Äquivalenz UV-LED / HBO-Leuchtmittel

[Peter V.]

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

[Werner]

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

[Peter V.]

Hallo Werner,

ich habe eine wichtige Angabe vergessen: 365 nm.

Herzliche Grüsse
Peter

[reblaus]

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

[Peter V.]

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

[Lupus]

Hallo Peter,

von welcher und wo auftretenden Strahlungsleistung sprichst Du? Die gesamte im Lampenhaus? Am Präparat? Welche Bandbreite hat der verwendete Filter?

Hubert

[Peter V.]

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

[jcs]

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

[Peter V.]

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

[Lupus]

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

[jcs]

Hallo Peter,

wenn man sich dieses Spektrum anschaut:
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 

[Peter Reil]

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.

[Carsten Wieczorrek]

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

[Lupus]

Hallo Peter,

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?

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.

ich meine die von der Quelle (also Emitter bzw. Hochdruckröhre)  austretende Strahlungsleistung. Mehr nicht. Also ganz unabhöngig von der Anwendung.

"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

[reblaus]

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"  .

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