Anzeige des Betriebszustandes zu versehen?)
Ich selbst gehöre zu den eher übervorsichtigen Menschen und frage deshalb lieber einmal zuviel nach als zu wenig. Als Brillenträger bin ich ohnehin zumindest ,,etwas" geschützt. Ich habe gestern einmal meine Brille vor die LED gehalten und das zuvor hellblau strahlende Papier blieb schlagartig dunkel. Ich hatte schon vor geraumer Zeit einmal bei meinem Optiker nachgefragt und in Erfahrung bringen könne, dass die normalen Kunststoffgläser meine Brille (nicht Sonnenbrille) bereits einen sehr hohen UV-Absorptionsgrad haben.
Herzliche Grüße
Peter
Lieber Peter,
ich verstehe die Frage sehr gut. Es wäre sooooo einfach das einmal nachzumessen, hätte man beide Strahler vor sich. Die UV-LED ist bei mir vorhanden, aber eine HBO kommt mir nicht ins Haus. Zum messen müßte das 365nm UV durch ein Schmalbandfilter geschickt werden um wirklich nur den peak bei 365nm zu messen. Dann mit einem Empfänger, z.B. Si-Diode von Hamamatsu G 1125 200-600nm, die Intensität vergleichen. Fertig !
Ich prüfe ab und an mit dieser Diode, ob mein LED-Strahler nachläßt oder noch über 90% hat.
Jedenfalls achte ich sehr darauf, dass auch Streustrahlung nicht meine Augen treffen. Wie intensiv die Strahlung ist kann ich bei allen Kleinstlebewesen sehen. Nach 5 - 10s beginnt die Auflösung und ich betreibe die LED oft bei nur 0,7 A.
Dass ich auch schon ein wertvolles Diatomeenpräparat mit der kleinen UV-LED zerstört habe wird bekannt sein.
Dass man heute (2020 !) noch mit HBO belichtet finde ich ..... :o
Weiterer Vorteil : ich kann die LED 10x pro Sekunde ein und ausschalten, bzw. nur dann einschalten wenn ich sie wirklich brauche. Macht das eine HBO ? :'(
Mehr kann ich nicht dazu beitragen
Peter
Guten Abend,
Die Frage lässt sich – so wie gestellt - eher schlecht beantworten – insbesondere nicht als einzige Abhängigkeit der Eingangsleistung.
Gefragt ist hier eigentlich die Bestrahlung in J/m2 – z.B. mit Auflichtfluoreszenz gemessen mit beleuchtetes Präparat in der Bildebene bei korrekt eingestellter Schärfe – für ein bestimmtes Band der Strahlung also z.B. alle kurzwellige Strahlung unter 400 nm.
Nun ist es aber so dass eine HBO oder XBO Lichtquelle eine Plasmakugel eines bestimmten Durchmessers darstellt der in allen Richtungen abstrahlt.
Selbst unter den HBO Lichtquellen gibt es da unterschiede – eine HBO 250 hat z.B eine geringere Bestrahlung als eine HBO 100 weil trotz höherer Eingangsleistung der Durchmesser der Plasmakugel auch grösser ist.
Eine LED hat da schon deutlich besser Kollimation als eine HBO – ein UV Laser natürlich noch mehr so dass z.B. der Laser bei gleicher Eingangsleistung & falls korrekt fokussiert eine grösser Bestrahlung aufweisen wird.
Zudem strahlt die HBO in einem kontinuierlichen Spektrum mit bekannten Spitzen (579 nm, 456 nm, 436 nm, 405 nm, 365 nm, 293 nm). Eine LED wird da schon ein deutlich schmaleres Band haben.
Geht es jetzt aber darum welche Rest UV Strahlung entweder als Streustrahlung des Präparats das menschliche Auge erreicht oder aber durch den gesamten Strahlengang im Okular ausgestrahlt werden kommen noch einige andere Faktoren dazu.
Die Transmission des Strahlenganges die mit normalem optischen Glass unter 350nm stark abnimmt und die genaue Transmissionskurve des Erregungsfilters, Farbteilers und Sperrfilters.
Ein Sperrfilter der z.B. das Erregungsspektrum einer 365nm UV LED mit Bandbreite +/- 5nm korrekt sperrt funktioniert tut nicht notwendigerweise für eine viel breiteres Spektrum.
Richtig schlau wird man hier nur mit einem (seltenen und teuren) UV Mikrospektrophotometer – unter Austausch der Lichtquelle und beim beibehalten aller anderen Faktoren.
Als Tipp noch aus der Praxis – einige Okulare erlauben es zusätzlich einen weiteren Filter einzuschrauben – ist bei meinem Mikroskop der Fall.
Mit dieser Anordnung (& zusätzlichem UV Filter) und einer HBO 100 habe ich auch schon mit Auflichtfluoreszenz gearbeitet - bisher ohne offensichtliche Schäden an meiner Sehkraft – obwohl die Strahlung ausgereichtet hat um die Fluoreszenz auszulöschen also auch das Eindeckmittel zu beschädigen (!).
Ich möchte die Gefahr hier nicht kleinreden – laut meiner Referenz über Strahlenschutz dürfte es sich allerdings auf eine akute Reizung ähnlich der Schneeblindheit handeln resp. Langzeitschäden wie z.B. des grauen Stars wie sie bei Bergführern und Schweißern üblich sind.
Dem Gegenüber gesellt sei die Arbeit mit einen Leistungsfähigen (UV) Laser – hier können selbst eine sehr kurze Einstrahlung auf Grund von der sehr hohen Bestrahlung bezogen auf die sehr kleine Fläche den optischen Nerv dauerhaft schädigen.
R. Chisholm
Hallo Peter,
als Lieferant der LED möchte ich jetzt auch noch einen Kommentar abgeben. Deine Frage kann wenn überhaupt nur in Bezug auf die abgegebene Leistung im Wellenlängenbereich von 365 +/- 4 nm beantwortet werden. Nur dieser Wellenlängenbereich kann von beiden Systemen (HBO und UV LED) wenn überhaupt verglichen werden.
Peter (Höbel) hat es ja schon erwähnt, dass man das - sofern man die Leuchtquellen und ein Spektrometer hat - rel. leicht ausmessen könnte. Ich habe keines von Beiden. Zudem wird der Vergleich dadurch erschwert, dass eine HBO in alle Raumrichtungen abstrahlt, die LED als Lambert Strahler aber nur gerichtet in einem bestimmeten Raumwinkel nach vorne. Die technischen Daten zur LED habe ich dir alle übermittelt. Was einen wenn überhaupt möglichen Vergleich angeht, sollte man die abgegebene Leistung beider Leuchtquellen im Bereich von 356 nm +/- 4 nm z.B. an der Stelle messen in der der UV Strahl auf eine Probe trifft. Alle vorgeschaltete Optik muss dabei identisch sein. Ich kann dir hier nur folgende qualitative Aussage anderer Nutzer geben:
An einem Zeiss Axioskop hat ein Nutzer vorher eine Zeiss HBO 100 Watt Lampe für Auflicht Fluoreszenz benutzt (medizinsiche Anwendung in der Dematologie). Die HBO Leuchte wurde durch eine Zeiss Leuchte 15 mit klarem Lampenkollektor (3-Linser) ersetzt und mit einer Nichia NVSU233B (T) UV LED als Stecksockeleinsatz betrieben, also der LED, die du auch von mir bekommen hast.
Aussage des Nutzers: die Fluoreszenz ist wesentlich heller als bei der HBO und man muss das Steuergerät nur etwa bis zur Hälfte aufdrehen um eine deutlich hellere Fluoreszenz zu erhalten (ich vermute er meinte im High Mode meines Steuergerätes, also ca. bis 600 mA LED Strom).
Aus dieser Aussage würde ich schliessen, dass die UV LED in dieser Konfiguration deutlich mehr Leistung im 365 nm UV Wellenlängenbereich abgeben kann als die HBO Lampe im Zeiss Lampenhaus. Da die HBO Lampenhäuser zudem noch spezielle Kollimatorlinsen, die auf hohe UV Durchlässigkeit hin optmiert waren hatten, das Leuchte 15 Lampenhaus mit Sicherheit aber nicht, dürfte die abgegebene UV Leistung der LED im genannten Wellenlängebereich um ein vielfaches (!!) höher sein als bei der HBO.
Ich bin mir bewusst das das keine quantitative Aussage darstellt aber es beantwortet sicher deine Frage in so weit, dass die LED im 365 nm Bereich deutlich mehr Leistung ausspuckt als eine HBO.
Die von mir aufgeführten Vorsichtsmassnahmen im Beiblatt haben also durchaus ihre Berechtigung und sollten strikt Beachtung finden. Speziell auf Streustrahlung sollte man achten (leicht über ein weisses Papier zu detektieren, das man um den Strahlengang herum im abgedunkltem Raum zur Sichtbarmachung von Streustrahlung verwenden kann). Dem Nutzer der LED in der Leuchte 15 habe ich empfohlen eine schwarze aufgerollte Kartonmanschette in das Kührippengehäuse einzubringen, so dass aus der Leuchte 15 keine Streustrahlung mehr austreten kann.
Vielleicht hilft dir das ja ein wenig die Gefährlichkeit der LED im Vergleich zur HBO einzuschätzen.
Grüße
Stephan
Hallo
@ Stephan:
Zitatals Lieferant der LED möchte ich jetzt auch noch einen Kommentar abgeben.
Wer sollte auch sonst mein Lieferant sein? ;) Danke nochmal für die schönen Wechseleinschübe für UV und Blaulicht für das Ortholux II-Lampenhaus.
Ich habe noch kein wirklich aktuelles Mikroskop mit HBO in Aktion geshene, insofern weiß ich nicht, ob es konstruktiv immer noch so ist. Bei den HBO-Lampenhäusern z.B. vom Orthoplan etc. ist es aber so, dass es reichlich Streulicht durch die Lüftungsschlitze und sonstige Öffnungen in den Lampenhäusern gibt. Es hat mich immer schon gewundert, dass da nichts abgeschirmt wurde, zumal diese Leuchtmittel ja lange in Betrieb sind (auch ohne genutzt zu werden), weil man HBOs ja nicht mal eben ein- und ausschalten kann.
Und was das vom prpäparat zurückgestrahlte Uv betrifft: Ich habe auf jeden Falls das Okular des Mikroskops, an dem ich auch mit UV arbeiten möchte, mit einem Baader UV/IR-CUT L Filter (https://www.baader-planetarium.com/de/uvir-sperr--l-filter.html) versehen.
Hezrliche Grüße
Peter
Peter,
Please take care as your Baader UV/IR filter starts at 400nm : so it does NOT protect for the LED emitted light (365 nm range).
Best, Maarten
Hello Maarten,
that's not true. The Baader Filter blocks the transmission of light from 400nm downwards. So it does protect from light below 400nm.
Best,
David
Hallo,
ich habe das Filter vor Jahren gemessen. Kann sein, dass sich im Aufbau der Schichten etwas geändert hat.
Schönes Wochenende
Peter
Thanks for correcting me: I misinterpreted the diagram from the Baader website.
Maarten