medición UV para sistemas transportadores y procesos continuos

En los sistemas transportadores, la irradiancia en la pieza de trabajo cambia continuamente a medida que esta los atraviesa. Por ello, una lectura estática bajo la lámpara a menudo no es suficiente para evaluar el proceso. Lo que importa es la irradiancia de pico, el perfil temporal y la dosis integrada a partir de este en el plano real de la pieza de trabajo.

Esta página describe cómo se registran estas magnitudes en el proceso en marcha y qué se debe tener en cuenta al seleccionar el equipo de medición. Las magnitudes en sí se definen en la página cómo medir correctamente la dosis y la irradiancia UV.

Una pieza de trabajo atraviesa la zona de irradiación en un tiempo finito. Entra en el campo de radiación, alcanza su máximo bajo la fuente y vuelve a salir del campo. La dosis que actúa sobre la pieza es la integral de este perfil, no el producto del valor de pico y el tiempo de permanencia. Dos líneas con la misma irradiancia de pico pueden suministrar dosis claramente diferentes en función de la geometría del reflector, el número de lámparas y la velocidad de la cinta.

Además, el lugar de medición debe representar el plano del componente. Una medición realizada cerca de la lámpara, o a una altura diferente a la de la pieza de trabajo, produce valores que no se pueden trasladar al proceso.

Un instrumento de paso registra la irradiancia a lo largo del tiempo y deriva de ella tres magnitudes:

• Irradiancia de pico – el valor máximo del recorrido. Limita la velocidad de reacción alcanzable y es una medida de la carga para sustratos sensibles a la temperatura.
• Perfil temporal – la forma y la anchura del perfil revelan el efecto de los reflectores, la separación de las lámparas y las sombras. Varias lámparas producen varios máximos.
• Dosis integrada – la integral temporal sobre todo el recorrido. Esta magnitud suele documentarse para la liberación del proceso.

La frecuencia de muestreo del instrumento debe coincidir con la velocidad de la cinta: en líneas rápidas con zonas de irradiación cortas, un muestreo demasiado lento puede pasar por alto el máximo y subestimar la dosis.

• Altura total. El instrumento debe caber por el hueco disponible sin distorsionar la distancia a la fuente.
• Resistencia a la temperatura. En líneas con lámparas de mercurio la carga térmica es considerable; los límites de temperatura admisibles de la carcasa y del sensor limitan el número de pasadas.
• Rango espectral. El sensor tiene que cubrir el rango que realmente es relevante para el proceso. Con líneas de LED UV es decisiva la longitud de onda de pico, con lámparas de mercurio el espectro de líneas.
• Frecuencia de muestreo y memoria. Ambas determinan con qué finura se resuelve el perfil y cuántas pasadas se pueden almacenar.
• Evaluación y documentación. Para la liberación del proceso lo que cuenta es un registro de datos trazable y exportable con sello de tiempo y referencia de calibración.

• curelog y curelog Base – radiómetros planos y dosímetros para uso de paso, de forma autónoma o conectados a la línea.
• tinyTracker – registrador de dosis compacto para zonas de irradiación confinadas.
• UVpad – instrumento portátil plano de medición espectral para líneas con fuentes cambiantes.
• sensores XT – sensores para temperaturas elevadas en líneas de curado.
• sensores inline – monitorización instalada de forma permanente en la posición de medición definida.

La cadena de referencia para la liberación del proceso se define por separado de la monitorización continua y se calibra de forma trazable en el laboratorio de calibración acreditado.

Esta página trata el problema de la medición en sí. Su forma específica por sector se describe en las páginas de aplicación: medición UV en la impresión industrial para procesos de impresión, curado UV y fotopolimerización para el diseño de procesos, y automatización e integración de procesos para la conexión con los sistemas de control y la documentación.

¿Cómo se controla la dosis UV en un proceso automatizado?
En dos pasos. Para la liberación, un registrador de dosis recorre el sistema junto con la pieza de trabajo y proporciona la irradiancia de pico, el perfil temporal y la dosis integrada; ese recorrido se documenta. Después, un sensor instalado de forma permanente en una posición definida mantiene trazable el estado entre dos liberaciones. La frecuencia de muestreo debe adaptarse a la velocidad de la cinta: a 120 m/min con una zona de irradiación de 25 mm se requieren alrededor de 1 600 Hz. Un muestreo demasiado lento pasa por alto el máximo y subestima la dosis.

¿Por qué no basta con una sola lectura en parada?
Porque describe únicamente la irradiancia en una posición con el sistema detenido. La magnitud relevante del proceso es la dosis que recibe un elemento de superficie durante su paso; esta se obtiene como una integral temporal a lo largo de todo el recorrido. Los reflectores, la separación entre lámparas y las sombras determinan el perfil, y varias lámparas producen varios máximos. A una velocidad de cinta de 20 m/min y una zona de irradiación de 100 mm, el paso dura aproximadamente 0,3 s, un tiempo demasiado corto para leerlo manualmente.

El Dr.-Ing. Mark Paravia es el gerente de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras sus investigaciones sobre descargas de excímero de xenón pulsadas en el Institute of Lighting Technology del KIT, su enfoque actual es la medición de radiación óptica. Es vicepresidente del comité de normalización DIN FNL 7 «Radiación óptica» y miembro del grupo de proyecto de la DVGW sobre desinfección UV.