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WO2025214675A1 - Uv reactor comprising a mixing device - Google Patents

Uv reactor comprising a mixing device

Info

Publication number
WO2025214675A1
WO2025214675A1 PCT/EP2025/056285 EP2025056285W WO2025214675A1 WO 2025214675 A1 WO2025214675 A1 WO 2025214675A1 EP 2025056285 W EP2025056285 W EP 2025056285W WO 2025214675 A1 WO2025214675 A1 WO 2025214675A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leds
reactor
detector
electromagnetic radiation
detection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/056285
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Wilm
Johannes Hoechtl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Ams Osram International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams Osram International GmbH filed Critical Ams Osram International GmbH
Publication of WO2025214675A1 publication Critical patent/WO2025214675A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322—Lamp arrangement
    • C02F2201/3222—Units using UV-light emitting diodes [LED]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322—Lamp arrangement
    • C02F2201/3227—Units with two or more lamps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322—Lamp arrangement
    • C02F2201/3228—Units having reflectors, e.g. coatings, baffles, plates, mirrors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/326—Lamp control systems

Definitions

  • UV reactors for irradiating media typically feature LEDs (light-emitting diodes) capable of generating electromagnetic radiation in the UV range, particularly in the UV-C range.
  • LEDs light-emitting diodes
  • concepts are sought that can ensure reliable irradiation of the medium, even if individual LEDs fail.
  • the present invention is based on the object of providing an improved UV reactor.
  • a UV reactor for irradiating a medium comprises an array of LEDs configured to irradiate the medium, and a mixing device for mixing electromagnetic radiation emitted by each of the LEDs.
  • the UV reactor further comprises a detection device configured to detect a failure of at least one defective LED, and a control device for controlling the LEDs, which is configured to increase a control power of the LEDs when the failure of at least one defective LED has been detected.
  • the light mixing device may comprise a mixing chamber. Furthermore, the light mixing device may comprise a reflector element for deflecting electromagnetic radiation toward the medium. According to embodiments, the detection device is arranged between the array of LEDs and the mixing device.
  • the detection device may comprise a beam splitter and a detector, and the beam splitter is configured to feed a portion of the emitted electromagnetic radiation to the detector.
  • the detector can be designed as a planar detector, and the control device is configured to selectively control LEDs of the array of LEDs.
  • the detector has a plurality of detector elements, and the detection device is arranged to direct electromagnetic radiation emitted by the individual LEDs to an associated detector element.
  • the detection device may comprise a detector that is more than 95% transparent to electromagnetic radiation emitted by the LEDs.
  • the detector comprises a solar cell.
  • the detection device comprises a converter element and a detector, wherein the converter element is configured to convert electromagnetic radiation emitted by the LEDs into visible light and the detector is configured to detect visible light.
  • the detection device has a reduced reactor chamber filled with a converter material, and an optical element for supplying electromagnetic radiation to the reduced reactor chamber and a detector on .
  • the detection device can be configured to determine a position of the at least one defective LED.
  • the detection device can be configured to determine a number of defective LEDs.
  • control device can be configured to increase the control power of LEDs arranged adjacent to the defective LED.
  • control device can be configured to increase the control power of LEDs arranged adjacent to the defective LED more than the control power of the remaining LEDs.
  • control device may be configured to supply a continuous signal to the LEDs, wherein the continuous output signal is increased when the failure of an LED has been detected.
  • control device can be configured to supply a pulse-width modulated signal to the LEDs, wherein the pulse width of the signal is increased when the failure of an LED has been detected.
  • Fig. 1A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor transverse to the flow direction of a medium to be irradiated according to embodiments.
  • Fig. 1B shows a schematic cross-sectional view along a flow direction of a medium to be irradiated according to embodiments.
  • Fig. 2 shows a cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments.
  • Fig. 3A shows a schematic view of a UV reactor according to further embodiments.
  • Fig. 3B shows an example of an arrangement of LEDs.
  • Fig. 3C illustrates examples of detector signals for different modulation methods.
  • Fig. 4A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor with a transparent detector according to further embodiments.
  • Fig. 4B shows a plan view of elements of a transparent detector.
  • Fig. 4C shows a plan view of elements of a transparent detector according to further embodiments.
  • Fig. 5 shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments.
  • Fig. 6A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor with a converter element according to embodiments.
  • Fig. 6B shows an example of a converter element.
  • Fig. 7A shows an example of a signal that can be generated by the control device.
  • Fig. 7B shows another example of a signal that can be generated by the control device.
  • vertical is intended to describe an orientation that is substantially perpendicular to the first surface of a substrate or semiconductor body.
  • the vertical direction may, for example, correspond to a growth direction during layer growth.
  • lateral and horizontal are intended to describe an orientation or alignment that is substantially parallel to a first surface of a substrate or semiconductor body. This may, for example, be the surface of a wafer or a chip (die).
  • the horizontal direction can, for example, lie in a plane perpendicular to a growth direction during the growth of layers.
  • Fig. 1A shows a cross-sectional view of an example of a UV reactor 10 for irradiating a medium 104.
  • the cross-sectional view is taken, for example, in a direction perpendicular to a flow direction of the medium 104 to be irradiated.
  • the medium 104 to be irradiated can be, for example, water or air.
  • the medium 104 to be irradiated can also be any other material, for example a material to be oxidized or a material to be subjected to a surface treatment, for example a material to be hardened.
  • the medium 104 to be irradiated can be solid, liquid, or gaseous.
  • flow direction indicates a Relative movement between the UV reactor 10 and the medium 104 to be irradiated. It goes without saying that the medium 104 to be irradiated can also be stationary, while the UV reactor 10 moves in the opposite direction to the flow direction 106.
  • the UV reactor 10 has a reactor chamber 100 through which the medium 104 to be cleaned flows.
  • a part of the reactor outer wall 101 can, for example, be designed as an optical window 107, which is transparent to electromagnetic radiation emitted by the individual LEDs 102.
  • the UV reactor further has an arrangement 105 of LEDs 102, 103.
  • the LEDs 102, 103 are configured to irradiate the medium 104.
  • the LEDs 102, 103 can, in particular, be implemented as LEDs that are configured to emit electromagnetic radiation in the UV range, for example in the UV-C range.
  • the UV reactor further comprises a mixing device 108 which is configured to mix electromagnetic radiation which has been emitted by the LEDs 102. Furthermore, the UV reactor 10 comprises a detection device 110 which is configured to detect a failure of at least one LED 103. In addition, the UV reactor 10 comprises a control device 112 for controlling the LEDs 102, 103. The control device 112 is configured to increase a control power of the LEDs if the failure of at least one LED 103 has been detected. For example, the control device 112 can be configured to increase the control power of the LEDs depending on a number of defective LEDs 103.
  • the control device for increasing the drive power of the LEDs 102 will be explained in more detail with reference to Figs. 7A, 7B.
  • the term "increased drive power" refers to a signal strength observed over a certain period of time, for example, a temporally increased operating current.
  • the detection device 110 can, for example, be arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108. According to further embodiments, the detection device 110 can be arranged on a side of the reactor chamber 100 and the medium 104 to be irradiated that is spaced apart from the array of LEDs 105.
  • the mixing device 108 can be designed as a mixing chamber 109 or comprise one.
  • the emitted electromagnetic radiation 15 can radiate through the mixing chamber 109.
  • the interior of the mixing chamber 109 can be coated, for example, with a highly reflective material, for example PTFE (polytetrafluoroethylene, Teflon).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Teflon polytetrafluoroethylene
  • the mixing chamber 109 can also comprise a quartz glass rod.
  • an inner side of the mixing chamber 109 facing the arrangement 105 can be coated with a specularly reflective material, for example an Al coating, in order to avoid back reflections into the individual LEDs 102, 103.
  • the mixing device 108 is arranged between the LEDs 102, 103 and the medium 104.
  • the mixing device 108 is arranged to mix electromagnetic radiation 15 which has been emitted by the LEDs 102 in each case, so that in the region of the reactor chamber 100 electromagnetic radiation 15 of two adjacent LEDs 102 is superimposed on one another.
  • the mixing device 108 can be designed such that electromagnetic radiation from three LEDs 102 is superimposed on one another.
  • these three LEDs 102 can be arranged next to one another along one direction.
  • the superimposition of the electromagnetic radiation of the LEDs can occur in the entire volume through which the medium 104 flows.
  • the superimposition can also occur in at least 90% of the volume through which the medium 104 flows.
  • the mixing device 108 can be configured to widen the emission cones or emission cones 124 of the individual LEDs 102 so that the emission cones 124 of the next but one LEDs 102 touch or intersect.
  • the emission cones 124 of the next but one LEDs 102 can intersect or touch in at least 90% of the volume through which the medium 104 flows or even in the entire volume through which the medium 104 flows.
  • Fig. 1B shows a schematic cross-sectional view of the UV reactor 10 along a flow direction 106 of the medium 104 to be cleaned.
  • several arrays 105 of LEDs can be arranged along the flow direction 106, for example on opposite sides or other positions of the reactor chamber 100.
  • the array of LEDs can each be arranged in a direction perpendicular to the flow direction 106.
  • a direction perpendicular to the flow direction 106 For example, a
  • Perimeter of the reactor chamber 100 may be quadrangular. According to further embodiments, a The cross-section of the reactor chamber 100 can also be cylindrical or correspond to a different shape. As shown in Figs. 1A and 1B, the arrangement 105 of LEDs can each be arranged on an outer side of the reactor chamber 100. According to further embodiments, however, other arrangement possibilities are also conceivable. For example, the arrangement 15 of LEDs can also be provided inside the reactor chamber 100. According to embodiments, the UV reactor 10 can also be designed without a reactor chamber. This can be the case, for example, if the medium 104 to be irradiated is solid and stationary and the UV reactor 10 moves relative to the medium 104 to be irradiated.
  • Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments.
  • the UV reactor 10 contains similar elements as described with reference to Figs. 1A and 1B.
  • the mixing device 108 comprises a mixing chamber 109 and a reflector element 111.
  • electromagnetic radiation 15 emitted by the individual LEDs 102 is first mixed in the mixing chamber 109 and then reflected by the reflector element 111 towards the UV reactor 10.
  • the reflector element 111 can, for example, comprise a prism, for example a quartz prism, or be implemented as a transparent element with a reflective coating, for example a PTFE coating.
  • a prism for example a quartz prism
  • a reflective coating for example a PTFE coating
  • Fig. 3A shows a schematic view of components of a UV reactor 10 according to further embodiments.
  • the UV reactor comprises a beam splitter 115, through which a portion of the emitted electromagnetic radiation 15 can be directed to a detector 116. A large portion of the emitted radiation 15 is directed in the direction of the reactor chamber 100.
  • a first optical element 113 can be arranged between the beam splitter 115 and the detector 116.
  • the electromagnetic radiation 15 can be directed in a suitable manner onto the detector 116 by the first optical element 113.
  • the detector 116 can be designed as a planar detector. According to further embodiments, it is also possible for the detector 116 to have an arrangement of individual detector elements 116 2 , 116 2 , ... 116 n , by means of which individual signals can be individually detected. If the detector 116 comprises, for example, a plurality of individual detector elements 116 i , 116 2 , ... 116 n , then, if appropriate using the first optical element 113, which can be configured to guide the emitted electromagnetic radiation to a detector element assigned to each of the LEDs, it can be directly determined whether at least one of the LEDs has failed, how many LEDs 103 are defective, and to determine a position of the defective LEDs 103.
  • the individual LEDs of the arrangement 105 can be individually By evaluating the received signal of detector 116, it can then be determined whether and which of the individual LEDs 103 are out of order. Using a modulation method, for example, the detection accuracy can be increased. Furthermore, it can be determined how many LEDs 103 are defective and at which positions they are located. This is explained in more detail with reference to Fig. 3C.
  • the second optical element 114 may, for example, be a mixing chamber 109, a suitable lens or another suitable element for superimposing the beams 15.
  • the array 105 of LEDs can also be arranged outside the reactor chamber 100.
  • the array 105 does not overlap the reactor chamber 100 either vertically or horizontally.
  • the control device can be configured to increase the control power of selected LEDs or to increase it more than the control power of other LEDs.
  • the control device can be configured to increase the control power, in particular, of LEDs 124 that are arranged adjacent to a defective LED 103.
  • the LEDs 124 arranged adjacent to the defective LED 103 are driven by the control device 112 with a higher drive power than the remaining LEDs 102.
  • the control device 112 can drive the immediately adjacent LEDs 124 with an increased Control power.
  • the control device can also control the LEDs adjacent to the immediately adjacent LEDs 124 with an increased control power.
  • the control power of the remaining LEDs 102 can also be increased compared to operation without defective LEDs. In this way, the energy efficiency of the UV reactor, in particular of the control device 112, can be increased.
  • the right part of Fig. 3C illustrates detector signals I as a function of time t for various modulation methods when a planar detector 116 is used.
  • the left part of Fig. 3C shows an arrangement 105 of LEDs 102 with a defective LED 103.
  • (i) a method is shown in which the control device controls all LEDs 102, 103 except one.
  • the detector signal I is increased, and the non-controlled LED corresponds to the defective LED 103. Accordingly, the defective LED 103 can be detected by identifying the non-controlled LED at time ti.
  • the driving power of the adjacent LEDs can be increased or increased more than that of the non-adjacent LEDs.
  • the detector is embodied as a transparent detector 117.
  • the detector 117 may be more than 95% transparent to the radiation 15 emitted by the LEDs 102.
  • the detector 117 is arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108.
  • the transparent detector 117 may have the structure of one or more solar cells.
  • the solar cells may be designed such that they are transparent to UV radiation 15 emitted by the LEDs 102.
  • they may be arranged spaced apart from one another on a transparent substrate.
  • individual detector elements 119 can be arranged above a transparent substrate 118.
  • the individual detector elements 119 can be arranged in rows and columns. Accordingly, it is possible to precisely determine the position of defective LEDs 103. By selecting a suitable size for the individual detector elements 119, it can be achieved that a large part of the emitted electromagnetic radiation 15 is transmitted through the detector 117.
  • the transparent detector 117 can also have a transparent substrate 118 with a detector surface 120 arranged thereover.
  • the position of defective LEDs 103 can be determined by sequentially controlling the individual LEDs similarly as described with reference to Figs . 3A and 3C .
  • an arrangement with a reduced reactor chamber 121 can also be arranged between the arrangement 105 of LEDs and the reactor chamber 100.
  • a first optical element 113 for example one or more lenses for collimating incident electromagnetic radiation 15, can be arranged between the arrangement 105 of LEDs and the reduced reactor chamber 121.
  • a detector 116 can be arranged adjacent to the reduced reactor chamber 121.
  • a second optical element 114 for example for expanding the rays transmitted through the reactor chamber 121, can be provided. In this way, a mixing of the emitted light rays 15 also takes place.
  • a liquid with a converter material can be arranged in the reduced reactor chamber 121.
  • the converter material By irradiation with electromagnetic radiation in the UV range, the converter material can be excited, resulting in an optical signal. This can be detected by the detector 116.
  • the detector 116 can, for example, be configured to detect UV radiation. According to further embodiments, the detector 116 can also be configured to detect visible light. By monitoring the intensity of the detected signal, it can be determined whether or not defective LEDs 103 are present. By using a modulation method in which individual LEDs are controlled, the detection accuracy can be increased and it can be determined which LED 103 is defective.
  • Fig. 6A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor 10 according to further embodiments.
  • a converter element 122 is arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108.
  • the converter element 122 can be coated with a suitable phosphor.
  • a luminous pattern is generated in the converter element 122, which can be recorded, for example, by the detector 116.
  • the detector 116 can be arranged directly in front of the array 105 of LEDs or behind the array of LEDs 105 with respect to an arrangement direction of the array of LEDs 105 and the reactor chamber 100. Since the converter element
  • a detector 116 that detects visible light can be used. This is significantly more cost-effective than a detector that detects UV radiation. According to embodiments, the phosphor can be evenly distributed on the converter element 122.
  • Figs. 7A and 7B show examples of signals used by the driver 112 to drive the array 105 of LEDs.
  • the driver 112 may be configured to provide a continuous signal to the array 105 of LEDs. If the failure of an LED has been detected, the continuous output signal is increased. This is illustrated in Fig. 7A by the dashed line.
  • control device may also be suitable for supplying pulse-width modulated signals to the LEDs.
  • the pulse width of the signals can be increased if the failure of an LED 103 has been detected. This is illustrated in Fig. 7B by the dashed line.
  • LED failure can be compensated for in a simple and reliable manner.
  • the occurrence of "leakage paths,” i.e., areas that are insufficiently irradiated due to an LED failure can be avoided.
  • maintenance of the UV reactor is simplified, since failed LEDs cannot be replaced immediately.
  • the UV reactor 10 described here can be used, for example, for cleaning, for example, disinfecting water. According to embodiments, the UV reactor 10 can also be used for other treatment systems, for example, an oxidation reactor, for disinfecting surfaces, or for surface treatment such as curing processes in the printing industry.

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Abstract

The invention relates to a UV reactor (10) for irradiating a medium (104), comprising an assembly (105) of LEDs (102, 103) which are designed to irradiate the medium (104), and a mixing device (108) for mixing electromagnetic radiation (15) which has been emitted by each of the LEDs (102). The UV reactor (10) also comprises a detection device (110) which is designed to detect a failure of at least one defective LED (103), and a control device (112) for controlling the LEDs (102), which is designed to increase a control power of the LEDs (102) if the failure of at least one defective LED (103) has been detected.

Description

UV-REAKTOR MIT MISCHVORRICHTUNG UV REACTOR WITH MIXING DEVICE

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

UV-Reaktoren zur Bestrahlung von Medien, beispielsweise Wasser oder Luft , weisen üblicherweise LEDs ( lichtemittierende Dioden) auf , die geeignet sind, elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich, insbesondere im UV-C-Bereich, zu erzeugen . Generell wird nach Konzepten gesucht , mit denen eine zuverlässige Bestrahlung des Mediums gewährleistet werden kann, auch wenn einzelne der LEDs aus fallen . UV reactors for irradiating media, such as water or air, typically feature LEDs (light-emitting diodes) capable of generating electromagnetic radiation in the UV range, particularly in the UV-C range. Generally, concepts are sought that can ensure reliable irradiation of the medium, even if individual LEDs fail.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , einen verbesserten UV-Reaktor zur Verfügung zu stellen . The present invention is based on the object of providing an improved UV reactor.

Gemäß Aus führungs formen wird die Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert . According to embodiments, the problem is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further developments are defined in the dependent patent claims.

Gemäß Aus führungs formen umfasst ein UV-Reaktor zum Bestrahlen eines Mediums eine Anordnung von LEDs , die eingerichtet sind, das Medium zu bestrahlen, und eine Mischvorrichtung zum Mischen von elektromagnetischer Strahlung, die j eweils von den LEDs emittiert worden ist . Der UV-Reaktor umfasst weiterhin eine Nachweiseinrichtung, die eingerichtet ist , einen Aus fall mindestens einer defekten LED nachzuweisen, und eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der LEDs , die eingerichtet ist , eine Ansteuerleistung der LEDs zu erhöhen, wenn der Aus fall mindestens einer defekten LED nachgewiesen worden ist . According to embodiments, a UV reactor for irradiating a medium comprises an array of LEDs configured to irradiate the medium, and a mixing device for mixing electromagnetic radiation emitted by each of the LEDs. The UV reactor further comprises a detection device configured to detect a failure of at least one defective LED, and a control device for controlling the LEDs, which is configured to increase a control power of the LEDs when the failure of at least one defective LED has been detected.

Gemäß Aus führungs formen kann die Lichtmischvorrichtung eine Mischkammer umfassen . Weiterhin kann die Lichtmischvorrichtung ein Reflektorelement zum Umlenken von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Mediums umfassen . Gemäß Aus führungs formen ist die Nachweiseinrichtung zwischen der Anordnung von LEDs und der Mischvorrichtung angeordnet . According to embodiments, the light mixing device may comprise a mixing chamber. Furthermore, the light mixing device may comprise a reflector element for deflecting electromagnetic radiation toward the medium. According to embodiments, the detection device is arranged between the array of LEDs and the mixing device.

Beispielsweise kann die Nachweiseinrichtung einen Strahlteiler und einen Detektor aufweisen, und der Strahlteiler ist eingerichtet , einen Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung dem Detektor zuzuführen . For example, the detection device may comprise a beam splitter and a detector, and the beam splitter is configured to feed a portion of the emitted electromagnetic radiation to the detector.

Gemäß Aus führungs formen kann der Detektor als flächiger Detektor ausgeführt sein, und die Ansteuereinrichtung ist eingerichtet , selektiv LEDs der Anordnung von LEDs anzusteuern . According to embodiments, the detector can be designed as a planar detector, and the control device is configured to selectively control LEDs of the array of LEDs.

Gemäß weiteren Aus führungs formen weist der Detektor eine Vielzahl von Detektorelementen auf , und die Nachweiseinrichtung ist eingerichtet , von den einzelnen LEDs emittierte elektromagnetische Strahlung zu einem zugehörigen Detektorelement zu lenken . According to further embodiments, the detector has a plurality of detector elements, and the detection device is arranged to direct electromagnetic radiation emitted by the individual LEDs to an associated detector element.

Beispielsweise kann die Nachweiseinrichtung einen Detektor aufweisen, der für elektromagnetische Strahlung, die von den LEDs emittiert worden ist , zu mehr als 95% transparent ist . For example, the detection device may comprise a detector that is more than 95% transparent to electromagnetic radiation emitted by the LEDs.

Gemäß Aus führungs formen weist der Detektor eine Solarzelle auf . According to embodiments, the detector comprises a solar cell.

Gemäß Aus führungs formen weist die Nachweiseinrichtung ein Konverterelement und einen Detektor auf , wobei das Konverterelement eingerichtet ist , von den LEDs emittierte elektromagnetische Strahlung in sichtbares Licht umzuwandeln und der Detektor eingerichtet ist , sichtbares Licht nachzuweisen . According to embodiments, the detection device comprises a converter element and a detector, wherein the converter element is configured to convert electromagnetic radiation emitted by the LEDs into visible light and the detector is configured to detect visible light.

Beispielsweise weist die Nachweiseinrichtung eine verkleinerte Reaktorkammer, die mit einem Konvertermaterial gefüllt ist , sowie ein optisches Element zum Zuführen von elektromagnetischer Strahlung zu der verkleinerten Reaktorkammer und einen Detektor auf . For example, the detection device has a reduced reactor chamber filled with a converter material, and an optical element for supplying electromagnetic radiation to the reduced reactor chamber and a detector on .

Gemäß Aus führungs formen kann die Nachweiseinrichtung eingerichtet sein, eine Position der mindestens einen defekten LED zu ermitteln . According to embodiments, the detection device can be configured to determine a position of the at least one defective LED.

Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Nachweiseinrichtung eingerichtet sein, eine Anzahl der defekten LEDs zu ermitteln . According to further embodiments, the detection device can be configured to determine a number of defective LEDs.

Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, die Ansteuerleistung von LEDs , die benachbart zu der defekten LED angeordnet sind, zu erhöhen . For example, the control device can be configured to increase the control power of LEDs arranged adjacent to the defective LED.

Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, die Ansteuerleistung von LEDs , die benachbart zu der defekten LED angeordnet sind, stärker als die Ansteuerleistung der übrigen LEDs zu erhöhen . According to further embodiments, the control device can be configured to increase the control power of LEDs arranged adjacent to the defective LED more than the control power of the remaining LEDs.

Gemäß Aus führungs formen kann die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, ein kontinuierliches Signal an die LEDs zu liefern, wobei das kontinuierliche Ausgangssignal erhöht wird, wenn der Aus fall einer LED nachgewiesen worden ist . According to embodiments, the control device may be configured to supply a continuous signal to the LEDs, wherein the continuous output signal is increased when the failure of an LED has been detected.

Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, ein pulsweitenmoduliertes Signal an die LEDs zu liefern, wobei die Pulsweite des Signals erhöht wird, wenn der Aus fall einer LED nachgewiesen worden ist . According to further embodiments, the control device can be configured to supply a pulse-width modulated signal to the LEDs, wherein the pulse width of the signal is increased when the failure of an LED has been detected.

Die begleitenden Zeichnungen dienen dem Verständnis von Aus führungsbeispielen der Erfindung . Die Zeichnungen veranschaulichen Aus führungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung deren Erläuterung . Weitere Aus führungsbeispiele und zahlreiche der beabsichtigten Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der nachfolgenden Detailbeschreibung . Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente und Strukturen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt . Gleiche Bezugs zeichen verweisen auf gleiche oder einander entsprechende Elemente und Strukturen . The accompanying drawings serve to understand embodiments of the invention. The drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain them. Further embodiments and numerous The intended advantages will become apparent from the following detailed description. The elements and structures shown in the drawings are not necessarily drawn to scale. Like reference numerals refer to like or corresponding elements and structures.

Fig . 1A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors quer zur Flussrichtung eines zu bestrahlenden Mediums gemäß Aus führungs formen . Fig. 1A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor transverse to the flow direction of a medium to be irradiated according to embodiments.

Fig . 1B zeigt eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Flussrichtung eines zu bestrahlenden Mediums gemäß Ausführungs formen . Fig. 1B shows a schematic cross-sectional view along a flow direction of a medium to be irradiated according to embodiments.

Fig . 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines UV-Reaktors gemäß weiteren Ausgestaltungen . Fig. 2 shows a cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments.

Fig . 3A zeigt eine schematische Ansicht eines UV-Reaktors gemäß weiteren Aus führungs formen . Fig. 3A shows a schematic view of a UV reactor according to further embodiments.

Fig . 3B zeigt ein Beispiel einer Anordnung von LEDs . Fig. 3B shows an example of an arrangement of LEDs.

Fig . 3C veranschaulicht Beispiele von Detektorsignalen bei verschiedenen Modul at ions verfahr en . Fig. 3C illustrates examples of detector signals for different modulation methods.

Fig . 4A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors mit einem transparenten Detektor gemäß weiteren Ausführungs formen . Fig. 4A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor with a transparent detector according to further embodiments.

Fig . 4B zeigt eine Draufsicht auf Elemente eines transparenten Detektors . Fig . 4C zeigt eine Draufsicht auf Elemente eines transparenten Detektors gemäß weiteren Ausgestaltungen . Fig. 4B shows a plan view of elements of a transparent detector. Fig. 4C shows a plan view of elements of a transparent detector according to further embodiments.

Fig . 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors gemäß weiteren Aus führungs formen . Fig. 5 shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments.

Fig . 6A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors mit einem Konverterelement gemäß Aus führungs formen . Fig. 6A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor with a converter element according to embodiments.

Fig . 6B zeigt ein Beispiel für ein Konverterelement . Fig. 6B shows an example of a converter element.

Fig . 7A zeigt ein Beispiel eines Signals , welches von der Ansteuereinrichtung erzeugt werden kann . Fig. 7A shows an example of a signal that can be generated by the control device.

Fig . 7B zeigt ein weiteres Beispiel eines Signals , welches von der Ansteuereinrichtung erzeugt werden kann . Fig. 7B shows another example of a signal that can be generated by the control device.

In der folgenden Detailbeschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Of fenbarung bilden und in denen zu Veranschaulichungs zwecken spezi fische Ausführungsbeispiele gezeigt sind . In diesem Zusammenhang wird eine Richtungsterminologie wie "Oberseite" , "Boden" , "Vorderseite" , "Rückseite" , "über" , " auf" , "vor" , "hinter" , "vorne" , "hinten" usw . auf die Ausrichtung der gerade beschriebenen Figuren bezogen . Da die Komponenten der Aus führungsbeispiele in unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie nur der Erläuterung und ist in keiner Weise einschränkend . In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the disclosure, and in which specific embodiments are shown for purposes of illustration. In this context, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "over", "on", "in front of", "behind", "fore", "rear", etc., refers to the orientation of the figures just described. Since the components of the embodiments can be positioned in different orientations, the directional terminology is for the purpose of explanation only and is in no way limiting.

Die Beschreibung der Aus führungsbeispiele ist nicht einschränkend, da auch andere Aus führungsbeispiele existieren und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne dass dabei vom durch die Patentansprüche definierten Bereich abgewichen wird . Insbesondere können Elemente von im Folgenden beschriebenen Aus führungsbeispielen mit Elementen von anderen der beschriebenen Aus führungsbeispiele kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt . The description of the embodiments is not limiting, since other embodiments exist and structural or logical changes may be made without departing from the scope defined by the claims. In particular, elements of the following described embodiments may be combined with elements of other described embodiments, unless the context indicates otherwise.

Der Begri f f "vertikal" , wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft . Die vertikale Richtung kann beispielsweise einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten entsprechen . The term "vertical," as used in this description, is intended to describe an orientation that is substantially perpendicular to the first surface of a substrate or semiconductor body. The vertical direction may, for example, correspond to a growth direction during layer growth.

Die Begri f fe " lateral" und "hori zontal" , wie in dieser Beschreibung verwendet , sollen eine Orientierung oder Ausrichtung beschreiben, die im Wesentl ichen paral lel zu einer ersten Oberfläche eines Substrats oder Halbleiterkörpers verläuft . Dies kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder eines Chips ( Die ) sein . The terms "lateral" and "horizontal," as used in this description, are intended to describe an orientation or alignment that is substantially parallel to a first surface of a substrate or semiconductor body. This may, for example, be the surface of a wafer or a chip (die).

Die hori zontale Richtung kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Wachstumsrichtung beim Aufwachsen von Schichten liegen . The horizontal direction can, for example, lie in a plane perpendicular to a growth direction during the growth of layers.

Fig . 1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines UV-Reaktors 10 zum Bestrahlen eines Mediums 104 . Die Quer- schnittsansicht ist beispielsweise in einer Richtung senkrecht zu einer Flussrichtung des zu bestrahlenden Mediums 104 aufgenommen . Das zu bestrahlende Medium 104 kann beispielsweise Wasser oder auch Luft sein . Gemäß Aus führungs formen kann das zu bestrahlende Medium 104 aber auch ein beliebiges anderes Material sein, beispielsweise ein zu oxidierendes Material oder ein Material , das einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen ist , beispielsweise ein zu härtendes Material . Generell kann das zu bestrahlende Medium 104 fest , flüssig oder gas förmig sein . Der Begri f f „Flussrichtung" gibt eine Relativbewegung zwischen dem UV-Reaktor 10 und dem zu bestrahlenden Medium 104 an . Es ist selbstverständlich, dass das zu bestrahlende Medium 104 auch stationär sein kann, während sich der UV-Reaktor 10 in entgegengesetzter Richtung zur Flussrichtung 106 bewegt . Fig. 1A shows a cross-sectional view of an example of a UV reactor 10 for irradiating a medium 104. The cross-sectional view is taken, for example, in a direction perpendicular to a flow direction of the medium 104 to be irradiated. The medium 104 to be irradiated can be, for example, water or air. According to embodiments, the medium 104 to be irradiated can also be any other material, for example a material to be oxidized or a material to be subjected to a surface treatment, for example a material to be hardened. In general, the medium 104 to be irradiated can be solid, liquid, or gaseous. The term "flow direction" indicates a Relative movement between the UV reactor 10 and the medium 104 to be irradiated. It goes without saying that the medium 104 to be irradiated can also be stationary, while the UV reactor 10 moves in the opposite direction to the flow direction 106.

Beispielsweise weist der UV-Reaktor 10 eine Reaktorkammer 100 auf , durch die das zu reinigende Medium 104 strömt . Ein Teil der Reaktoraußenwand 101 kann beispielsweise als optisches Fenster 107 ausgestaltet sein, welches für elektromagnetische Strahlung, die von den einzelnen LEDs 102 emittiert wird, transparent ist . Der UV-Reaktor weist weiterhin eine Anordnung 105 von LEDs 102 , 103 auf . Die LEDs 102 , 103 sind eingerichtet , das Medium 104 zu bestrahlen . Die LEDs 102 , 103 können insbesondere als LEDs realisiert sein, die eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich, beispielsweise im UV-C-Bereich, zu emittieren . For example, the UV reactor 10 has a reactor chamber 100 through which the medium 104 to be cleaned flows. A part of the reactor outer wall 101 can, for example, be designed as an optical window 107, which is transparent to electromagnetic radiation emitted by the individual LEDs 102. The UV reactor further has an arrangement 105 of LEDs 102, 103. The LEDs 102, 103 are configured to irradiate the medium 104. The LEDs 102, 103 can, in particular, be implemented as LEDs that are configured to emit electromagnetic radiation in the UV range, for example in the UV-C range.

Der UV-Reaktor weist weiterhin eine Mischvorrichtung 108 auf , die eingerichtet ist , elektromagnetische Strahlung, die j eweils von den LEDs 102 emittiert worden ist , zu mischen . Weiterhin weist der UV-Reaktor eine Nachweiseinrichtung 110 auf , die eingerichtet ist , einen Aus fall mindestens einer LED 103 nachzuweisen . Darüber hinaus weist der UV-Reaktor 10 eine Ansteuereinrichtung 112 zum Ansteuern der LEDs 102 , 103 auf . Die Ansteuereinrichtung 112 ist eingerichtet , eine Ansteuerleistung der LEDs zu erhöhen, wenn der Aus fall mindestens einer LED 103 nachgewiesen worden ist . Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung 112 eingerichtet sein, die Ansteuerleistung der LEDs in Abhängigkeit von einer Anzahl an defekten LEDs 103 zu erhöhen . The UV reactor further comprises a mixing device 108 which is configured to mix electromagnetic radiation which has been emitted by the LEDs 102. Furthermore, the UV reactor 10 comprises a detection device 110 which is configured to detect a failure of at least one LED 103. In addition, the UV reactor 10 comprises a control device 112 for controlling the LEDs 102, 103. The control device 112 is configured to increase a control power of the LEDs if the failure of at least one LED 103 has been detected. For example, the control device 112 can be configured to increase the control power of the LEDs depending on a number of defective LEDs 103.

Auf diese Weise kann ein Aus fall von LEDs auf einfache und zuverlässige Weise kompensiert werden . Insbesondere kann das Auftreten von „Leckpfaden" , d . h . Bereichen, die aufgrund eines Aus falls einer LED unzureichend bestrahlt werden, vermieden werden . In this way, LED failure can be compensated for in a simple and reliable manner. In particular, the The occurrence of "leakage paths", i.e. areas that are insufficiently irradiated due to an LED failure, is avoided.

Die Funktionalität der Ansteuereinrichtung zum Erhöhen einer Ansteuerleistung der LEDs 102 wird weiter unter Bezugnahme auf Fig . 7A, 7B näher erläutert werden . Insgesamt wird unter dem Begri f f „erhöhte Ansteuerleistung" eine über einen gewissen Zeitraum betrachtete Signalstärke , beispielsweise ein zeitlich erhöhter Betriebsstrom, verstanden . The functionality of the control device for increasing the drive power of the LEDs 102 will be explained in more detail with reference to Figs. 7A, 7B. Overall, the term "increased drive power" refers to a signal strength observed over a certain period of time, for example, a temporally increased operating current.

Die Nachweiseinrichtung 110 kann beispielsweise zwischen der Anordnung 105 von LEDs und der Mischvorrichtung 108 angeordnet sein . Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Nachweiseinrichtung 110 auf einer von der Anordnung von LEDs 105 beab- standeten Seite der Reaktorkammer 100 und des zu bestrahlenden Mediums 104 angeordnet sein . The detection device 110 can, for example, be arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108. According to further embodiments, the detection device 110 can be arranged on a side of the reactor chamber 100 and the medium 104 to be irradiated that is spaced apart from the array of LEDs 105.

Beispielsweise kann die Mischvorrichtung 108 als Mischkammer 109 ausgebildet sein oder diese umfassen . Beispielsweise kann die emittierte elektromagnetische Strahlung 15 die Mischkammer 109 durchstrahlen . Das Innere der Mischkammer 109 kann beispielsweise mit einem hochref lektiven Material , beispielsweise PTFE ( Polyetetraf luorethylen, Teflon) beschichtet sein . Beispielsweise kann PTFE eine di f fuse Reflexion bewirken . Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Mischkammer 109 auch einen Quarzglasstab umfassen . Gemäß Aus führungs formen kann eine der Anordnung 105 zugewandte Innenseite der Mischkammer 109 mit einem spiegelnd reflektierenden Material , beispielsweise einer Al-Beschichtung, beschichtet sein, um Rückreflexionen in die einzelnen LEDs 102 , 103 zu vermeiden . For example, the mixing device 108 can be designed as a mixing chamber 109 or comprise one. For example, the emitted electromagnetic radiation 15 can radiate through the mixing chamber 109. The interior of the mixing chamber 109 can be coated, for example, with a highly reflective material, for example PTFE (polytetrafluoroethylene, Teflon). For example, PTFE can cause diffuse reflection. According to further embodiments, the mixing chamber 109 can also comprise a quartz glass rod. According to embodiments, an inner side of the mixing chamber 109 facing the arrangement 105 can be coated with a specularly reflective material, for example an Al coating, in order to avoid back reflections into the individual LEDs 102, 103.

Die Mischvorrichtung 108 ist zwischen den LEDs 102 , 103 und dem Medium 104 angeordnet . Die Mischvorrichtung 108 ist eingerichtet , elektromagnetische Strahlung 15 , die j eweils von den LEDs 102 emittiert worden ist , zu mischen, so dass im Bereich der Reaktorkammer 100 elektromagnetische Strahlung 15 zweier benachbarter LEDs 102 miteinander überlagert wird . The mixing device 108 is arranged between the LEDs 102, 103 and the medium 104. The mixing device 108 is arranged to mix electromagnetic radiation 15 which has been emitted by the LEDs 102 in each case, so that in the region of the reactor chamber 100 electromagnetic radiation 15 of two adjacent LEDs 102 is superimposed on one another.

Gemäß weiteren Beispielen kann die Mischvorrichtung 108 so ausgestaltet sein, dass elektromagnetische Strahlung dreier LEDs 102 miteinander überlagert wird . Beispielsweise können diese drei LEDs 102 entlang einer Richtung nebeneinander angeordnet sein . Beispielsweise kann die Überlagerung der elektromagnetischen Strahlung der LEDs im gesamten Volumen, das von dem Medium 104 durchströmt wird, erfolgen . Beispielsweise kann die Überlagerung auch in mindestens 90% des Volumens , das von dem Medium 104 durchströmt wird, erfolgen . Wie in Fig . 1A gezeigt ist , kann die Mischvorrichtung 108 eingerichtet sein, die Emissionskegel bzw . Emissionskonusse 124 der einzelnen LEDs 102 auf zuweiten, so dass sich die Emissionskegel 124 j eweils der übernächsten LEDs 102 berühren oder schneiden . Beispielsweise können sich die Emissionskegel 124 der j eweils übernächsten LEDs 102 in mindestens 90% des Volumens , das von dem Medium 104 durchströmt wird oder auch im gesamten Volumen, das von dem Medium 104 durchströmt wird, schneiden oder berühren . According to further examples, the mixing device 108 can be designed such that electromagnetic radiation from three LEDs 102 is superimposed on one another. For example, these three LEDs 102 can be arranged next to one another along one direction. For example, the superimposition of the electromagnetic radiation of the LEDs can occur in the entire volume through which the medium 104 flows. For example, the superimposition can also occur in at least 90% of the volume through which the medium 104 flows. As shown in Fig. 1A, the mixing device 108 can be configured to widen the emission cones or emission cones 124 of the individual LEDs 102 so that the emission cones 124 of the next but one LEDs 102 touch or intersect. For example, the emission cones 124 of the next but one LEDs 102 can intersect or touch in at least 90% of the volume through which the medium 104 flows or even in the entire volume through which the medium 104 flows.

Fig . 1B zeigt eine schematische Querschnittsansicht des UV- Reaktors 10 entlang einer Flussrichtung 106 des zu reinigenden Mediums 104 . Wie in Fig . 1B dargestellt ist , können mehrere Anordnungen 105 von LEDs entlang der Flussrichtung 106 , beispielsweise auf j eweils gegenüberliegenden Seiten oder anderen Positionen der Reaktorkammer 100 , angeordnet sein . Die Anordnung von LEDs kann j eweils in einer zur Flussrichtung 106 senkrechten Richtung angeordnet sein . Beispielsweise kann einFig. 1B shows a schematic cross-sectional view of the UV reactor 10 along a flow direction 106 of the medium 104 to be cleaned. As shown in Fig. 1B, several arrays 105 of LEDs can be arranged along the flow direction 106, for example on opposite sides or other positions of the reactor chamber 100. The array of LEDs can each be arranged in a direction perpendicular to the flow direction 106. For example, a

Umfang der Reaktorkammer 100 , wie in Fig . 1A dargestellt , viereckig sein . Gemäß weiteren Aus führungs formen kann ein Querschnitt der Reaktorkammer 100 aber auch zylinderförmig sein oder einer anderen Form entsprechen . Wie in den Fig . 1A und 1B dargestellt ist , kann die Anordnung 105 von LEDs j eweils auf einer Außenseite der Reaktorkammer 100 angeordnet sein . Gemäß weiteren Aus führungs formen sind aber auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar . Beispielsweise kann die Anordnung 15 von LEDs auch im Inneren der Reaktorkammer 100 vorgesehen sein . Gemäß Aus führungs formen kann der UV-Reaktor 10 auch ohne Reaktorkammer ausgeführt sein . Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das zu bestrahlende Medium 104 fest und stationär ist und sich der UV-Reaktor 10 relativ zu dem zu bestrahlenden Medium 104 bewegt . Perimeter of the reactor chamber 100, as shown in Fig. 1A, may be quadrangular. According to further embodiments, a The cross-section of the reactor chamber 100 can also be cylindrical or correspond to a different shape. As shown in Figs. 1A and 1B, the arrangement 105 of LEDs can each be arranged on an outer side of the reactor chamber 100. According to further embodiments, however, other arrangement possibilities are also conceivable. For example, the arrangement 15 of LEDs can also be provided inside the reactor chamber 100. According to embodiments, the UV reactor 10 can also be designed without a reactor chamber. This can be the case, for example, if the medium 104 to be irradiated is solid and stationary and the UV reactor 10 moves relative to the medium 104 to be irradiated.

Fig . 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors gemäß weiteren Aus führungs formen . Der UV-Reaktor 10 enthält ähnliche Elemente , wie unter Bezugnahme auf die Fig . 1A und 1B beschrieben . Abweichend von Aus führungs formen, die in Fig . 1A, 1B dargestellt sind, umfasst hier die Mischvorrichtung 108 eine Mischkammer 109 und ein Reflektorelement 111 . Wie in Fig . 2 dargestellt ist , wird elektromagnetische Strahlung 15 , die von den einzelnen LEDs 102 emittiert worden ist , zunächst in der Mischkammer 109 gemischt und sodann durch das Reflektorelement 111 in Richtung des UV-Reaktors 10 reflektiert . Das Reflektorelement 111 kann beispielsweise ein Prisma, beispielsweise ein Quarzprisma, umfassen oder als ein durchsichtiges Element mit einer reflektierenden Beschichtung, beispielsweise einer PTFE-Beschichtung realisiert sein . Bei der in Fig . 2 gezeigten Ausgestaltung der Mischvorrichtung 108 ist es möglich, dass die Anordnung 105 von LEDs 102 , 103 seitlich neben der Reaktorkammer 100 angeordnet ist . Beispielsweise kann die Anordnung 105 von LEDs 102 , 103 so angeordnet sein, dass sie in vertikaler und in hori zontaler Richtung nicht mit der Reaktorkammer 100 überlappt . Fig . 3A zeigt eine schematische Ansicht von Komponenten eines UV-Reaktors 10 gemäß weiteren Aus führungs formen . Beispielsweise umfasst hier der UV-Reaktor einen Strahlteiler 115 , durch den ein Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung 15 zu einem Detektor 116 gelenkt werden kann . Ein Großteil der emittierten Strahlung 15 wird in Richtung der Reaktorkammer 100 gelenkt . Auf diese Weise ist es möglich, einen Großteil der emittierten elektromagnetischen Strahlung 15 zur Bestrahlung des Mediums 104 zu verwenden . Gleichzeitig ist es möglich, einen Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung 15 zu verwenden, um fest zustellen, ob eine oder mehrere der LEDs aus fallen . Beispielsweise kann ein erstes optisches Element 113 zwischen dem Strahlteiler 115 und dem Detektor 116 angeordnet sein . Beispielsweise kann durch das erste optische Element 113 die elektromagnetische Strahlung 15 in geeigneter Weise auf den Detektor 116 gerichtet werden . Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor according to further embodiments. The UV reactor 10 contains similar elements as described with reference to Figs. 1A and 1B. In contrast to embodiments shown in Figs. 1A, 1B, here the mixing device 108 comprises a mixing chamber 109 and a reflector element 111. As shown in Fig. 2, electromagnetic radiation 15 emitted by the individual LEDs 102 is first mixed in the mixing chamber 109 and then reflected by the reflector element 111 towards the UV reactor 10. The reflector element 111 can, for example, comprise a prism, for example a quartz prism, or be implemented as a transparent element with a reflective coating, for example a PTFE coating. In the embodiment shown in Fig. In the embodiment of the mixing device 108 shown in Figure 2, it is possible for the arrangement 105 of LEDs 102, 103 to be arranged laterally next to the reactor chamber 100. For example, the arrangement 105 of LEDs 102, 103 can be arranged such that it does not overlap with the reactor chamber 100 in the vertical and horizontal directions. Fig. 3A shows a schematic view of components of a UV reactor 10 according to further embodiments. For example, here the UV reactor comprises a beam splitter 115, through which a portion of the emitted electromagnetic radiation 15 can be directed to a detector 116. A large portion of the emitted radiation 15 is directed in the direction of the reactor chamber 100. In this way, it is possible to use a large portion of the emitted electromagnetic radiation 15 to irradiate the medium 104. At the same time, it is possible to use a portion of the emitted electromagnetic radiation 15 to determine whether one or more of the LEDs fail. For example, a first optical element 113 can be arranged between the beam splitter 115 and the detector 116. For example, the electromagnetic radiation 15 can be directed in a suitable manner onto the detector 116 by the first optical element 113.

Gemäß Aus führungs formen kann der Detektor 116 als flächiger Detektor ausgeführt sein . Gemäß weiteren Aus führungs formen ist es auch möglich, dass der Detektor 116 eine Anordnung von einzelnen Detektorelementen 1162 , 1162 , ... 116n aufweist , durch die einzelne Signale einzeln nachweisbar sind . Umfasst der Detektor 116 beispielsweise eine Viel zahl von einzelnen Detektorelementen 116i , 1162 , ... 116n, so kann gegebenenfalls unter Verwendung des ersten optischen Elements 113 , welches eingerichtet sein kann, die emittierte elektromagnetische Strahlung j eweils einer der LEDs zugeordneten Detektorelemente zuzuleiten, direkt bestimmt werden, ob mindestens eine einzelne der LEDs aus fällt , wie viele LEDs 103 defekt sind und eine Position der defekten LEDs 103 zu ermitteln . According to embodiments, the detector 116 can be designed as a planar detector. According to further embodiments, it is also possible for the detector 116 to have an arrangement of individual detector elements 116 2 , 116 2 , ... 116 n , by means of which individual signals can be individually detected. If the detector 116 comprises, for example, a plurality of individual detector elements 116 i , 116 2 , ... 116 n , then, if appropriate using the first optical element 113, which can be configured to guide the emitted electromagnetic radiation to a detector element assigned to each of the LEDs, it can be directly determined whether at least one of the LEDs has failed, how many LEDs 103 are defective, and to determine a position of the defective LEDs 103.

I st der Detektor 116 als flächiger Detektor ausgebildet , so können beispielsweise unter Verwendung geeigneter Modulationsverfahren die einzelnen LEDs der Anordnung 105 einzeln angesteuert werden . Durch Auswerten des Empfangssignals des Detektors 116 kann sodann bestimmt werden, ob und welche der einzelnen LEDs 103 aus fallen . Unter Verwendung eines Modulationsverfahrens kann beispielsweise die Nachweisgenauigkeit erhöht werden . Weiterhin kann ermittelt werden, wie viele LEDs 103 defekt sind und an welchen Positionen sie vorliegen . Dies wird unter Bezugnahme auf Fig . 3C näher erläutert . If the detector 116 is designed as a planar detector, the individual LEDs of the arrangement 105 can be individually By evaluating the received signal of detector 116, it can then be determined whether and which of the individual LEDs 103 are out of order. Using a modulation method, for example, the detection accuracy can be increased. Furthermore, it can be determined how many LEDs 103 are defective and at which positions they are located. This is explained in more detail with reference to Fig. 3C.

Das zweite optische Element 114 kann beispielsweise eine Mischkammer 109 , eine geeignete Linse oder ein anderes geeignetes Element zur Überlagerung der Strahlen 15 sein . The second optical element 114 may, for example, be a mixing chamber 109, a suitable lens or another suitable element for superimposing the beams 15.

Bei der in Fig . 3A gezeigten Anordnung kann ebenfalls die Anordnung 105 von LEDs außerhalb der Reaktorkammer 100 angeordnet sein . Auch hier ist es möglich, dass die Anordnung 105 weder vertikal noch hori zontal mit der Reaktorkammer 100 überlappt . In the arrangement shown in Fig. 3A, the array 105 of LEDs can also be arranged outside the reactor chamber 100. Here, too, it is possible that the array 105 does not overlap the reactor chamber 100 either vertically or horizontally.

Gemäß allen Aus führungs formen kann, beispielsweise wenn durch Auswerten des Empfangssignals des Detektors 116 nachweisbar ist , welche der LEDs 103 defekt ist , die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, die Ansteuerleistung ausgewählter LEDs zu erhöhen oder stärker zu erhöhen als die Ansteuerleistung anderer LEDs . Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung eingerichtet sein, die Ansteuerleistung insbesondere von LEDs 124 , die benachbart zu einer defekten LED 103 angeordnet sind, zu erhöhen . According to all embodiments, for example, if it can be determined by evaluating the received signal of detector 116 which of the LEDs 103 is defective, the control device can be configured to increase the control power of selected LEDs or to increase it more than the control power of other LEDs. For example, the control device can be configured to increase the control power, in particular, of LEDs 124 that are arranged adjacent to a defective LED 103.

Dies ist in Fig . 3B näher erläutert . Gemäß Fig . 3B werden die LEDs 124 , die benachbart zu der defekten LED 103 angeordnet sind, von der Ansteuereinrichtung 112 mit einer höheren Ansteuerleistung angesteuert als die übrigen LEDs 102 . Gemäß Aus führungs formen kann die Ansteuereinrichtung 112 die unmittelbar benachbarten LEDs 124 mit einer erhöhten Ansteuerleistung ansteuern . Gemäß weiteren Aus führungs formen kann die Ansteuereinrichtung auch die zu den unmittelbar benachbarten LEDs 124 benachbarten LEDs mit einer erhöhten Ansteuerleistung ansteuern . Weiterhin kann die Ansteuerleistung der übrigen LEDs 102 auch gegenüber einem Betrieb ohne defekte LEDs erhöht sein . Auf diese Weise kann die Energieef fi zienz des UV-Reaktors , insbesondere der Ansteuereinrichtung 112 , erhöht werden . This is explained in more detail in Fig. 3B. According to Fig. 3B, the LEDs 124 arranged adjacent to the defective LED 103 are driven by the control device 112 with a higher drive power than the remaining LEDs 102. According to embodiments, the control device 112 can drive the immediately adjacent LEDs 124 with an increased Control power. According to further embodiments, the control device can also control the LEDs adjacent to the immediately adjacent LEDs 124 with an increased control power. Furthermore, the control power of the remaining LEDs 102 can also be increased compared to operation without defective LEDs. In this way, the energy efficiency of the UV reactor, in particular of the control device 112, can be increased.

Der rechte Teil von Fig . 3C veranschaulicht Detektorsignale I in Abhängigkeit von der Zeit t für verschiedene Modulationsverfahren, wenn ein flächiger Detektor 116 verwendet wird . Der linke Teil von Fig . 3C zeigt eine Anordnung 105 von LEDs 102 mit einer defekten LED 103 . Unter ( i ) ist ein Verfahren dargestellt , bei dem die Ansteuereinrichtung alle LEDs 102 , 103 bis auf eine ansteuert . Hier ist bei t=ti das Detektorsignal I erhöht , und die nicht-angesteuerte LED entspricht der defekten LED 103 . Entsprechend kann man durch Identi fikation der nichtangesteuerten LED zum Zeitpunkt ti die defekte LED 103 erkennen . The right part of Fig. 3C illustrates detector signals I as a function of time t for various modulation methods when a planar detector 116 is used. The left part of Fig. 3C shows an arrangement 105 of LEDs 102 with a defective LED 103. Under (i) a method is shown in which the control device controls all LEDs 102, 103 except one. Here, at t=ti, the detector signal I is increased, and the non-controlled LED corresponds to the defective LED 103. Accordingly, the defective LED 103 can be detected by identifying the non-controlled LED at time ti.

Unter ( ii ) ist ein Verfahren dargestellt , bei dem alle LEDs 102 , 103 kontinuierlich angesteuert werden . Zum Zeitpunkt t=ti nimmt die Intensität ab . Da alle LEDs kontinuierlich angesteuert werden, lässt sich nicht ermitteln, welche der LEDs defekt ist . (ii) shows a process in which all LEDs 102, 103 are continuously controlled. At time t=ti, the intensity decreases. Since all LEDs are continuously controlled, it is not possible to determine which of the LEDs is defective.

Unter ( iii ) ist ein Verfahren dargestellt , bei dem die LEDs nacheinander angesteuert werden . Zum Zeitpunkt t=ti ist das Detektorsignal I verkleinert . Entsprechend lässt sich die defekte LED 103 identi fi zieren . (iii) shows a method in which the LEDs are controlled sequentially. At time t=ti, the detector signal I is reduced. Accordingly, the defective LED 103 can be identified.

Wie beschrieben worden ist , lässt sich unter Verwendung eines geeigneten Modulationsverfahrens ermitteln, welche und wie viele der LEDs 103 defekt sind . Als Ergebnis kann, wie beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig . 3B beschrieben worden ist , die Ansteuerleistung der benachbarten LEDs erhöht werden oder stärker erhöht werden als die der nicht benachbarten LEDs . As has been described, using a suitable modulation method it is possible to determine which and how many of the LEDs 103 are defective. As a result, as described, for example, with reference to Fig. 3B, the driving power of the adjacent LEDs can be increased or increased more than that of the non-adjacent LEDs.

Gemäß Aus führungs formen, die in Fig . 4A veranschaulicht sind, ist der Detektor als ein transparenter Detektor 117 ausgeführt . Beispielsweise kann der Detektor 117 zu mehr als 95% für die von den LEDs 102 emittierte Strahlung 15 transparent sein . Der Detektor 117 ist zwischen der Anordnung 105 von LEDs und der Mischvorrichtung 108 angeordnet . Beispielsweise kann der transparente Detektor 117 den Aufbau einer oder mehrerer Solarzellen haben . Beispielsweise können die Solarzellen so ausgestaltet sein, dass sie transparent für von den LEDs 102 emittierte UV-Strahlung 15 sind . Gemäß weiteren Aus führungsformen können sie zueinander beabstandet auf einem transparenten Substrat angeordnet sein . According to embodiments illustrated in Fig. 4A, the detector is embodied as a transparent detector 117. For example, the detector 117 may be more than 95% transparent to the radiation 15 emitted by the LEDs 102. The detector 117 is arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108. For example, the transparent detector 117 may have the structure of one or more solar cells. For example, the solar cells may be designed such that they are transparent to UV radiation 15 emitted by the LEDs 102. According to further embodiments, they may be arranged spaced apart from one another on a transparent substrate.

Wie in Fig . 4B dargestellt ist , können beispielsweise einzelne Detektorelemente 119 über einem transparenten Substrat 118 angeordnet sein . Beispielsweise können die einzelnen Detektorelemente 119 in Reihen und in Spalten angeordnet sein . Entsprechend ist es möglich, genau die Position von defekten LEDs 103 zu bestimmen . Bei Auswahl einer geeigneten Größe der einzelnen Detektorelemente 119 kann erreicht werden, dass ein Großteil der emittierten elektromagnetischen Strahlung 15 durch den Detektor 117 durchgelassen wird . As shown in Fig. 4B, for example, individual detector elements 119 can be arranged above a transparent substrate 118. For example, the individual detector elements 119 can be arranged in rows and columns. Accordingly, it is possible to precisely determine the position of defective LEDs 103. By selecting a suitable size for the individual detector elements 119, it can be achieved that a large part of the emitted electromagnetic radiation 15 is transmitted through the detector 117.

Gemäß weiteren Aus führungs formen, die in Fig . 4G dargestellt sind, kann der transparente Detektor 117 auch ein transparentes Substrat 118 mit einer darüber angeordneten Detektorf läche 120 aufweisen . In diesem Fall kann beispielsweise die Position von defekten LEDs 103 durch sequenzielle Ansteuerung der einzelnen LEDs ähnlich wie unter Bezugnahme auf Fig . 3A und 3C beschrieben worden ist nachgewiesen werden . According to further embodiments, which are shown in Fig. 4G, the transparent detector 117 can also have a transparent substrate 118 with a detector surface 120 arranged thereover. In this case, for example, the position of defective LEDs 103 can be determined by sequentially controlling the individual LEDs similarly as described with reference to Figs . 3A and 3C .

Gemäß weiteren Aus führungs formen kann zwischen der Anordnung 105 von LEDs und der Reaktorkammer 100 auch eine Anordnung mit einer verkleinerten Reaktorkammer 121 angeordnet sein . Wie in Fig . 5 dargestellt ist , kann beispielsweise ein erstes optisches Element 113 , beispielsweise eine oder mehrere Linsen zur Kollimierung von einfallender elektromagnetischer Strahlung 15 , zwischen der Anordnung 105 von LEDs und der verkleinerten Reaktorkammer 121 angeordnet sein . Weiterhin kann ein Detektor 116 benachbart zur verkleinerten Reaktorkammer 121 angeordnet sein . Weiterhin kann ein zweites optisches Element 114 , beispielsweise zur Aufweitung der von der Reaktorkammer 121 durchgelassenen Strahlen, vorgesehen sein . Auf diese Weise findet auch eine Mischung der emittierten Lichtstrahlen 15 statt . Beispielsweise kann eine Flüssigkeit mit einem Konvertermaterial in der verkleinerten Reaktorkammer 121 angeordnet sein . Durch Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich kann das Konvertermaterial angeregt werden, wodurch sich ein optisches Signal ergibt . Dies kann durch den Detektor 116 nachgewiesen werden . Der Detektor 116 kann beispielsweise eingerichtet sein, UV-Strahlung nachzuweisen . Gemäß weiteren Aus führungs formen kann der Detektor 116 auch eingerichtet sein, sichtbares Licht nachzuweisen . Durch Überwachung der Intensität des nachgewiesenen Signals kann bestimmt werden, ob defekte LEDs 103 vorliegen oder nicht . Unter Verwendung eines Modulationsverfahrens , bei dem einzelne LEDs angesteuert werden, kann die Nachweisgenauigkeit erhöht werden und festgestellt werden, welche LED 103 defekt ist . According to further embodiments, an arrangement with a reduced reactor chamber 121 can also be arranged between the arrangement 105 of LEDs and the reactor chamber 100. As shown in Fig. 5, for example, a first optical element 113, for example one or more lenses for collimating incident electromagnetic radiation 15, can be arranged between the arrangement 105 of LEDs and the reduced reactor chamber 121. Furthermore, a detector 116 can be arranged adjacent to the reduced reactor chamber 121. Furthermore, a second optical element 114, for example for expanding the rays transmitted through the reactor chamber 121, can be provided. In this way, a mixing of the emitted light rays 15 also takes place. For example, a liquid with a converter material can be arranged in the reduced reactor chamber 121. By irradiation with electromagnetic radiation in the UV range, the converter material can be excited, resulting in an optical signal. This can be detected by the detector 116. The detector 116 can, for example, be configured to detect UV radiation. According to further embodiments, the detector 116 can also be configured to detect visible light. By monitoring the intensity of the detected signal, it can be determined whether or not defective LEDs 103 are present. By using a modulation method in which individual LEDs are controlled, the detection accuracy can be increased and it can be determined which LED 103 is defective.

Fig . 6A zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines UV- Reaktors 10 gemäß weiteren Aus führungs formen . Anders als bei Aus führungs formen, die beispielsweise in Fig . 4A dargestellt sind, ist hier ein Konverterelement 122 zwischen der Anordnung 105 von LEDs und der Mischvorrichtung 108 angeordnet . Beispielsweise kann das Konverterelement 122 mit einem geeigneten Leuchtstof f beschichtet sein . Auf diese Weise wird im Konverterelement 122 ein Leuchtmuster erzeugt , das beispielsweise durch den Detektor 116 auf genommen werden kann . Dadurch kann die Anwesenheit defekter LEDs 103 nachgewiesen werden . Beispielsweise kann der Detektor 116 in Bezug auf eine Anordnungsrichtung der Anordnung von LEDs 105 und der Reaktorkammer 100 direkt vor der Anordnung 105 von LEDs oder hinter der Anordnung von LEDs 105 angeordnet sein . Da das KonverterelementFig. 6A shows a schematic cross-sectional view of a UV reactor 10 according to further embodiments. Unlike embodiments shown, for example, in Fig. 4A are, here a converter element 122 is arranged between the array 105 of LEDs and the mixing device 108. For example, the converter element 122 can be coated with a suitable phosphor. In this way, a luminous pattern is generated in the converter element 122, which can be recorded, for example, by the detector 116. This can detect the presence of defective LEDs 103. For example, the detector 116 can be arranged directly in front of the array 105 of LEDs or behind the array of LEDs 105 with respect to an arrangement direction of the array of LEDs 105 and the reactor chamber 100. Since the converter element

122 eingerichtet ist , die emittierte elektromagnetische Strahlung in sichtbares Licht umzuwandeln, kann ein Detektor 116 verwendet werden, der sichtbares Licht nachweist . Dies ist wesentlich kostengünstiger als ein Detektor, der UV-Strahlung nachweist . Gemäß Aus führungs formen kann der Phosphor gleichmäßig auf dem Konverterelement 122 verteilt sein . 122 is configured to convert the emitted electromagnetic radiation into visible light, a detector 116 that detects visible light can be used. This is significantly more cost-effective than a detector that detects UV radiation. According to embodiments, the phosphor can be evenly distributed on the converter element 122.

Gemäß weiteren Aus führungs formen, die in Fig . 6B dargestellt sind, ist es aber auch möglich, dass einzelne PhosphorbereicheAccording to further embodiments, which are shown in Fig. 6B, it is also possible that individual phosphorus areas

123 auf dem Konverterelement 122 angeordnet sind . 123 are arranged on the converter element 122.

Die Fig . 7A und 7B zeigen Beispiele von Signalen, die von der Ansteuereinrichtung 112 verwendet werden, um die Anordnung 105 von LEDs anzusteuern . Wie in Fig . 7A dargestellt ist , kann die Ansteuereinrichtung 112 eingerichtet sein, ein kontinuierliches Signal an die Anordnung 105 von LEDs zu liefern . Wenn der Aus fall einer LED nachgewiesen worden ist , wird das kontinuierliche Ausgangssignal erhöht . Dies ist in Fig . 7A durch die gestrichelte Linie veranschaulicht . Figs. 7A and 7B show examples of signals used by the driver 112 to drive the array 105 of LEDs. As shown in Fig. 7A, the driver 112 may be configured to provide a continuous signal to the array 105 of LEDs. If the failure of an LED has been detected, the continuous output signal is increased. This is illustrated in Fig. 7A by the dashed line.

Gemäß Aus führungs formen, die in Fig . 7B dargestellt sind, kann die Ansteuereinrichtung auch geeignet sein, pulsweitenmodulierte Signale an die LEDs zu liefern . In diesem Fall kann die Pulsweite der Signale erhöht werden, wenn der Aus fall einer LED 103 nachgewiesen worden ist . Dies ist in Fig . 7B durch die gestrichelte Linie veranschaulicht . According to embodiments shown in Fig. 7B, the control device may also be suitable for supplying pulse-width modulated signals to the LEDs. In this case, the The pulse width of the signals can be increased if the failure of an LED 103 has been detected. This is illustrated in Fig. 7B by the dashed line.

Wie beschrieben worden ist , kann gemäß Aus führungs formen ein Aus fall von LEDs auf einfache und zuverlässige Weise kompensiert werden . Insbesondere kann das Auftreten von „Leckpfaden" , d . h . Bereichen, die aufgrund eines Aus falls einer LED unzureichend bestrahlt werden, vermieden werden . Als Ergebnis wird die Wartung des UV-Reaktors vereinfacht , da ausgefallene LEDs nicht sofort ersetzt werden können . As described, according to embodiments, LED failure can be compensated for in a simple and reliable manner. In particular, the occurrence of "leakage paths," i.e., areas that are insufficiently irradiated due to an LED failure, can be avoided. As a result, maintenance of the UV reactor is simplified, since failed LEDs cannot be replaced immediately.

Der hier beschriebene UV-Reaktor 10 kann beispielsweise zur Reinigung, beispielsweise Desinfektion von Wasser eingesetzt werden . Gemäß Aus führungs formen kann der UV-Reaktor 10 auch für weitere Behandlungssysteme , beispielsweise einen Oxidationsreaktor, zur Desinfektion von Oberflächen oder zur Oberflächenbehandlung wie beispielsweise Aushärteverfahren in der Druckindustrie verwendet werden . The UV reactor 10 described here can be used, for example, for cleaning, for example, disinfecting water. According to embodiments, the UV reactor 10 can also be used for other treatment systems, for example, an oxidation reactor, for disinfecting surfaces, or for surface treatment such as curing processes in the printing industry.

Obwohl hierin spezi fische Aus führungs formen veranschaulicht und beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass die gezeigten und beschriebenen spezi fischen Aus führungs formen durch eine Viel zahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausgestaltungen ersetzt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen . Die Anmeldung sol l j egliche Anpassungen oder Variationen der hierin diskutierten spezi fischen Aus führungsformen abdecken . Daher wird die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt . BEZUGSZEICHENLISTE Although specific embodiments have been illustrated and described herein, those skilled in the art will recognize that a variety of alternative and/or equivalent embodiments may be substituted for the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. Therefore, the invention is limited only by the claims and their equivalents. LIST OF REFERENCE SYMBOLS

10 UV-Reaktor 10 UV reactor

15 elektromagnetische Strahlung15 electromagnetic radiation

100 Reaktorkammer 100 reactor chamber

101 Reaktoraußenwand 101 Reactor outer wall

102 funktionale LED 102 functional LEDs

103 defekte LED 103 defective LEDs

104 Medium 104 Medium

105 Anordnung von LEDs 105 Arrangement of LEDs

106 Flussrichtung 106 Flow direction

107 optisches Fenster 107 optical window

108 Mischvorrichtung 108 Mixing device

109 Mischkammer 109 Mixing chamber

110 Nachweiseinrichtung 110 Detection device

111 Reflektorelement 111 Reflector element

112 Ansteuereinrichtung 112 Control device

113 erstes optisches Element 113 first optical element

114 zweites optisches Element 114 second optical element

115 Strahlteiler 115 beam splitters

116 Detektor 116 Detector

H öx ^.-l l ön Detektorelement H öx ^.-l l ön detector element

117 transparenter Detektor 117 transparent detector

118 transparentes Substrat 118 transparent substrate

119 Detektorelement 119 Detector element

120 Detektorf lache 120 detector pool

121 verkleinerte Reaktorkammer 121 reduced reactor chamber

122 Konverterelement 122 Converter element

123 Phosphorbereich 123 Phosphorus area

124 Emissionskegel 124 emission cones

Claims

ANSPRÜCHE 1. UV-Reaktor (10) zum Bestrahlen eines Mediums (104) umfassend : eine Reaktorkammer (100) , durch die das Medium (104) strömbar ist; eine Anordnung (105) von LEDs (102, 103) , die eingerichtet sind, das Medium (104) zu bestrahlen; eine Mischvorrichtung (108) , die zwischen den LEDs (102, 103) und der Medium (104) angeordnet ist und die eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (15) , die jeweils von den LEDs (102) emittiert worden ist, zu mischen, so dass im Bereich der Reaktorkammer (100) elektromagnetische Strahlung zweiter benachbarter LEDs (102) miteinander überlagert wird; eine Nachweiseinrichtung (110) , die eingerichtet ist, einen Ausfall mindestens einer defekten LED (103) nachzuweisen; und eine Ansteuereinrichtung (112) zum Ansteuern der LEDs (102) , die eingerichtet ist, eine Ansteuerleistung der LEDs (102) zu erhöhen, wenn der Ausfall mindestens einer defekten LED (103) nachgewiesen worden ist. 1. UV reactor (10) for irradiating a medium (104), comprising: a reactor chamber (100) through which the medium (104) can flow; an arrangement (105) of LEDs (102, 103) which are designed to irradiate the medium (104); a mixing device (108) which is arranged between the LEDs (102, 103) and the medium (104) and which is designed to mix electromagnetic radiation (15) which has been emitted by each of the LEDs (102) so that, in the region of the reactor chamber (100), electromagnetic radiation from two adjacent LEDs (102) is superimposed on one another; a detection device (110) which is designed to detect a failure of at least one defective LED (103); and a control device (112) for controlling the LEDs (102), which is configured to increase a control power of the LEDs (102) when the failure of at least one defective LED (103) has been detected. 2. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 1, wobei die Lichtmischvorrichtung (108) eine Mischkammer (109) umfasst. 2. UV reactor (10) according to claim 1, wherein the light mixing device (108) comprises a mixing chamber (109). 3. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 2, wobei die Lichtmischvorrichtung (108) ein Reflektorelement (111) zum Umlenken von elektromagnetischer Strahlung (15) in Richtung des Mediums (104) umfasst. 3. UV reactor (10) according to claim 2, wherein the light mixing device (108) comprises a reflector element (111) for deflecting electromagnetic radiation (15) in the direction of the medium (104). 4. UV-Reaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachweiseinrichtung (110) zwischen der Anordnung (105) von LEDs und der Mischvorrichtung (108) angeordnet ist. 4. UV reactor (10) according to one of the preceding claims, wherein the detection device (110) is arranged between the Arrangement (105) of LEDs and the mixing device (108) is arranged. 5. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 4, wobei die Nachweiseinrichtung (110) einen Strahlteiler (115) und einen Detektor (116) aufweist und der Strahlteiler (115) eingerichtet ist, einen Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung (15) dem Detektor (116) zuzuführen. 5. UV reactor (10) according to claim 4, wherein the detection device (110) comprises a beam splitter (115) and a detector (116), and the beam splitter (115) is configured to supply a portion of the emitted electromagnetic radiation (15) to the detector (116). 6. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 5, wobei der Detektor (116) als flächiger Detektor ausgeführt ist und die Ansteuereinrichtung (112) eingerichtet ist, selektiv LEDs (102, 103) der Anordnung (105) von LEDs anzusteuern. 6. UV reactor (10) according to claim 5, wherein the detector (116) is designed as a planar detector and the control device (112) is configured to selectively control LEDs (102, 103) of the array (105) of LEDs. 7. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 5, wobei der Detektor (116) eine Vielzahl von Detektorelementen (116i, 1162,... 116n) aufweist, und die Nachweiseinrichtung (110) eingerichtet ist, von den einzelnen LEDs (102) emittierte elektromagnetische Strahlung zu einem zugehörigen Detektorelement (116i) zu lenken . 7. UV reactor (10) according to claim 5, wherein the detector (116) has a plurality of detector elements (116i, 116 2 ,... 116 n ), and the detection device (110) is arranged to direct electromagnetic radiation emitted by the individual LEDs (102) to an associated detector element (116i). 8. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 4, wobei die Nachweiseinrichtung (110) einen Detektor (117) aufweist, der für elektromagnetische Strahlung (15) , die von den LEDs (102) emittiert worden ist, zu mehr als 95% transparent ist. 8. UV reactor (10) according to claim 4, wherein the detection device (110) comprises a detector (117) which is more than 95% transparent to electromagnetic radiation (15) emitted by the LEDs (102). 9. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 8, wobei der Detektor9. UV reactor (10) according to claim 8, wherein the detector (117) eine Solarzelle aufweist. (117) has a solar cell. 10. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 4, wobei die Nachweiseinrichtung (110) ein Konverterelement (122) und einen Detektor (116) aufweist, wobei die Konverterelement (122) eingerichtet ist, von den LEDs (102) emittierte elektromagnetische Strahlung (15) in sichtbares Licht umzuwandeln und der Detektor (116) eingerichtet ist, sichtbares Licht nachzuweisen. 10. UV reactor (10) according to claim 4, wherein the detection device (110) comprises a converter element (122) and a detector (116), wherein the converter element (122) is arranged to detect electromagnetic radiation emitted by the LEDs (102). radiation (15) into visible light and the detector (116) is arranged to detect visible light. 11. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 4, wobei die Nachweiseinrichtung (110) eine verkleinerte Reaktorkammer (121) , die mit einem Konvertermaterial gefüllt ist, sowie ein optisches Element (113) zum Zuführen von elektromagnetischer Strahlung zu der verkleinerten Reaktorkammer (121) und einen Detektor (116) aufweist . 11. UV reactor (10) according to claim 4, wherein the detection device (110) comprises a reduced reactor chamber (121) filled with a converter material, as well as an optical element (113) for supplying electromagnetic radiation to the reduced reactor chamber (121) and a detector (116). 12. UV-Reaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachweiseinrichtung (110) eingerichtet ist, eine Position der mindestens einen defekten LED (103) . 12. UV reactor (10) according to one of the preceding claims, wherein the detection device (110) is arranged to detect a position of the at least one defective LED (103). 13. UV-Reaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachweiseinrichtung (110) eingerichtet ist, eine Anzahl der defekten LEDs (103) zu ermitteln. 13. UV reactor (10) according to one of the preceding claims, wherein the detection device (110) is arranged to determine a number of defective LEDs (103). 14. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Ansteuereinrichtung (112) eingerichtet ist, die Ansteuerleistung von LEDs (124) , die benachbart zu der defekten LED (103) angeordnet sind, zu erhöhen. 14. UV reactor (10) according to claim 12 or 13, wherein the control device (112) is configured to increase the control power of LEDs (124) arranged adjacent to the defective LED (103). 15. UV-Reaktor (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Ansteuereinrichtung (112) eingerichtet ist, die Ansteuerleistung von LEDs (124) , die benachbart zu der defekten LED (103) angeordnet sind, stärker als die Ansteuerleistung der übrigen LEDs (102) zu erhöhen. 15. UV reactor (10) according to claim 12 or 13, wherein the control device (112) is configured to increase the control power of LEDs (124) arranged adjacent to the defective LED (103) more than the control power of the remaining LEDs (102). 16. UV-Reaktor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuereinrichtung (112) eingerichtet ist, zur Ansteuerung ein kontinuierliches Signal an die LEDs (102, 103) zu liefern, wobei das kontinuierliche Ausgangssignal erhöht wird, wenn der Ausfall mindestens einer LED (103) nachgewiesen worden ist. 16. UV reactor (10) according to one of the preceding claims, wherein the control device (112) is arranged to supply a continuous signal to the LEDs (102, 103) for controlling, wherein the continuous output signal is increased if the failure of at least one LED (103) has been detected. 17. UV-Reaktor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wo- bei die Ansteuereinrichtung (112) eingerichtet ist, zur Ansteuerung ein pulsweitenmoduliertes Signal an die LEDs (102, 103) zu liefern, wobei die Pulsweite des Signals erhöht wird, wenn der Ausfall mindestens einer LED (103) nachgewiesen worden ist. 17. UV reactor (10) according to one of claims 1 to 15, wherein the control device (112) is configured to supply a pulse-width modulated signal to the LEDs (102, 103) for control, wherein the pulse width of the signal is increased if the failure of at least one LED (103) has been detected.
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