V kontinuálním procesu není výsledek dán dobou cyklu, ale dobou, po kterou se bod na obrobku skutečně nachází pod zdrojem. Tento kalkulátor odvozuje tuto dobu prodlevy z rychlosti pásu a ozařované délky, z ní pak dávku – a naopak nejvyšší rychlost, při které je požadovaná dávka ještě dosažena.
Toto je výpočet, který stojí za každou dopravníkovou linkou: dodavatel povlaku určí dávku, linka má pevnou ozařovanou délku a hledaná je posuvová rychlost. Zrychlení linky snižuje dávku ve stejném poměru; zdvojnásobení rychlosti ji sníží na polovinu. Stejný výpočet ukáže, zda je pro dosažení požadované propustnosti vůbec potřeba přidat další zářič.
Výpočet předpokládá, že ozářenost je po celé ozařované délce rovnoměrná. Skutečné zářiče mají profil s maximem uprostřed – rozhodující je pak integrál přes celý průběh, který přímo měří pojízdný dozimetr. Opsytec tyto přístroje vyrábí a kalibruje ve vlastní laboratoři.
Statický výpočet bez pohybu pásu naleznete v kalkulátoru UV dávky a kalkulátoru doby UV expozice; všech dvanáct radiometrických kalkulátorů je shromážděno v kalkulátoru radiometrie.
Základy
Doba ozařování je ozářená délka dělená rychlostí pásu: t = L / v. Dávka se vypočítá stejně jako ve statickém případě: H = E · t. Úpravou obou vztahů pro rychlost dostaneme nejvyšší rychlost pro cílovou dávku: v_max = L · E / H_target. Kalkulátor přebírá délku v milimetrech a rychlost v metrech za minutu — jednotky používané ve výrobě — a interně je převádí na SI; z L v mm a v v m/min vyplývá t v sekundách pomocí faktoru 0,06.
Zářič ozařuje 200 mm pásu, linka běží rychlostí 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. Při 500 mW/cm² tak vychází H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Pro stejnou cílovou dávku 1000 mJ/cm² tedy pás nesmí běžet rychleji než 6 m/min; při 500 mJ/cm² by mohl běžet rychlostí 12 m/min.
Ozářenost je podél dráhy jen zřídka konstantní – uprostřed zdroje záření stoupá a na okrajích klesá. Součin E · t pak dávku nadhodnocuje, pokud se použije špičková hodnota, a podhodnocuje, pokud se použije hodnota z okraje. Několik zdrojů záření zapojených za sebou sčítá své příspěvky, nikoli své délky. A jak vždy platí: dávka je energetická veličina a nic nevypovídá o tom, zda spektrum odpovídá fotoiniciátoru.
Často kladené otázky
Nejprve se vypočítá doba prodlevy z ozařované délky a rychlosti pásu, poté dávka z ozářenosti a doby prodlevy: t = L / v a H = E · t. Při 200 mm a 6 m/min je to 2 s; při 500 mW/cm² to dává 1 000 mJ/cm².
Vzdálenost ve směru pásu, na které je bod na obrobku skutečně ozařován — nikoli fyzická délka pouzdra zářiče. Při použití více zářičů v řadě se každý úsek počítá samostatně; příspěvky dávek se sčítají.
Nepřímo úměrně: dvojnásobná rychlost znamená poloviční dobu ozařování, a tedy poloviční dávku. Zdvojnásobení produktivity vyžaduje dvojnásobnou ozářenost nebo dvojnásobnou délku ozařované oblasti.
Obvykle kvůli profilu zářiče: výpočet předpokládá rovnoměrnou ozářenost, zatímco ve skutečnosti obrobek prochází maximem. K tomu se přidávají změny vzdálenosti způsobené výškou obrobku, znečištěné okénko a stárnutí zdroje. Jak silně zdroj degraduje, ukazuje stárnutí UV lamp a UV LED.
Přenosný dozimetr pro uvolnění procesu a trvale instalovaný senzor pro průběžné sledování. Postup měření je popsán v Měření UV záření pro pásové systémy.
Ano, se stejným postupem: rychlost pásu je nahrazena rychlostí dráhy nástroje a ozářená délka ozářenou délkou dráhy. Aplikace jsou popsány v části robotika.
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 světelné techniky KIT se v současnosti zaměřuje na měřicí techniku optického záření. Je místopředsedou normalizační komise DIN FNL 7 „Optické záření" a členem projektové skupiny DVGW pro UV dezinfekci.
