Jakmile je stanovena požadovaná dávka UV záření a je známa ozářenost instalace, zbývá otevřená jedna veličina: jak dlouho ozařovat. Tato kalkulačka odpovídá právě na tuto otázku. Vychází z cílové dávky v mJ/cm² a naměřené ozářenosti v mW/cm² a vrací požadovaný čas v sekundách a ve formátu minuty:sekundy.
Jde o nejběžnější výpočet při nastavování UV procesu. Dodavatel lepidla udává dávku, datový list lampy nebo měření poskytuje ozářenost – hledaný je čas cyklu. Stejný výpočet také ukáže, zda proces vůbec odpovídá zamýšlenému času cyklu: pokud je ozářenost příliš nízká, čas se stane nereálným a je třeba silnější zdroj nebo kratší pracovní vzdálenost.
Výsledek platí pro ozářenost, která zůstává v daném období na pozici obrobku konstantní. Pokud díl kolem zdroje projíždí, není rozhodující čas cyklu, ale doba prodlení v ozařované zóně. Návrh se stává závazným až měřením s kalibrovanými přístroji – vyrobenými a kalibrovanými společností Opsytec ve vlastní laboratoři.
Opačný výpočet – dávka z času a ozářenosti – najdete v kalkulátoru UV dávky; všech dvanáct radiometrických kalkulátorů je shromážděno v kalkulátoru radiometrie.
Základy
Doba ozařování vyplývá z rovnice dávky H = E · t po úpravě: t = H / E. Zadáním cílové dávky H v mJ/cm² a ozářenosti E v mW/cm² se t získá přímo v sekundách — jednotky se vykrátí, protože mJ = mW · s. V jednotkách SI se jedná o H v J/m² dělené E v W/m². Kalkulačka rovněž udává čas ve formátu min:s, protože časy výrobních cyklů se obvykle uvádějí tímto způsobem.
Nátěr vyžaduje 500 mJ/cm², instalace dodává naměřenou hodnotu 50 mW/cm² na obrobku. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Pokud se větší pracovní vzdáleností sníží ozářenost na polovinu, tj. na 25 mW/cm², čas se zdvojnásobí na 20 s.
U pohybujících se procesů potřebujete dobu prodlení v ozařované zóně, ne dobu cyklu — vydělte ozařovanou délku rychlostí pásu. U pulzních zdrojů zadejte průměrnou ozářenost, ne špičkovou. A stejně jako u kalkulátoru dávky: dostatečná doba na papíře nezaručuje nic, pokud spektrum zdroje neodpovídá fotoiniciátoru nebo zkušební úloze.
Často kladené otázky
Požadovaná dávka dělená ozářeností: t = H / E. Při požadované dávce 500 mJ/cm² a 50 mW/cm² to je 10 s. Obě hodnoty se musí vztahovat ke stejnému spektrálnímu rozsahu.
Naměřenou hodnotu v místě obrobku. Hodnoty z datového listu platí pro definovanou vzdálenost a novou lampu; po instalaci bývá skutečná hodnota často výrazně nižší vlivem vzdálenosti, znečištění a stárnutí.
Protože ozářenost se v ploše liší. Vypočítaný čas platí pro zadanou hodnotu; tam, kde je ozářenost nižší, je dávka dosažena později. Pro bezpečný návrh použijte nejnižší hodnotu v pracovní oblasti.
Pomocí korekčního faktoru: návrh vycházejte z ozářenosti na konci intervalu výměny, nikoli z hodnoty nové lampy. Jak silně UV lampy a UV LED diody slábnou, je popsáno v UV zdroje & životnost.
Pouze nepřímo. Zde rozhoduje doba prodlevy v ozařované zóně, tedy ozářená délka dělená rychlostí pásu. Postup měření je popsán v části Měření UV záření pro dopravníkové systémy.
Tři páky: kratší pracovní vzdálenost, silnější nebo doplňkový zdroj, nebo zdroj s lépe odpovídajícím spektrem. Jak se projeví vzdálenost a uspořádání, lze prozkoumat v simulaci UV LED.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia je jednatelem společnosti Opsytec Dr. Gröbel GmbH v Ettlingenu a vede akreditovanou kalibrační laboratoř. Po svém výzkumu pulzních xenonových excimerových výbojů na Institutu osvětlovací techniky KIT se nyní zaměřuje na měřicí techniku optického záření. Je místopředsedou normalizační komise DIN FNL 7 „Optické záření" a členem projektové skupiny DVGW pro UV dezinfekci.
