Dávka UV záření je součinem ozářenosti a doby expozice. Odpovídá na otázku, kolik zářivé energie povrch skutečně obdržel během procesu – při vytvrzování lepidla, dezinfekci povrchu nebo při testu stárnutí. Tato kalkulačka přebírá naměřenou ozářenost v mW/cm² a čas v sekundách a vrací dávku v mJ/cm² a J/cm².
Její hodnota spočívá v plánování: než je linka nainstalována, můžete odhadnout dobu expozice potřebnou pro požadovanou dávku a zda ji dostupný zdroj dokáže dodat. Stejně tak můžete zkontrolovat, zda dvě instalace s odlišnou ozářeností produkují stejnou dávku.
Výpočet předpokládá, že ozářenost zůstává během expozice konstantní a byla naměřena v poloze obrobku. Dávka se stává závaznou až na základě měření kalibrovaným radiometrem nebo dozimetrem za reálných procesních podmínek – tyto přístroje Opsytec vyrábí a kalibruje ve vlastní laboratoři.
Pokud potřebujete ostatní radiometrické přepočty, najdete je souhrnně v kalkulačce radiometrie; pokud chcete dávku raději naměřit než vypočítat, přejděte na správné měření dávky UV záření a ozářenosti.
Základy
Ozáření (dávka ozáření) — běžně označované jako UV dávka — je časový integrál ozářenosti. Při konstantní ozářenosti se tento vztah zjednodušuje na H = E · t, kde E je ozářenost, t je čas a H je dávka. Zadáte-li E v mW/cm² a t v sekundách, získáte H v mJ/cm². V jednotkách SI se 1 mW/cm² rovná přesně 10 W/m² a 1 mJ/cm² se rovná přesně 10 J/m². Kalkulátor pracuje interně v jednotkách SI a zaokrouhluje pouze výsledek.
Lepený spoj je vystaven ozáření 50 mW/cm² po dobu deset sekund. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5 000 J/m². Naopak cílová dávka 500 mJ/cm² při 50 mW/cm² vyžaduje 10 s.
Pokud se ozářenost během procesu mění — protože obrobek prochází kolem zdroje, lampa se zahřívá nebo stárne — je součin E · t pouze aproximací; rozhodující je integrál v čase, který dozimetr měří přímo. Dávka je také čistě energetická veličina: nevypovídá nic o tom, zda vlnová délka odpovídá fotoiniciátoru, organismu nebo zkušební normě. Dva procesy se stejnou dávkou, ale odlišným spektrem, mohou vést k zcela odlišným výsledkům.
Často kladené otázky
UV dávka je zářivá energie dopadající na jednotku plochy. V praxi se obvykle udává v mJ/cm², v jednotkách SI v J/m². 1 mJ/cm² se rovná 10 J/m². Správný termín je ozáření (dávka ozáření); „dávka" je zavedená zkratka.
Faktorem 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Takže 500 mJ/cm² je 5 000 J/m² nebo 0,5 J/cm².
Aritmeticky to dává stejnou dávku. Zda to dává i stejný účinek, je jiná věc — to vyžaduje platnost reciprocitního zákona. Při UV vytvrzování může selhat při velmi vysoké ozářenosti, protože fotoiniciátor je lokálně spotřebován nebo se inhibice kyslíkem chová jinak. V případě pochybností otestujte variantu procesu, nejen dávku.
Obvyklé příčiny: ozářenost byla naměřena v jiné vzdálenosti nebo poloze, než kde se nachází obrobek; lampa byla při měření zahřátá, ale při procesu nikoli; nebo senzor vyhodnocuje jiný spektrální rozsah, než jaký zdroj vyzařuje.
Pro bezpečný návrh nejnižší hodnotu v pracovní ploše — určuje, kde je požadovaná dávka dosažena nejpozději. Jak silně se ozářenost v ploše liší, ukazuje UV LED simulace nebo série měření radiometrem.
Ano. Dávka bez uvedeného hodnoceného spektrálního rozsahu je neporovnatelná. Typický údaj zní „1000 mJ/cm² UV-A (315–400 nm)". Který rozsah je měřen, závisí na senzoru — viz vyhledávač UV senzorů.
Pomocí průběžného dozimetru, který integruje hodnoty v průběhu průchodu, nebo pomocí trvale instalovaného senzoru, který nepřetržitě sleduje ozářenost. Oba postupy jsou popsány v článku správné měření UV dávky a ozářenosti.
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.
