Spektroradiometer eller bredbåndsradiometer – sådan vælger du

Til måling af ultraviolet stråling findes der to instrumentfamilier, og valget koммer an på ét enkelt spørgsmål: er en integral måleværdi nok, eller er selve spektret nødvendigt?

Bredbåndsradiometre integrerer strålingen inden for en indbygget spektral følsomhed og udlæser én måleværdi. Spektroradiometre spreder strålingen og måler hver bølgelængde for sig; alle integrale eller virkningsvægtede værdier beregnes ud fra dette. Denne side stiller de to konstruktioner over for hinanden kriterium for kriterium og arbejder sig fra måleopgaven frem til den rigtige instrumentklasse.

Et bredbåndsradiometer angiver irradiansen inden for et fast spektralbånd og, integreret over tid, UV-dosis. Det, der er afgørende for visningen, er sensorens spektrale følsomhed: den bestemmer, hvilken del af strålingen der overhovedet indgår i målingen.

Et spektroradiometer spreder strålingen og måler hver bølgelængde enkeltvis. Enhver integralværdi eller virkningsvægtet værdi beregnes ud fra dette – og fordi spektret foreligger, kan enhver vægtningsfunktion anvendes efterfølgende.

Hvordan diffusor, filter, fotodiode og kalibrering samvirker, og hvor måleusikkerheden opstår, behandles under opbygning og fejlkilder for UV-sensorer.

Tabellen er ikke en rangliste, men symmetrisk: dér hvor det ene design har sin væsentligste fejlkilde, er det andet designmæssigt upåfaldende. Bredbåndsradiometeret har problemer med spektral mismatch – det er kalibreret mod ét spektrum og fejlvurderer alle andre. Spektroradiometeret har problemer med falsk lys – dele af kraftige bølgelængder optræder dér, hvor de ikke hører til, hvilket er særligt kritisk i UV-C.

Netop derfor kan valget kun sjældent træffes ud fra databladet alene: det følger af måleopgaven og først og fremmest af, om kildens spektrum er kendt og forbliver konstant. Hvordan begge effekter opstår inde i instrumentet, og hvor store de kan blive, behandles under spektral mismatch og falsk lys i detaljer.

Et bredbåndsradiometer er det rigtige valg, når:

• lampetypen er kendt og forbliver konstant
• målingen er kontinuerlig eller følger processen
• der kræves et stort dynamikområde eller korte responstider
• sensoren udsættes for barske omgivelsesforhold
• der skal udstyres flere målepunkter

Den større indsats ved en spektral måling betaler sig, når selve kilden bliver den ukendte faktor.

Et spektroradiometer er det rigtige valg, når:

• lampetypen ændres eller er ukendt
• virkningsspektre skal vurderes – for eksempel efter DIN EN 62471 eller til UV-desinfektion
• en lampes ældning skal følges spektralt
• radiometre skal kalibreres eller verificeres
• spektral dokumentation skal fremlægges

I mange anlæg er kombinationen den bedste løsning: spektroradiometeret står for den periodiske verifikation og karakteriseringen af lampespektret, mens bredbåndsradiometrene tager sig af den løbende procesovervågning. Det forener spektral dokumentation med filterradiometriens robusthed og økonomi.

Når instrumentklassen er fastlagt, fører den tilsvarende produktkategori til instrumentet: UV-målere og radiometre til irradians og UV-dosis i faste spektralområder, UV-spektroradiometre og optiske spektrometre til bølgelængdeopløste målinger.

Hvad er forskellen på et bredbåndsradiometer og et spektroradiometer?
Et bredbåndsradiometer giver én enkelt måleværdi for et fast spektralområde, vægtet med sensorens spektrale følsomhed. Et spektroradiometer måler strålingen bølgelængdeopløst og udleder enhver ønsket integral- eller virkningsvægtet værdi heraf.

Hvilket instrument måler mest nøjagtigt?
Principielt ingen af dem. Hvert af dem har præcis én dominerende fejlkilde, og de to er komplementære: spektral mismatch for bredbåndsradiometeret og falsk lys for spektroradiometeret. Hvis kilden er kendt og konstant, giver et passende kalibreret bredbåndsradiometer den mindste måleusikkerhed.

Kan et spektroradiometer helt erstatte et bredbåndsradiometer?
Teknisk set ja, økonomisk og driftsmæssigt som regel ikke. Dynamikområde, responstid, robusthed og pris taler alle for bredbåndsradiometeret ved løbende procesovervågning. Den almindelige løsning kombinerer periodisk spektral verifikation med kontinuerlig bredbåndsmåling.

Hvordan opdager jeg, at mit bredbåndsradiometer vurderer kilden forkert?
Ved at sammenligne det med en spektral måling af den samme kilde på den samme position. Hvis integralværdien afviger systematisk, er spektral mismatch årsagen – instrumentet er kalibreret mod et andet spektrum end det, det måler.