Výběr UV senzoru: spektrální rozsah a měřicí rozsah
UV senzor se nevybírá pouze podle označení UVA, UVB nebo UVC. Emisní spektrum, očekávaná ozářenost, vzdálenost, úhlové rozložení a požadovaná váhová funkce společně určují vhodný spektrální a měřicí rozsah. Tento průvodce výběrem postupuje od zdroje a měřicí úlohy ke správnému typu senzoru.
Výběr v šesti krocích
- Určete zdroj a jeho emisní spektrum.
- Definujte měřenou veličinu a požadované spektrální vážení.
- Odhadněte minimální a maximální hodnotu procesu.
- Zdokumentujte měřicí geometrii, vzdálenost a úhlové rozložení.
- Zkontrolujte okolní podmínky a elektrické rozhraní.
- Definujte kalibraci a přípustnou nejistotu měření.
Měřicí rozsah podle zdroje
Spektrální rozsah se odvozuje od aplikace nebo fotoiniciátoru, měřicí rozsah od očekávané ozářenosti. Jako orientační hodnoty platí:
| Zdroj nebo měřicí úloha | Doporučený měřicí rozsah | Na co je třeba dát pozor |
|---|---|---|
| Bodový UV zdroj, například HP-120i | 0–2000 mW/cm² a více | Ozářenost mimo bodovou stopu a se vzdáleností silně klesá; měřicí rozsah musí pokrýt špičkovou hodnotu v ohnisku. |
| UV nízkotlaká a UVC amalgamová výbojka | 0–200 mW/cm² | V rovině ozařování jsou hodnoty obvykle pod 100 mW/cm². |
| UV LED při 275, 365, 385, 395 nebo 405 nm | 0–2000 mW/cm² | Senzor UVA+ pokrývá rozšířený spektrální rozsah. Měřením na okraji filtru je třeba se vyhnout: již malé teplotní a výrobní odchylky zde vedou k velkým chybám. |
| Měření na pracovišti a expozice | 0–2 mW/cm² | Je vyžadován senzor s akčně váhovanou citlivostí. Limitní hodnoty, konkrétní příklad a poznámka k návrhu jsou uvedeny na stránce UV erytém na pracovišti. |
Zvláštní případy výběru
Bezpečnost práce. Pro hodnocení rizik a bezpečnost práce upravuje norma DIN EN 14255-1 měření a hodnocení osobní expozice umělému optickému záření; samotné limitní hodnoty stanovuje směrnice 2006/25/ES. Pro výběr senzoru to znamená malý měřicí rozsah a akčně váhovanou citlivost – návrh je podrobně popsán na stránce UV erytém na pracovišti, právní rámec na stránce bezpečnost práce a fotobiologická bezpečnost.
Trvalá instalace. Tam, kde měření probíhá kontinuálně a ne v ruce, jsou k dispozici inline senzory; zde je pak důležitá montážní poloha, rozhraní a odolnost proti procesním podmínkám.
Lékařské aplikace. Zde je rozhodující jasně definovaná měřicí úloha, dlouhodobá stabilita a metrologicky návazná kalibrace. Vhodnost pro konkrétní lékařskou aplikaci je nutné technicky posoudit případ od případu.
Vhodné přístroje
Jako zobrazovací jednotka pro vyměnitelné měřicí hlavy se osvědčil radiometr RMD Pro. Tam, kde je třeba zaznamenat několik spektrálních rozsahů najednou, vede cesta ke spektrálnímu měření – například s přístrojem UVpad. Jak je senzor vnitřně konstruován a jaké zdroje chyb rozhodují o jeho přesnosti, je vysvětleno na stránce konstrukce a zdroje chyb UV senzorů.
Časté dotazy k výběru UV senzorů
Který UVC senzor se hodí pro nízkotlaké, středotlaké nebo LED zářiče?
Senzor musí odpovídat spektru, nejen spektrálnímu rozsahu. U nízkotlakých výbojek postačuje úzkopásmová citlivost kolem 254 nm, protože prakticky veškerý UVC výkon se soustředí do této čáry. Středotlaké výbojky vyzařují širokopásmově v celém rozsahu UVC; zde je nutný senzor se širokou, plochou UVC citlivostí, kalibrovaný přesně na tento typ výbojky. UVC LED (typicky 265 až 280 nm) vyžadují kalibraci na jejich špičkovou vlnovou délku; normy DIN 19294-5 a -6 pro UV-C LED se stále připravují. Bez kalibračních faktorů specifických pro daný zdroj neposkytuje jeden a tentýž senzor srovnatelné hodnoty pro všechny tři zdroje.
Který UV senzor se hodí pro 254 nm?
Pro čáru 254 nm nízkotlakých rtuťových výbojek je vhodný UVC senzor s úzkopásmovou citlivostí kolem 254 nm, odolný vůči UVA a viditelnému světlu (solar-blind) a kalibrovaný na nízkotlakou výbojku. Při dezinfekci pitné vody definují požadavky na nízkotlaké systémy normy DIN 19294-1 (provozní radiometry) a DIN 19294-3 (referenční radiometry); v Rakousku platí ÖNORM M 5873-1. Provedení – inline senzor, tlakově odolný senzor, UV sonda nebo radiometr s vyměnitelným senzorem – se řídí místem montáže a měřicí úlohou.
Jaký měřicí rozsah senzor potřebuje?
Ten se řídí očekávanou ozářeností, nikoli přístrojem. UV bodové zdroje dosahují v ohnisku několika W/cm² – zde je vhodný rozsah 0–2000 mW/cm² nebo více. UV nízkotlaké a UVC amalgámové výbojky obvykle zůstávají v rovině ozařování pod 100 mW/cm², pro což je vhodný rozsah 0–200 mW/cm². Naproti tomu měření na pracovišti dle DIN EN 14255-1 vyžadují citlivost: zde 0–2 mW/cm². Pro UV LED byl vyvinut senzor UVA+ s rozšířeným spektrálním rozsahem – tím se zabrání měření na okraji filtru, kde i nejmenší teplotní a dávkové odchylky způsobují velké měřicí chyby.
Od jaké ozářenosti musí být instalace posouzena?
Jako pravidlo platí: instalace, které vystavují obsluhu trvale ozářenosti vyšší než 1 až 2 mW/cm², by měly být posouzeny. Mezní hodnota, praktický příklad výpočtu a požadavky na senzor jsou uvedeny na stránce UV erytém na pracovišti.
Najděte správný senzor
Najděte správný senzor: Vyhledávač UV senzorů navrhne tři nejvhodnější UV senzory a měřicí přístroje podle aplikace, vlnové délky a provedení – s klíčovými hodnotami, systémovým partnerem a odůvodněním.
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 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.
