حساب سرعة الحزام والجرعة الإشعاعية للأشعة فوق البنفسجية في العمليات المستمرة

زمن المكوث هو الطول المُشعَّع مقسومًا على سرعة الحزام: t = L / v. وتُحسب الجرعة كما في الحالة الساكنة: H = E · t. وبإعادة ترتيب المعادلتين من أجل السرعة، نحصل على أعلى سرعة لتحقيق جرعة مستهدفة: v_max = L · E / H_target. تأخذ الآلة الحاسبة الطول بالمليمترات والسرعة بالمتر في الدقيقة — وهي الوحدات المستخدمة في الإنتاج — وتحوّلها داخليًا إلى وحدات النظام الدولي؛ فانطلاقًا من L بالمليمتر و v بالمتر في الدقيقة، يُشتق t بالثواني عبر المعامل 0.06.

يُشعِّع باعث مسافة 200 mm من الحزام الناقل، ويعمل الخط بسرعة 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. عند شدة إشعاع ساقط 500 mW/cm² ينتج عن ذلك H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². لذلك، وللحصول على نفس الجرعة الإشعاعية المستهدفة البالغة 1000 mJ/cm²، لا يجوز أن يعمل الحزام الناقل بسرعة تتجاوز 6 m/min؛ أما عند 500 mJ/cm² فيمكن أن يعمل بسرعة 12 m/min.

نادراً ما تكون شدة الإشعاع الساقط ثابتة على طول المسار — إذ ترتفع نحو منتصف جهاز الانبعاث وتنخفض عند الأطراف. وبذلك فإن حاصل الضرب E · t يبالغ في تقدير الجرعة الإشعاعية إذا استُخدمت القيمة الذروية، بينما يقلّل من تقديرها إذا استُخدمت قيمة الطرف. كما أن عدة أجهزة انبعاث متتالية تجمع مساهماتها، لا أطوالها. وكما هو الحال دائماً: الجرعة الإشعاعية كمية طاقية ولا تخبرنا شيئاً عمّا إذا كان الطيف يتوافق مع الحفّاز الضوئي البادئ.

أولاً يُحسب زمن المكوث من طول منطقة التشعيع وسرعة الحزام الناقل، ثم تُحسب الجرعة الإشعاعية من شدة الإشعاع الساقط وزمن المكوث: t = L / v وH = E · t. عند 200 mm وسرعة 6 m/min يكون ذلك 2 s؛ ومع شدة إشعاع 500 mW/cm² تُعطي 1000 mJ/cm².

هو المسافة على طول اتجاه الحزام الناقل التي تتعرّض خلالها نقطة على قطعة العمل فعلياً للتشعيع — وليست الطول الفيزيائي لهيكل جهاز الانبعاث. وفي حال وجود عدة أجهزة انبعاث متتالية، يُحسب كل قسم على حدة، وتُجمَع مساهمات الجرعة الإشعاعية.

العلاقة عكسية: مضاعفة السرعة تعني تقليل زمن المكوث إلى النصف، وبالتالي تقليل الجرعة الإشعاعية إلى النصف. أما مضاعفة الإنتاجية فتتطلّب مضاعفة شدة الإشعاع الساقط أو مضاعفة طول التشعيع.

عادةً بسبب مخطط الانبعاث: يفترض الحساب أن شدة الإشعاع الساقط منتظمة، بينما في الواقع تمرّ قطعة العمل بقيمة عظمى. أضف إلى ذلك التغيّرات في المسافة الناتجة عن ارتفاع قطعة العمل، ونافذة متّسخة، وتقادم المصدر. مدى شدة تراجع أداء المصدر موضّح في تقادم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية وثنائيات الليد فوق البنفسجية.

مقياس جرعات متنقّل لاعتماد سير العملية ومستشعر مُركَّب بشكل دائم للمراقبة المستمرة. تُوصَف ممارسة القياس في قياس الأشعة فوق البنفسجية لأنظمة خطوط النقل.

نعم، وفق النهج ذاته: تُستبدَل سرعة الحزام بسرعة مسار الأداة، ويُستبدَل الطول المُشعَّع بطول المسار المُشعَّع. تُوصف التطبيقات تحت الروبوتات.