UV-måling til transportsystemer og kontinuerlige processer

I transportsystemer ændrer irradiansen ved emnet sig løbende, mens det passerer igennem. En statisk måling under lampen er derfor ofte ikke tilstrækkelig til at vurdere processen. Det, der er afgørende, er tophirradiansen, tidsforløbet og den dosis, der integreres heraf i det reelle emneplan.

Denne side beskriver, hvordan disse størrelser registreres i den kørende proces, og hvad man skal være opmærksom på ved valg af måleudstyr. Selve størrelserne er defineret på siden korrekt måling af UV-dosis og irradians.

Et arbejdsstykke passerer bestrålingszonen på en begrænset tid. Det kommer ind i strålingsfeltet, når sit maksimum under kilden og forlader feltet igen. Dosen, der påvirker delen, er integralet af denne profil, ikke produktet af spidsværdien og opholdstiden. To linjer med samme maksimale irradians kan levere klart forskellige doser afhængigt af reflektorgeometri, antal lamper og båndhastighed.

Desuden skal målestedet repræsentere komponentplanet. En måling taget tæt under lampen, eller i en anden højde end arbejdsstykket, giver værdier, der ikke kan overføres til processen.

Et gennemløbsinstrument registrerer irradiansen over tid og udleder tre størrelser heraf:

• Topirradians – maksimalværdien for kørslen. Den begrænser den opnåelige reaktionshastighed og er et mål for belastningen på temperaturfølsomme substrater.
• Tidsprofil – profilens form og bredde afslører effekten af reflektorer, lampeafstand og skyggedannelse. Flere lamper giver flere maksima.
• Integreret dosis – tidsintegralet over hele kørslen. Denne størrelse dokumenteres normalt ved procesfrigivelse.

Instrumentets samplingfrekvens skal passe til båndhastigheden: i hurtige linjer med korte bestrålingszoner kan for langsom sampling overse maksimum og give en for lav dosis.

• Samlet højde. Instrumentet skal kunne passere gennem den tilgængelige åbning uden at forvrænge afstanden til kilden.
• Temperaturbestandighed. I linjer med kviksølvlamper er den termiske belastning betydelig; de tilladte grænser for kabinet- og sensortemperatur begrænser antallet af gennemløb.
• Spektralområde. Sensoren skal dække det område, der faktisk er relevant for processen. Med UV-LED-linjer er topbølgelængden afgørende, med kviksølvlamper linjespektret.
• Samplingfrekvens og hukommelse. Begge dele bestemmer, hvor fint profilen opløses, og hvor mange gennemløb der kan gemmes.
• Evaluering og dokumentation. For procesfrigivelse er det afgørende med en sporbar, eksporterbar datapost med tidsstempel og kalibreringsreference.

• curelog og curelog Base – flade radiometre og dosimetre til gennemløbsbrug, autonomt eller forbundet til linjen.
• tinyTracker – kompakt doselogger til afgrænsede bestrålingszoner.
• UVpad – fladt, spektralt målende håndinstrument til linjer med skiftende kilder.
• XT-sensorer – sensorer til høje temperaturer i hærdningslinjer.
• Inline-sensorer – permanent installeret overvågning på den definerede målepositionen.

Referencekæden til procesfrigivelse defineres separat fra den løbende overvågning og kalibreres sporbart i det akkrediterede kalibreringslaboratorium.

Denne side behandler selve måleproblemet. Den branchespecifikke form er beskrevet på applikationssiderne: UV-måling i industriel tryk for trykprocesser, UV-hærdning og fotopolymerisering for procesdesign, og automatisering og procesintegration for forbindelsen til styresystemer og dokumentation.

Hvordan styres UV-dosis i en automatiseret proces?
I to trin. Til frigivelse gennemløber en dosislogger systemet sammen med arbejdsstykket og giver topirradians, tidsprofilen og den integrerede dosis; dette gennemløb dokumenteres. Derefter holder en permanent monteret sensor på en defineret position tilstanden mellem to frigivelser sporbar. Samplingfrekvensen skal matche båndhastigheden: ved 120 m/min med en 25 mm bestrålingszone kræves omkring 1.600 Hz. En for langsom sampling overser maksimum og underestimerer dosis.

Hvorfor er en enkelt måling ved stilstand ikke nok?
Fordi den kun beskriver irradiansen på én position, mens systemet står stille. Processtørrelsen er den dosis, et overfladeelement modtager under passagen; den fremkommer som et tidsintegral over hele gennemløbet. Reflektorer, lampeafstand og skyggevirkning former profilen, og flere lamper giver flere maksima. Ved en båndhastighed på 20 m/min og en 100 mm bestrålingszone varer gennemløbet ca. 0,3 s – for kort til at aflæse manuelt.

Dr.-Ing. Mark Paravia er administrerende direktør for Opsytec Dr. Gröbel GmbH i Ettlingen og leder det akkrediterede kalibreringslaboratorium. Efter sin forskning i pulserende xenon-excimerudladninger på Institute of Lighting Technology ved KIT er hans fokus i dag optisk strålingsmåling. Han er næstformand for DIN-standardiseringsudvalget FNL 7 "Optical radiation" og medlem af DVGW's projektgruppe om UV-desinfektion.