Gå til hovedindhold Gå til sidefod

Simuler irradians på store bestrålede flader

Med denne simulering fra Opsytec Dr. Gröbel beregner du irradiansen (mW/cm²) på store bestrålede flader, der belyses i fællesskab af flere UV-LED-armaturer fra produktserierne SFL og serie L – direkte i browseren. Placer armaturerne som en række, et gitter, en ring eller frit via en tabel, drej og hæld dem, og få straks fordelingen på målfladen som varmekort, 3D-visning og tværsnitsprofiler – med ensartethed, homogenitet og en A/B-sammenligning af to varianter.

Beregningen bruger samme model som værktøjet UV-LED 3D irradianskalkulator (målt strålingskarakteristik for LED'en, sum over alle LED'er). Derudover tager simuleringen højde for skygge fra naboarmaturernes huse ved hældede armaturer. Resultaterne kan eksporteres som CSV, som DXF-topvisning og som PDF-simuleringsrapport. De beregnede værdier er vejledende data til systemdimensionering; bindende irradiansniveauer bør verificeres ved måling, f.eks. med et radiometer fra Opsytec.

Model: sum over alle LED'er i alle armaturer med målt strålingskarakteristik (E = Σ I₀·rel(θ)·cos ε / r²), som i værktøjet UV-LED 3D irradianskalkulator, udvidet med skygge fra naboarmaturernes huse. Arbejdsafstand fra frontfladen; den samlede flade er plan ved z = 0. Ingen refleksioner; fremstillingstolerancer, LED-variation og temperatureffekter er ikke medregnet – vejledende værdier, ikke måleværdier.

Model og forudsætninger for storfladesimuleringen

Hver armatur består af sit LED-array (rækker × kolonner, pitch 10 mm). For hvert punkt på målfladen summeres bidraget fra hver enkelt LED i alle armaturer (fotometrisk afstandskvadratlov):

Formel: E = Σ I₀ · rel(θ) · cos ε / r²

θ er vinklen i forhold til aksen på den pågældende armatur (hældet ved hældede armaturer), ε indfaldsvinklen på målfladen, r afstanden. rel(θ) er LED'ens målte strålingskarakteristik, I₀ følger af strålingsfluxen pr. LED. I nærfeltet indgår hver LED som en chip på 3,5 mm med fem delkilder. For en enkelt, lodret armatur er resultatet identisk med værktøjet UV-LED 3D irradianskalkulator.

Alle armaturer i en opstilling er identiske (produkt, bølgelængde, LED-effekt). Række og gitter placerer armaturhusene ved siden af hinanden med det valgte mellemrum (0 = kant mod kant); ringen placerer husenes midtpunkter på ringradien. Hældningen sker om midtpunktet af frontfladen; arbejdsafstanden måles fra frontfladen til målfladen.

Hvert armaturhus er en kasse med produktets mål over frontfladen. Hvis sigtelinjen fra en LED til målpunktet rammer huset på en anden armatur, udelades dens bidrag. Lodrette armaturer med fælles frontplan kan ikke skygge for hinanden; testen springes i så fald over.

  • Vejledende simulering – fremstillingstolerancer, LED-variation/binning og temperatureffekter er ikke medregnet
  • Ingen refleksioner fra huse, mål eller omgivelser, ingen spredning
  • Huse som simple kasser; kølefinner, kabler og beslag tages ikke i betragtning
  • Under 10 mm arbejdsafstand dominerer chipgeometri, linse og hus – beregningen er spærret der
  • For CAD-modeller tages der højde for den lokale indfaldsvinkel, men ikke for skygge fra selve modellen

Ofte stillede spørgsmål om storfladesimuleringen

Simuleringen summerer bidragene fra alle LED'er med den målte strålingskarakteristik og giver vejledende værdier til produktvalg og systemdimensionering. For en enkelt armatur stemmer den overens med værktøjet UV-LED 3D irradianskalkulator. Fremstillingstolerancer, LED-variation og binning, temperatureffekter samt refleksioner fra armaturhuse og omgivelser er ikke medregnet. Bindende irradiansniveauer bør bestemmes ved måling med et kalibreret UV-radiometer.

3D-kalkulatoren håndterer en enkelt armatur eller et frit konfigurerbart LED-array. Denne simulering placerer flere identiske armaturer – som række, n × m-gitter, ring eller frit via en tabel, drejet og hældet – og tager højde for, at naboarmaturernes huse kan skygge for lyset. Modellen for den enkelte LED er den samme i begge værktøjer.

For række og gitter angiver du mellemrummet mellem armaturhusene; 0 mm betyder kant mod kant. For ringen angiver du den radius, som husenes midtpunkter ligger på, og vælger, om langsiden skal orienteres tangentielt eller radialt. Overlappende huse markeres med rødt i 3D-visningen og i topvisningen. Arbejdsafstanden måles fra frontfladen til målfladen.

Når armaturer hældes, kan huset på én armatur blokere sigtelinjen mellem en LED i naboarmaturen og målpunktet. Simuleringen kontrollerer hver af disse sigtelinjer mod husene, der modelleres som simple kasser; blokerede bidrag udelades. Lodrette armaturer med fælles frontplan skygger ikke for hinanden. Kontrollen kan slås fra under »Calculation & display«.

Nøgletallene viser ensartethed (min/max) og homogenitet ((max − min)/(max + min)) på målfladen. Med »Store as A« og »Store as B« sammenligner du to varianter side om side. For række, gitter og ring søger optimeringen efter den kombination af hældning mod midten, mellemrum eller ringradius og arbejdsafstand, der giver den bedste ensartethed, uden overlappende armaturhuse.

Du kan vælge fladestrålerne SFL-UV-M, SFL-UV-L og SFL-UV-XL samt serie L i størrelserne XS, XS-HO, S, M og L; beregningen dækker bølgelængder fra 265 til 450 nm. Resultaterne kan eksporteres som CSV (gitter og tværsnitsprofiler), opstillingen som PNG og DXF og det samlede resultat som PDF-simuleringsrapport; konfigurationen kan deles som link. STEP- og STL-modeller behandles udelukkende lokalt i browseren.

Forfatter: Dr. Mark Paravia

Dr.-Ing. Mark Paravia er direktør for Opsytec Dr. Gröbel GmbH i Ettlingen og leder det akkrediterede kalibreringslaboratorium. Efter sin forskning i pulserede xenon-excimerudladninger ved Institute of Lighting Technology på KIT er hans nuværende fokus på optisk strålingsmålingsteknologi. Han er næstformand for DIN-standardiseringsudvalget FNL 7 "Optical Radiation" og medlem af DVGW-projektgruppen om UV-desinfektion.