UV-dosis er produktet af irradians og eksponeringstid. Den besvarer spørgsmålet om, hvor meget strålingsenergi en overflade faktisk modtog under en proces – ved hærdning af en klæbemasse, desinfektion af en overflade eller udførelse af en ældningstest. Denne beregner tager den målte irradians i mW/cm² og tiden i sekunder og returnerer dosis i mJ/cm² og J/cm².
Værdien ligger i planlægningen: før en linje sættes op, kan du estimere den nødvendige eksponeringstid for en påkrævet dosis, og om den tilgængelige kilde kan levere den. Du kan ligeledes kontrollere, om to installationer med forskellig irradians producerer den samme dosis.
Beregningen forudsætter, at irradiansen forbliver konstant gennem hele eksponeringen og er målt ved arbejdsstykkets position. En dosis bliver først bindende gennem en måling med et kalibreret radiometer eller dosimeter under reelle procesbetingelser – Opsytec fremstiller og kalibrerer disse instrumenter i sit eget laboratorium.
Hvis du har brug for de øvrige radiometriske omregninger, findes de samlet i radiometriberegneren; hvis du ønsker at måle dosis i stedet for at beregne den, se korrekt måling af UV-dosis og irradians.
Denne beregning er til teknisk orientering. Den forudsætter en irradians, der forbliver konstant over eksponeringstiden ved måleposition, og giver ingen udtalelse om den opnåede effekt. Procesfrigivelser og sikkerhedsrelaterede vurderinger skal verificeres ved egnede, kalibrerede målinger under reelle forhold.
Grundlæggende principper
Stråleeksponering — almindeligvis kaldet UV-dosis — er tidsintegralet af irradians. For konstant irradians forenkles dette til H = E · t, med irradians E, tid t og dosis H. Ved at indsætte E i mW/cm² og t i sekunder fås H i mJ/cm². I SI-enheder svarer 1 mW/cm² til nøjagtigt 10 W/m², og 1 mJ/cm² svarer til nøjagtigt 10 J/m². Beregneren arbejder internt i SI-enheder og afrunder kun resultatet.
En limfuge udsættes for 50 mW/cm² i ti sekunder. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5000 J/m². Omvendt kræver en måldosis på 500 mJ/cm² ved 50 mW/cm² 10 s.
Hvis irradiansen varierer under processen — fordi arbejdsstykket passerer kilden, lampen varmer op eller ældes — er produktet E · t kun en tilnærmelse; det, der tæller, er integralet over tid, som et dosimeter måler direkte. Dosis er også en rent energetisk størrelse: den siger ikke noget om, hvorvidt bølgelængden matcher fotoinitiatoren, organismen eller teststandarden. To processer med samme dosis, men forskelligt spektrum, kan give helt forskellige resultater.
Ofte stillede spørgsmål
UV-dosis er den strålingsenergi, der modtages pr. arealenhed. I praksis angives den normalt i mJ/cm², i SI-enheder i J/m². 1 mJ/cm² svarer til 10 J/m². Den korrekte term er stråleeksponering; "dosis" er den etablerede kortform.
Med en faktor 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Så 500 mJ/cm² er 5000 J/m² eller 0,5 J/cm².
Aritmetisk giver det samme dosis. Om det også giver samme effekt, er en anden sag - det kræver, at reciprocitetsloven holder. Ved UV-hærdning kan den svigte ved meget høj irradians, fordi fotoinitiatoren forbruges lokalt, eller fordi iltinhibering opfører sig anderledes. Er du i tvivl, bør du teste procesvarianten, ikke kun dosis.
De sædvanlige årsager: irradiansen blev målt på en anden afstand eller position end der, hvor arbejdsstykket befinder sig; lampen var opvarmet under målingen, men ikke under processen; eller sensoren evaluerer et andet spektralområde end det, kilden udsender.
For et sikkert design den laveste værdi inden for arbejdsområdet — den afgør, hvor den krævede dosis nås sidst. Hvor kraftigt irradiansen varierer på tværs af arealet, vises af UV LED-simuleringen eller af en række radiometermålinger.
Ja. En dosis uden det evaluerede spektrale område kan ikke sammenlignes. Typiske angivelser lyder "1000 mJ/cm² UV-A (315-400 nm)". Hvilket område der måles, afhænger af sensoren - se UV-sensor-finderen.
Med et rejsedosimeter, der integrerer over passagen, eller med en permanent installeret sensor, der kontinuerligt overvåger irradiansen. Begge dele er beskrevet under korrekt måling af UV-dosis og irradians.
Forfatter: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia er administrerende direktør for Opsytec Dr. Gröbel GmbH i Ettlingen og leder det akkrediterede kalibreringslaboratorium. Efter sin forskning i pulsede xenon-excimerudladninger på Institute of Lighting Technology ved KIT er hans nuværende fokus på optisk strålingsmåleteknik. Han er næstformand for DIN Standards Committee FNL 7 "Optical Radiation" og medlem af DVGW's projektgruppe om UV-desinfektion.
