Pomocí této simulace společnosti Opsytec Dr. Gröbel vypočítáte ozářenost (mW/cm²) velkých ozařovaných ploch, které společně osvětluje několik UV-LED svítidel SFL a řady L – přímo ve Vašem prohlížeči. Svítidla uspořádáte do řady, mřížky, kruhu nebo volně pomocí tabulky, můžete je otáčet a naklánět a okamžitě získáte rozložení na cílové ploše jako tepelnou mapu, 3D zobrazení a profily řezů – s rovnoměrností, homogenitou a srovnáním A/B dvou variant.
Výpočet používá stejný model jako UV-LED 3D kalkulátor ozářenosti (naměřená vyzařovací charakteristika LED, součet přes všechny LED). Simulace navíc u nakloněných svítidel zohledňuje stínění skříněmi sousedních svítidel. Výsledky lze exportovat jako CSV, půdorysný pohled DXF a protokol o simulaci ve formátu PDF. Vypočtené hodnoty jsou orientační údaje pro návrh systému; závazné hodnoty ozářenosti je třeba ověřit měřením, např. radiometrem Opsytec.
Model: součet přes všechny LED všech svítidel s naměřenou vyzařovací charakteristikou (E = Σ I₀·rel(θ)·cos ε / r²), jako v UV-LED 3D kalkulátoru ozářenosti, rozšířený o stínění skříněmi sousedních svítidel. Pracovní vzdálenost se měří od čelní plochy; celková plocha je rovinná v z = 0. Bez odrazů; výrobní tolerance, rozptyl parametrů LED a teplotní vlivy nejsou zahrnuty – orientační hodnoty, nikoli výsledky měření.
Model a předpoklady simulace velkých ploch
Každé svítidlo se skládá ze svého pole LED (řádky × sloupce, rozteč 10 mm). Pro každý bod cílové plochy se sečte příspěvek každé jednotlivé LED všech svítidel (fotometrický zákon převrácených čtverců):
Vzorec: E = Σ I₀ · rel(θ) · cos ε / r²
θ je úhel vůči ose příslušného svítidla (u nakloněných svítidel nakloněné), ε úhel dopadu na cílovou plochu, r vzdálenost. rel(θ) je naměřená vyzařovací charakteristika LED, I₀ vyplývá ze zářivého toku na jednu LED. V blízkém poli se každá LED započítává jako čip 3,5 mm s pěti dílčími zdroji. Pro jedno svislé svítidlo je výsledek totožný s UV-LED 3D kalkulátorem ozářenosti.
Všechna svítidla jednoho uspořádání jsou identická (produkt, vlnová délka, výkon LED). Řada a mřížka umísťují skříně vedle sebe se zvolenou mezerou (0 = na sraz); kruh umísťuje středy skříní na poloměr kruhu. Naklánění probíhá kolem středu čelní plochy; pracovní vzdálenost se měří od čelní plochy k cílové ploše.
Každá skříň je kvádr s rozměry produktu nad čelní plochou. Pokud přímá spojnice od LED k cílovému bodu zasáhne skříň jiného svítidla, příspěvek této LED se nezapočítá. Svislá svítidla se společnou čelní rovinou se nemohou navzájem stínit; test se v takovém případě vynechává.
- Orientační simulace – výrobní tolerance, rozptyl parametrů/třídění LED a teplotní vlivy nejsou zahrnuty
- Bez odrazů od skříní, cíle nebo okolí, bez rozptylu
- Skříně jako jednoduché kvádry; chladicí žebra, kabely a držáky se neuvažují
- Pod pracovní vzdáleností 10 mm převládají geometrie čipu, čočka a skříň – výpočet je zde zablokován
- U modelů CAD se zohledňuje místní úhel dopadu, stínění samotným modelem nikoli
Často kladené otázky k simulaci velkých ploch
Simulace sčítá příspěvky všech LED s naměřenou vyzařovací charakteristikou a poskytuje orientační hodnoty pro výběr produktů a návrh systému. Pro jedno svítidlo odpovídá výsledek UV-LED 3D kalkulátoru ozářenosti. Výrobní tolerance, rozptyl parametrů a třídění (binning) LED, teplotní vlivy a odrazy od skříní a okolí nejsou zahrnuty. Závazné hodnoty ozářenosti je třeba stanovit měřením kalibrovaným UV radiometrem.
3D kalkulátor posuzuje jedno svítidlo nebo volně konfigurovatelné pole LED. Tato simulace uspořádává několik identických svítidel – do řady, mřížky n × m, kruhu nebo volně pomocí tabulky, otočených a nakloněných – a zohledňuje, že skříně sousedních svítidel mohou stínit světlo. Model jednotlivé LED je v obou nástrojích stejný.
U řady a mřížky zadáte mezeru mezi skříněmi; 0 mm znamená těsně na sraz. U kruhu nastavíte poloměr, na kterém leží středy skříní, a zvolíte, zda je delší strana orientována tečně, nebo radiálně. Překrývající se skříně jsou ve 3D zobrazení a v půdorysném pohledu označeny červeně. Pracovní vzdálenost se měří od čelní plochy k cílové ploše.
Když jsou svítidla nakloněna, může skříň jednoho svítidla zakrýt přímou spojnici mezi LED sousedního svítidla a cílovým bodem. Simulace kontroluje každou z těchto spojnic vůči skříním modelovaným jako jednoduché kvádry; zakryté příspěvky se nezapočítávají. Svislá svítidla se společnou čelní rovinou se navzájem nestíní. Kontrolu lze vypnout v části „Calculation & display“.
Ukazatele zobrazují rovnoměrnost (min/max) a homogenitu ((max − min)/(max + min)) na cílové ploše. Pomocí „Store as A“ a „Store as B“ porovnáte dvě varianty vedle sebe. U řady, mřížky a kruhu hledá optimalizátor kombinaci náklonu ke středu, mezery nebo poloměru kruhu a pracovní vzdálenosti s nejlepší rovnoměrností, aniž by se skříně překrývaly.
Můžete si vybrat plošné zářiče SFL-UV-M, SFL-UV-L a SFL-UV-XL a řadu L ve velikostech XS, XS-HO, S, M a L; výpočet pokrývá vlnové délky od 265 do 450 nm. Výsledky lze exportovat jako CSV (mřížka a profily řezů), uspořádání jako PNG a DXF a celkový výsledek jako protokol o simulaci ve formátu PDF; konfiguraci lze sdílet jako odkaz. Modely STEP a STL se zpracovávají výhradně lokálně v prohlížeči.
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 současné době zaměřuje na měřicí techniku optického záření. Je místopředsedou normalizační komise DIN FNL 7 „Optické záření" a členem projektové skupiny DVGW pro UV dezinfekci.