La simulación de cámaras de irradiación de Opsytec calcula la irradiancia espacial en cámaras de irradiación UV y UV-LED. La simulación muestra la distribución de la irradiancia, la homogeneidad y la dosis UV en función de la cámara, el rango espectral, la potencia y la posición del plano de medición. Abarca las cámaras de irradiación UV de la serie BS con lámparas de mercurio de baja presión para UVA, UVB y UVC, así como las cámaras de irradiación UV-LED de la serie BSL con longitudes de onda de 365 a 450 nm.
Para cada cámara, la irradiancia se calcula en un plano de medición de altura ajustable, desde el suelo de la cámara hasta justo debajo del plano de las lámparas o LED. La distribución de la irradiancia se muestra como un mapa de falso color y como perfiles de sección; cifras clave como el valor máximo y el valor medio permiten comparar directamente la homogeneidad de la iluminación. A partir de la irradiancia media, la simulación calcula además la dosis UV y el tiempo de irradiación necesario para alcanzar una dosis objetivo, incluyendo el comportamiento de encendido de las lámparas y los LED. Las propias muestras y componentes pueden cargarse como archivos STEP o STL; la simulación tiene en cuenta su sombra proyectada sobre el plano de medición. Todos los resultados pueden exportarse como archivo CSV o como informe de simulación en PDF. El cálculo se ejecuta por completo en el navegador.
Esto permite estimar, antes de una compra o un experimento, qué cámara de irradiación UV alcanza la irradiancia y la homogeneidad requeridas, y qué tiempo de irradiación produce la dosis UV deseada. La simulación es adecuada para aplicaciones que van desde el curado UV y los ensayos de degradación o envejecimiento hasta la desinfección y la irradiación de cultivos celulares.
Modelo: cámaras de irradiación de la serie BS (lámparas T8 como fuentes lineales isótropas) y de la serie BSL (matriz de LED UV con modelos de emisión OPSY medidos). Las 4 paredes laterales reflejan mediante el método de la fuente imagen (reflectancias ajustadas a distribuciones medidas); la disposición de la fuente está simplificada. Resultado de simulación sin garantía.
Fundamentos de la simulación de la cámara de irradiación
La simulación reproduce cada cámara de irradiación UV con sus dimensiones internas reales. Las lámparas y los LED se modelan como fuentes de radiación; las reflexiones en las paredes laterales espejadas se incorporan al cálculo mediante el método de las fuentes imagen. Para cada punto del plano de medición, la simulación suma las contribuciones de todas las fuentes y sus imágenes especulares, obteniendo así la distribución espacial de la irradiancia dentro de la cámara.
Tras seleccionar la cámara, el rango espectral (UVA, UVA+, UVB o UVC para las cámaras BS, longitud de onda LED de 365–450 nm para las cámaras BSL) y la potencia, la simulación calcula la irradiancia en mW/cm² o W/m². Opcionalmente, se pueden combinar dos grupos de lámparas o longitudes de onda LED con controles deslizantes de potencia independientes, por ejemplo para la irradiación mixta de UVA y UVB.
La distribución de la irradiancia en el plano de medición se muestra como un mapa de colores falsos, complementado con perfiles de sección relativos que atraviesan el centro de la cámara. Cifras clave como E máx y E media cuantifican la homogeneidad de la iluminación. Los puntos de medición pueden colocarse haciendo clic en el mapa de calor para leer la irradiancia en posiciones individuales — por ejemplo, en las ubicaciones de las muestras.
La altura del plano de medición es ajustable libremente, desde el suelo de la cámara hasta justo debajo de las fuentes. Con una distancia menor a las lámparas o los LED, la irradiancia aumenta según la ley del cuadrado inverso, mientras que la homogeneidad suele disminuir. La simulación hace visible esta compensación y ayuda a encontrar la altura de muestra adecuada para una irradiación uniforme.
A partir de la irradiancia media del plano de medición, la simulación calcula la dosis UV como una integral temporal. Tras introducir una dosis objetivo en mJ/cm², muestra la irradiancia en función del tiempo y el punto de desconexión, incluyendo el comportamiento de encendido: las lámparas de mercurio de baja presión tardan en alcanzar su potencia, mientras que los LED UV la alcanzan en pocos segundos.
Sus propias muestras y componentes pueden cargarse en la cámara como archivos STEP o STL. El modelo se sitúa centrado en el plano de medición, se considera opaco y proyecta una sombra; las contribuciones reflejadas por las paredes y el techo se reducen en consecuencia. Los archivos se procesan exclusivamente de forma local en el navegador: no se suben ni se almacenan.
Las paredes laterales espejadas de las cámaras de irradiación aumentan considerablemente la irradiancia y la homogeneidad; la simulación las reproduce mediante el método de las fuentes imagen con reflectancias específicas para cada pared, ya que la puerta y el techo reflejan más débilmente que las paredes laterales. Además, el cálculo tiene en cuenta el ángulo de incidencia (cos θ) y la ley del inverso del cuadrado para cada contribución de la fuente.
La serie BS utiliza lámparas de mercurio de baja presión T8, integradas analíticamente como fuentes lineales isotrópicas — para UVA, UVA+, UVB y UVC. La serie BSL utiliza matrices de LED UV; sus características de emisión proceden de modelos de LED medidos para longitudes de onda de 365 a 450 nm. El BS-05, de doble cara, se simula con grupos de lámparas superior e inferior independientes.
La disposición interna de las fuentes se simplifica; no se tienen en cuenta los componentes de reflexión difusa, las reflexiones en el suelo, las pérdidas de Fresnel en la superficie objetivo, los efectos espectrales ni el envejecimiento de las fuentes. Los detalles se indican en la descripción del modelo anterior. Los resultados son datos orientativos para la planificación y la comparación; no sustituyen una medición y se proporcionan sin garantía.
Con las BS-02 a BS-05, la serie BS abarca cámaras desde compactas hasta de gran volumen; la BS-05 irradia desde ambos lados. La serie BSL ofrece cámaras UV-LED en varios tamaños y clases de potencia (HO, ECO, ECO+) con BSL-01i a BSL-04. La simulación facilita una comparación directa; los datos técnicos y los accesorios se encuentran en la página de producto cámaras de irradiación Opsytec.
Preguntas frecuentes sobre la simulación de la cámara de irradiación
La serie BS con lámparas de mercurio de baja presión cubre los rangos espectrales clásicos UVA, UVA+, UVB y UVC y es adecuada para ensayos de intemperie, desinfección y envejecimiento. La serie BSL con LED UV (365–450 nm) conmuta instantáneamente, es regulable con precisión y ofrece una irradiancia elevada, ideal para el curado UV y experimentos de dosis reproducibles. La simulación permite comparar directamente ambas series.
La simulación proporciona datos orientativos: la disposición de las fuentes está simplificada y el modelo de reflexión se ajusta a distribuciones medidas. Solo una medición en la cámara real es vinculante, por ejemplo con un radiómetro de Opsytec.
Introduzca la dosis objetivo en mJ/cm² en el control de dosis y tiempo. La simulación integra la irradiancia media a lo largo del tiempo, incluido el comportamiento de encendido de las lámparas o los LED, y muestra el punto de apagado y la irradiancia en función del tiempo.
Sí: cargue un modelo STEP o STL; este se apoya centrado en el plano de medición y proyecta una sombra, y las contribuciones reflejadas por la pared y el techo también se reducen. El archivo se procesa exclusivamente de forma local en el navegador y no se carga ni se almacena.
Autor: Dr. Mark Paravia
El Dr.-Ing. Mark Paravia es el director gerente de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras su investigación sobre descargas de excímero de xenón pulsado en el Instituto de Tecnología de Iluminación del KIT, su enfoque actual se centra en la tecnología de medición de radiación óptica. Es vicepresidente del Comité de Normas DIN FNL 7 "Radiación Óptica" y miembro del Grupo de Proyecto DVGW sobre Desinfección UV.
cálculo de la irradiancia en la cámara
Para calcular la irradiancia de una cámara se necesitan tres cosas: modelo, equipamiento de lámparas y distancia al plano de la muestra. El simulador de arriba las toma y también muestra la distribución en la bandeja.
Una irradiancia calculada no sustituye ninguna medición, pero antes de una compra indica si la dosis requerida se acumula en un tiempo razonable.