Prohlížeč spektrální databáze

Každé vybrané spektrum poskytuje stejnou sadu veličin — jak pro spektra z databáze, tak pro Vaše vlastní měření:

• Radiometrie: ozářenost E_e ve W/m², špičková vlnová délka, těžištní vlnová délka, FWHM hlavní čáry a podíl tvořící ozon pod 240 nm.
• Podíly: UV-C, UV-B, UV-A2, UV-A1, UV-A, viditelná oblast a IR — každý jako ozářenost a jako procentuální podíl z celkového záření.
• Fotometrie a barva: osvětlenost E_v, světelná účinnost záření K v lm/W, chromatické souřadnice x a y, u′ a v′ dle CIE 1976, korelovaná teplota chromatičnosti a index podání barev R_a.
• Fotobiologická bezpečnost: akticky efektivní ozářenost E_s s přípustnou dobou expozice až 30 J/m², doba pro UV-A až 10 000 J/m² a riziko modrého světla E_B s dobou až 100 J/m².
• Akční spektra: mikrobicidně efektivní ozářenost, účinnost a dávka — samostatně pro Bacillus subtilis (s_bakt) a pro enterobakteriofág MS2 (s_MS2) —, dále erytémově a vitamin D efektivní ozářenost a také melanopický účinek s mel-EDI a mel-DER.
• Dávka: ozáření (dávka ozáření) H_e a všechny vážené dávky pro nastavenou dobu expozice.

Hodnoty se zobrazují jako dlaždice pro vedoucí křivku a jako srovnávací tabulka pro všechna vybraná spektra; obojí lze exportovat jako soubor CSV nebo jako PDF report.

Všechny integrály se tvoří pomocí trapezoidního pravidla na nativní měřicí mřížce spektra. Akční spektra jsou na tuto mřížku lineárně interpolována a mimo svou definiční oblast nastavena na nulu; samotné spektrum se nikdy nepřevzorkovává. Pokud naměřený rozsah plně nepokrývá definiční oblast akčního spektra, Explorer na příslušnou veličinu upozorní.

Hranice pásem se řídí definicí 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, viditelné záření 380–780 nm, IR nad 780 nm. Fotometrické a kolorimetrické veličiny vycházejí z V(λ) dle CIE 1924 / ISO 23539 a z barevných funkcí CIE 1931 (2°): E_v = 683 lm/W · ∫ E(λ) · V(λ) dλ. Korelovaná teplota chromatičnosti vyplývá z nejmenší vzdálenosti od Planckovy křivky v rovině CIE 1960 uv a zůstává prázdná, pokud je chromatičnost od ní příliš vzdálena — což platí pravidelně pro excimerové výbojky a úzkopásmové LED. Index podání barev R_a se řídí normou CIE 13.3-1995 s osmi zkušebními barevnými vzorky, adaptací dle von Kriese a systémem U*V*W*.

Fotobiologické veličiny používají S(λ) dle ICNIRP / EN 14255-1 / EN 62471 (aktinické záření, limit 30 J/m²), limit pro UV-A 10 000 J/m², B(λ) dle EN 62471 (modré světlo, 100 J/m²), akční spektrum erytému dle ISO 17166 / CIE S 007, akční spektrum vitaminu D dle CIE 174:2006, melanopické akční spektrum dle CIE S 026:2018 a dvě samostatná mikrobicidní akční spektra: s_bakt(λ) pro Bacillus subtilis dle Cabaj et al. 2002 (Water Supply 2(3), 175–181, 200–400 nm) a s_MS2(λ) pro enterobakteriofág MS2 dle Beck et al. 2015 (Water Research 70, 27–37, 200–300 nm) — obě normalizované na 253,7 nm, avšak nejsou vzájemně zaměnitelné. Která funkce je uložena s kterým zdrojem a definiční oblastí, ukazuje v aplikaci karta „Základ výpočtu". Opsytec vysvětluje související veličiny v částech radiometrické veličiny a fotometrické veličiny.

Kromě spekter z databáze lze načíst a vyhodnotit stejnými vzorci i vlastní měření: .spec ze softwaru Opsytec SRpro, .isd ze SpecWin a tabulky ve formátu .csv, .txt, .dat nebo .xlsx. U tabulek Explorer sám rozpozná oddělovač, desetinný oddělovač, sloupec s vlnovou délkou, sloupce s hodnotami i jednotku; pokud soubor obsahuje více sloupců s hodnotami, stane se z každého sloupce samostatné spektrum. Rozpoznávané jednotky sahají od W/(m²·nm) přes mW/cm²/nm až po µW/cm²/nm, včetně notace W m-2 nm-1.

Soubory se zpracovávají výhradně v paměti prohlížeče: nic se nepřenáší, nic se neukládá, a při novém načtení stránky se měření zahodí. Načtená spektra se v grafu, ve srovnávací tabulce a v PDF zprávě zobrazují společně se spektry z databáze.

Spektra v databázi byla zaznamenána v měřicí vzdálenosti kalibrační laboratoře; jejich absolutní hodnoty tedy závisí na vzdálenosti a vzorku. Pro porovnání typů lamp lze každé spektrum přepočítat na cílovou hodnotu — například 10 W/m² v UV-A nebo 1 mW/cm² celkem. Explorer pak úměrně přepočítá všechny hodnoty: podíly a barevné hodnoty zůstávají nezměněné, zatímco ozářenosti, dávky a přípustné doby expozice se řídí cílovou hodnotou.

Nastavená doba expozice udává ozáření (dávku ozáření) H_e = E_e · t a váhované dávky. Naopak přípustná doba expozice ukazuje, po jaké době by byl dosažen příslušný limit. Tyto hodnoty jsou orientační pro návrh; posouzení pracoviště vyžaduje měření podle EN 14255-1 — pomocí radiometrického UV senzoru nebo spektroradiometru. Pro systémy UV dezinfekce shrnuje Opsytec požadavky v části bezpečnost UV dezinfekce.

Databáze obsahuje 66 spekter: 55 lamp a LED z 15 tříd plus 11 referenčních spekter.

• Nízkotlaké rtuťové výbojky vyzařují téměř monochromaticky na 254 nm — klasika UV dezinfekce; verze generující ozon navíc obsahují linii 185 nm.
• Středotlaké a vysokotlaké rtuťové výbojky poskytují čárové spektrum v celém rozsahu UV a používají se pro UV vytvrzování; dotování železem nebo galiem posouvá výkon do oblasti UV-A.
• Excimerové výbojky vyzařují úzkopásmově na 172 nm (aktivace povrchu, generování ozonu) nebo na 222 nm (vzdálené UV-C).
• UV LED jsou k dispozici jako typy UV-A kolem 365–405 nm pro vytvrzování a fluorescenční kontrolu, jako typy UV-B a jako typy UV-C kolem 265–285 nm pro dezinfekci; jejich FWHM je typicky 10–15 nm.
• LED viditelného rozsahu — modré, zelené, červené a bílé zdroje reprodukující standardní iluminanty A, D50 a E — jsou měřeny v celém viditelném rozsahu, a proto poskytují i chromatické souřadnice, teplotu chromatičnosti a index podání barev.
• Infračervené LED vyzařují úzkopásmově kolem 750–950 nm — za hranicí viditelnosti — a používají se v senzorice, nočním vidění a spektroskopii; jejich spektra jsou měřena až do 1045 nm.
• UV fluorescenční lampy pokrývají široké pásy UV-A nebo UV-B, pro testování povětrnostní odolnosti, fototerapii nebo lapače hmyzu.
• Xenonové výbojky a výbojky s kovovými halogenidy se blíží slunečnímu spektru a slouží pro simulaci slunečního záření a testy povětrnostní odolnosti.
• Halogenové a deuteriové výbojky se používají jako referenční zdroje: halogenové ve viditelné a blízké infračervené oblasti, deuteriové v UV oblasti.
• Referenční spektra — naměřené sluneční záření, referenční spektra AM podle ASTM G173-03 a standardní iluminanty podle CIE 15 — slouží jako srovnávací základ, pokud má lampa reprodukovat denní světlo nebo standardní iluminant. Nepocházejí z kalibrační laboratoře Opsytec; u každého záznamu je uveden jeho původ. Vedle nich stojí úzkopásmová referenční podmínka 365 nm podle DIN EN ISO 3059 — ozářenost, k níž se vztahují UV-A měřiče pro penetrační a magnetickou práškovou zkoušku; byla naměřena v naší kalibrační laboratoři.

Několik vybraných spekter je v grafu vzájemně překryto — s hodnotou „peak = 1" pro srovnání tvaru, nebo přeškálováno na společnou cílovou hodnotu pro energetické srovnání. Nezpracovaná data všech spekter lze stáhnout z spektrální databáze pro UV lampy a UV LED.

Jedenáct záznamů je takto označeno a nepochází z kalibrační laboratoře; tam, kde zdroj neposkytuje žádnou ozářenost — excimerová výbojka 172 nm a standardní osvětlovací zdroje — je křivka normalizována na 1 W/m², což ponechává tvar a podíly beze změny. Ostatní spektra jsou typické vzorky své třídy lamp, měřené v kalibrační laboratoři společnosti Opsytec Dr. Gröbel GmbH podle CIE 250:2022. Rozptyl vzorků, stárnutí, provozní teplota, předřadník a měřicí vzdálenost mění absolutní ozářenost a — v menší míře — spektrální rozdělení. Vypočtené hodnoty slouží pro orientaci, nikoli pro přejímací zkoušky.

Podrobněji: veličiny, jejichž akční spektrum přesahuje měřený rozsah, jsou označeny; teplota chromatičnosti je vynechána u chromatičností vzdálených od Planckovy křivky a R_a je označeno jako nepoužitelné, jakmile |Duv| přesáhne 0,0054. Závazné hodnoty pocházejí pouze z měření metrologicky návazně kalibrovaným přístrojem — jako je spektroradiometr SR900 nebo UV měřič RM-12, kalibrovaný v UV laboratoři společnosti Opsytec.

Dávka je součinem ozářenosti a času: H = E · t. Explorer integruje ozářenost v požadovaném pásmu ze spektra; doba ozařování se nastavuje vlevo. U vážených veličin — aktinické, erytémové, vitamin D — je spektrum nejprve váženo akčním spektrem, poté integrováno a teprve pak vynásobeno časem.

Udává, po jaké době by bylo dosaženo příslušného limitu: 30 J/m² pro akticky účinnou expozici dle EN 14255-1, 10 000 J/m² pro nevážené UV-A záření a 100 J/m² pro riziko modrého světla dle EN 62471. Uvedená hodnota platí pro zvolené spektrum při zobrazené ozářenosti a nenahrazuje posouzení rizik.

Ano. Explorer čte soubory .spec, .isd, CSV, TXT a XLSX přímo v prohlížeči; soubor nikdy neopustí Váš počítač a není ukládán. Opětovným načtením stránky se odstraní.

Korelovaná teplota chromatičnosti má smysl pouze tehdy, když je chromatičnost dostatečně blízko Planckovy křivky. U UV zdrojů, excimerových lamp a úzkopásmových LED tomu tak není – Explorer pak zobrazí N/A místo nesmyslného čísla. Ze stejného důvodu je index podání barev označen jako neaplikovatelný, jakmile je vzdálenost od křivky příliš velká.

Jsou absolutní v jednotkách W/(m²·nm), měřená na měřicí vzdálenosti kalibrační laboratoře. Protože tato vzdálenost nevyhovuje každé aplikaci, lze každé spektrum přepočítat na cílovou hodnotu; spektrální tvar zůstává nezměněn.

Protože popisují odlišné testovací organismy, a proto poskytují odlišné výsledky. s_bakt(λ) představuje spory bakterie Bacillus subtilis, testovacího organismu biodozimetrie; s_MS2(λ) představuje enterobakteriofág MS2, náhradní organismus používaný k validaci středotlakých systémů. Obě křivky jsou normalizovány na 253,7 nm a v tomto bodě se z definice shodují — nikoli však při jiných vlnových délkách: při 222 nm je s_MS2 rovno 2,09, zatímco s_bakt je 0,90. Excimerový zdroj s vlnovou délkou 222 nm tedy působí na MS2 více než dvakrát silněji než stejná ozářenost při 254 nm, avšak na spory B. subtilis působí o něco slaběji. Explorer proto obě vyhodnocení uvádí odděleně. Žádnou z křivek nelze přenášet na jiné organismy.