مستكشف قاعدة البيانات الطيفية

كل طيف يتم اختياره يُنتج نفس المجموعة من الكميات — سواء لأطياف قاعدة البيانات أو لقياساتكم الخاصة:

• القياس الإشعاعي: شدة الإشعاع الساقط E_e بوحدة W/m²، والطول الموجي الذروي، والطول الموجي المِئوَوي، وعرض الخط الرئيسي عند نصف الارتفاع الأقصى (FWHM)، والحصة المولِّدة للأوزون دون 240 nm.
• الحصص: UV-C وUV-B وUV-A2 وUV-A1 وUV-A والمجال المرئي والأشعة تحت الحمراء — كل منها كشدة إشعاع وكنسبة مئوية من الإشعاع الكلي.
• القياس الضوئي واللون: الإضاءة E_v، والفعالية الضوئية للإشعاع K بوحدة lm/W، وإحداثيات اللون x وy، وu′ وv′ وفقاً لمعيار CIE 1976، ودرجة حرارة اللون المترابطة، ومؤشر تجسيد الألوان R_a.
• السلامة الضوئية البيولوجية: شدة الإشعاع الساقط الفعّالة أكتينياً E_s مع زمن التعرّض المسموح به حتى 30 J/m²، وزمن UV-A حتى 10,000 J/m²، وخطر الضوء الأزرق E_B مع الزمن حتى 100 J/m².
• أطياف الفعل: شدة الإشعاع الساقط الفعّالة ميكروبياً، والكفاءة، والجرعة الإشعاعية — بشكل منفصل لـBacillus subtilis (s_bakt) ولعاثية الإنتيروبكتيريا MS2 (s_MS2) —، بالإضافة إلى شدة الإشعاع الساقط الفعّالة حُماميّاً والفعّالة لفيتامين D، وكذلك التأثير الميلانوبي مع mel-EDI وmel-DER.
• الجرعة الإشعاعية: التعرّض الإشعاعي H_e وجميع الجرعات الموزونة لمدة التعرّض المحدَّدة.

تظهر القيم على شكل بطاقات للمنحنى الرئيسي وكجدول مقارنة عبر جميع الأطياف المختارة؛ ويمكن تصدير كليهما كملف CSV أو كتقرير PDF.

تُحسب جميع التكاملات بقاعدة شبه المنحرف على شبكة القياس الأصلية للطيف. ويتم استقراء أطياف الفعل خطياً على تلك الشبكة وتُضبط على الصفر خارج نطاق تعريفها؛ أما الطيف نفسه فلا تُعاد أخذ عيّناته إطلاقاً. وإذا لم يُغطِّ النطاق المقيس نطاق تعريف طيف الفعل بالكامل، فإن Explorer يُعلِّم الكمية المتأثرة.

تتبع حدود النطاقات تعريف CIE: ‎UV-C 100–280 nm‎، ‎UV-B 280–315 nm‎، ‎UV-A2 315–340 nm‎، ‎UV-A1 340–400 nm‎، ‎UV-A 315–400 nm‎، المرئي ‎380–780 nm‎، والأشعة تحت الحمراء فوق ‎780 nm‎. وتُستمد الكميات الضوئية واللونية من ‎V(λ)‎ وفقاً لـ CIE 1924 / ISO 23539 ودوال مطابقة اللون CIE 1931 (2°): ‎E_v = 683 lm/W · ∫ E(λ) · V(λ) dλ‎. وتَنتج درجة حرارة اللون المترابطة عن أصغر مسافة إلى المحل البلانكي في مستوى uv لـ CIE 1960، وتبقى فارغة عندما تقع الإحداثيات اللونية بعيداً جداً عنه — وهو ما ينطبق كقاعدة على مصابيح الإكسيمر ومصابيح LED ضيقة النطاق. ويتبع دليل تأدية اللون ‎R_a‎ المواصفة CIE 13.3-1995 بثمانية عيّنات لونية اختبارية، وتكيّف فون كريس و‎U*V*W*‎.

تستخدم الكميات الضوئية الحيوية ‎S(λ)‎ وفقاً لـ ICNIRP / EN 14255-1 / EN 62471 (الفعّال ضوئياً، الحد 30 J/m²)، والحد الخاص بـ UV-A وهو ‎10 000 J/m²‎، و‎B(λ)‎ وفقاً لـ EN 62471 (الضوء الأزرق، 100 J/m²)، وطيف فعل الحُمامى وفقاً لـ ISO 17166 / CIE S 007، وطيف فعل فيتامين D وفقاً لـ CIE 174:2006، وطيف الفعل الميلانوبي وفقاً لـ CIE S 026:2018، وطيفَي فعل ميكروبيدي منفصلين: ‎s_bakt(λ)‎ للبكتيريا Bacillus subtilis وفقاً لـ Cabaj et al. 2002 (Water Supply 2(3)، 175–181، 200–400 nm) و‎s_MS2(λ)‎ للعاثية المعوية MS2 وفقاً لـ Beck et al. 2015 (Water Research 70، 27–37، 200–300 nm) — وكلاهما مُسوَّى إلى ‎253.7 nm‎، لكنهما غير قابلين للتبادل. أما بيان الدالة المخزَّنة مع أي مصدر وأي نطاق تعريف فتُظهره بطاقة «أساس الحساب» في التطبيق. وتشرح Opsytec الكميات الأساسية ضمن الكميات الراديومترية والكميات الفوتومترية.

إلى جانب أطياف قاعدة البيانات، يمكن تحميل قياساتكم الخاصة وتقييمها بواسطة المعادلات نفسها: .spec من برنامج Opsytec SRpro، و.isd من SpecWin، والجداول بصيغة .csv أو .txt أو .dat أو .xlsx. بالنسبة للجداول، يكتشف المستكشف تلقائياً الفاصل والعلامة العشرية وعمود الطول الموجي وأعمدة القيم والوحدة؛ وإذا احتوى الملف على عدة أعمدة قيم، يتحول كل عمود إلى طيف مستقل خاص به. تتراوح الوحدات المُتعرَّف عليها من W/(m²·nm) عبر mW/cm²/nm إلى µW/cm²/nm، بما في ذلك الصياغة W m-2 nm-1.

تتم معالجة الملفات بشكل حصري في ذاكرة المتصفح: لا يتم نقل أي شيء، ولا يتم تخزين أي شيء، وإعادة تحميل الصفحة يؤدي إلى فقدان القياسات. تظهر الأطياف المُحمَّلة جنباً إلى جنب مع أطياف قاعدة البيانات في المخطط البياني، وفي جدول المقارنة، وفي تقرير PDF.

تم تسجيل أطياف قاعدة البيانات عند مسافة القياس الخاصة بمختبر المعايرة؛ لذا تعتمد قيمها المطلقة على المسافة والعيّنة. لمقارنة أنواع المصابيح، يمكن تحجيم كل طيف إلى قيمة مستهدفة — على سبيل المثال 10 W/m² في نطاق الأشعة فوق البنفسجية-A أو 1 mW/cm² إجمالاً. بعد ذلك يقوم برنامج Explorer بتحويل جميع القيم بشكل متناسب: تبقى النسب وقيم الألوان دون تغيير، بينما تتبع شدة الإشعاع الساقط والجرعات الإشعاعية وأزمنة التعرّض المسموح بها القيمة المستهدفة.

تُعطي مدة التعرّض المحددة التعرّض الإشعاعي H_e = E_e · t والجرعات الإشعاعية المرجّحة. وفي المقابل، يُظهر زمن التعرّض المسموح به الوقت الذي سيتم بعده بلوغ الحد المعني. تُعدّ هذه القيم إرشادية للتصميم؛ أما تقييم مكان العمل فيتطلب إجراء قياس وفقاً لـ EN 14255-1 — باستخدام مستشعر أشعة فوق بنفسجية راديومتري أو مقياس إشعاع طيفي (سبكتروراديومتر). أما بالنسبة لأنظمة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية، فتلخص Opsytec المتطلبات تحت عنوان سلامة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية.

تحتوي قاعدة البيانات على 66 طيفاً: 55 مصباحاً وثنائياً باعثاً للضوء (LED) من 15 فئة، بالإضافة إلى 11 طيفاً مرجعياً.

• مصابيح الزئبق منخفضة الضغط تبعث إشعاعاً شبه أحادي اللون عند 254 nm — الكلاسيكية في التطهير بالأشعة فوق البنفسجية؛ وتحمل الإصدارات المولِّدة للأوزون خط 185 nm إضافياً.
• مصابيح الزئبق متوسطة وعالية الضغط تقدّم طيفاً خطياً عبر كامل نطاق الأشعة فوق البنفسجية وتُستخدم في التصليد بالأشعة فوق البنفسجية؛ ويؤدي التطعيم بالحديد أو الغاليوم إلى تحويل القدرة نحو الأشعة فوق البنفسجية من نوع A.
• مصابيح الإكسيمر تبعث إشعاعاً ضيق النطاق عند 172 nm (تنشيط الأسطح، توليد الأوزون) أو عند 222 nm (الأشعة فوق البنفسجية البعيدة من نوع C).
• ثنائيات الأشعة فوق البنفسجية الباعثة للضوء (UV LEDs) تأتي كأنواع من فئة UV-A حول 365–405 nm للتصليد وفحص التألق، وكأنواع من فئة UV-B وكأنواع من فئة UV-C حول 265–285 nm للتطهير؛ وتبلغ قيمة FWHM النموذجية لها من 10 إلى 15 nm.
• ثنائيات الضوء المرئي الباعثة للضوء — المصادر الزرقاء والخضراء والحمراء والبيضاء التي تحاكي مصادر الإضاءة المعيارية A وD50 وE — تُقاس عبر كامل النطاق المرئي، وبالتالي تُعطي أيضاً إحداثيات اللونية ودرجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد الألوان.
• ثنائيات الأشعة تحت الحمراء الباعثة للضوء تبعث إشعاعاً ضيق النطاق حول 750–950 nm — خارج حدود الرؤية — وتُستخدم في الاستشعار والرؤية الليلية والتحليل الطيفي؛ وتُقاس أطيافها حتى 1045 nm.
• مصابيح الفلورسنت للأشعة فوق البنفسجية تغطي نطاقات عريضة من UV-A أو UV-B، للتجوية أو العلاج الضوئي أو مصائد الحشرات.
• مصابيح الزينون ومصابيح الهاليد المعدني تقترب من الطيف الشمسي وتُستخدم في محاكاة أشعة الشمس واختبارات التجوية.
• مصابيح الهالوجين والديوتيريوم تُستخدم كمصادر مرجعية: الهالوجين في النطاق المرئي وقرب الأشعة تحت الحمراء، والديوتيريوم في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.
• الأطياف المرجعية — طيف الشمس المُقاس، والأطياف المرجعية AM وفقاً للمواصفة ASTM G173-03، ومصادر الإضاءة المعيارية وفقاً للمواصفة CIE 15 — تُستخدم كمرجع عندما يُراد لمصباح ما محاكاة ضوء النهار أو مصدر إضاءة معياري. وهي لا تصدر عن مختبر المعايرة لدى Opsytec؛ ويُذكر مصدر كل إدخال. ويوجد إلى جانبها شرط مرجعي ضيق النطاق عند 365 nm وفقاً للمواصفة DIN EN ISO 3059 — وهو شدة الإشعاع الساقط التي تُرجَع إليها أجهزة قياس UV-A المستخدمة في اختبار السوائل النافذة واختبار الجسيمات المغناطيسية؛ وقد تم قياسه في مختبر المعايرة لدينا.

يتم عرض عدة أطياف مختارة متراكبة في الرسم البياني — بقيمة "peak = 1" لمقارنة الشكل، أو بمقياس موحّد لقيمة مرجعية مشتركة من أجل المقارنة الطاقية. يمكن تنزيل البيانات الخام لجميع الأطياف من قاعدة البيانات الطيفية لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية وثنائيات UV الباعثة للضوء.

أُشير إلى إحدى عشرة قيمة على أنها كذلك ولا تصدر عن مختبر المعايرة؛ وحيثما لا يُعطي المصدر شدة إشعاع ساقط — مصباح الإكسيمر بطول 172 nm والمُصدرات الضوئية القياسية — يُطبَّع المنحنى عند 1 W/m²، وهو ما يترك الشكل والنسب دون تغيير. أما الأطياف الأخرى فهي عيّنات نموذجية لفئة المصباح الخاصة بها، جرى قياسها في مختبر المعايرة التابع لشركة Opsytec Dr. Gröbel GmbH وفقاً لمعيار CIE 250:2022. ويؤدي تفاوت العيّنات والتقادم ودرجة حرارة التشغيل والبالاست ومسافة القياس إلى تغيير شدة الإشعاع الساقط المطلقة، وبدرجة أقل، التوزيع الطيفي. القيم المحسوبة مخصّصة للتوجيه الاسترشادي وليست لاختبارات القبول.

وبالتفصيل: تُشار إلى الكمّيات التي يتجاوز طيف فعلها النطاق المقاس؛ وتُحذَف درجة حرارة اللون بالنسبة للإحداثيات اللونية البعيدة عن مسار بلانك، ويُعلَّم R_a بأنه غير قابل للتطبيق عندما تتجاوز |Duv| القيمة 0.0054. لا تُستمَد القيم الملزِمة إلا من قياس بجهاز مُعايَر قابل للإرجاع المترولوجي — مثل مقياس الإشعاع الطيفي SR900 أو مقياس الأشعة فوق البنفسجية RM-12، المُعايَرَين في مختبر الأشعة فوق البنفسجية التابع لشركة Opsytec.

الجرعة الإشعاعية هي حاصل ضرب شدة الإشعاع الساقط في الزمن: H = E · t. يقوم برنامج Explorer بتكامل شدة الإشعاع الساقط في النطاق المطلوب من الطيف؛ ويتم ضبط مدة التعرّض من الجهة اليسرى. أما بالنسبة للكمّيات الموزونة — الفعّالة كيميائيًا (actinic)، والحُمامية (erythemal)، وفيتامين D — فيُوزَن الطيف أولًا بطيف الفعل، ثم يُكامَل، ولا يُضرَب في الزمن إلا بعد ذلك.

يوضّح بعد أي زمن يتم بلوغ الحد الأقصى المعني: 30 J/m² للتعرّض الفعّال أكتينيًا وفقاً للمواصفة EN 14255-1، و10,000 J/m² للأشعة فوق البنفسجية من نوع UV-A غير المرجَّحة، و100 J/m² لخطر الضوء الأزرق وفقاً للمواصفة EN 62471. تنطبق هذه القيمة على الطيف المختار عند شدة الإشعاع الساقط المعروضة، ولا تُغني عن إجراء تقييم للمخاطر.

نعم. يقرأ Explorer ملفات .spec وملفات .isd وملفات CSV و TXT و XLSX مباشرة في المتصفح؛ ولا يغادر الملف حاسوبكم مطلقًا ولا يُخزَّن. وتؤدي إعادة تحميل الصفحة إلى إلغائه.

لا تكون درجة حرارة الألوان المترابطة ذات معنى إلا إذا كان التماثل اللوني قريباً بدرجة كافية من المسار البلانكي. أما بالنسبة لمصادر الأشعة فوق البنفسجية ومصابيح الإكسايمر والدايودات الباعثة للضوء ذات الحزمة الضيّقة فالأمر ليس كذلك - عندئذٍ يعرض برنامج Explorer عبارة N/A بدلاً من رقم لا معنى له. وللسبب نفسه، يُعلَّم مؤشر تجسيد الألوان بأنه غير قابل للتطبيق عندما تصبح المسافة عن المسار البلانكي كبيرة جداً.

إنها مطلقة بوحدة W/(m²·nm)، وتُقاس عند مسافة القياس الخاصة بمختبر المعايرة. ولأن هذه المسافة لا تناسب كل تطبيق، يمكن تحجيم كل طيف إلى قيمة مستهدفة، مع بقاء الشكل الطيفي دون تغيير.

لأنهما يصفان كائنين اختباريين مختلفين، وبالتالي يعطيان نتائج مختلفة. يرمز s_bakt(λ) إلى أبواغ Bacillus subtilis، الكائن الاختباري للقياس الجرعي الحيوي؛ ويرمز s_MS2(λ) إلى العاثية المعوية MS2، البديل المستخدم للتحقق من صحة الأنظمة متوسطة الضغط. كلاهما مُطبَّع عند 253.7 nm ويتطابقان هناك بحكم التعريف — لكن ليس عند أطوال موجية أخرى: عند 222 nm تبلغ قيمة s_MS2 ‏2.09 بينما تبلغ قيمة s_bakt ‏0.90. وبذلك فإن مصدر إكسايمر عند 222 nm يؤثر في MS2 بقوة تزيد على ضعف تأثير نفس شدة الإشعاع الساقط عند 254 nm، لكنه يؤثر بقوة أقل قليلاً في أبواغ B. subtilis. لذلك يعرض Explorer كلا التقييمين بشكل منفصل. ولا يمكن نقل أي من المنحنيين إلى كائنات أخرى.