Una vez fijada la dosis UV necesaria y conocida la irradiancia de la instalación, queda abierta una magnitud: cuánto tiempo exponer. Esta calculadora responde exactamente a eso. Toma la dosis objetivo en mJ/cm² y la irradiancia medida en mW/cm² y devuelve el tiempo necesario en segundos y en formato minutos:segundos.
Es el cálculo más habitual al configurar un proceso UV. El proveedor del adhesivo especifica una dosis, la ficha técnica de la lámpara o una medición proporcionan la irradiancia; el tiempo de ciclo es lo que se busca. El mismo cálculo también muestra si un proceso encaja siquiera en el tiempo de ciclo previsto: si la irradiancia es demasiado baja, el tiempo se vuelve poco realista y se necesita una fuente más potente o una distancia de trabajo más corta.
El resultado se aplica a una irradiancia que permanece constante durante el periodo en la posición de la pieza. Si la pieza pasa por delante de la fuente, lo que importa no es el tiempo de ciclo, sino el tiempo de permanencia en la zona irradiada. Un diseño solo se vuelve vinculante mediante una medición con instrumentos calibrados, fabricados y calibrados por Opsytec en su propio laboratorio.
El cálculo inverso —la dosis a partir del tiempo y la irradiancia— se encuentra en la calculadora de dosis UV; las doce calculadoras radiométricas están reunidas en la calculadora de radiometría.
Este cálculo tiene carácter de orientación técnica. Se aplica a una irradiancia que permanece constante durante el tiempo de exposición en la posición de medición y no tiene en cuenta ni el calentamiento ni el envejecimiento ni la coincidencia espectral. Las liberaciones de proceso deben verificarse mediante mediciones calibradas en condiciones reales.
Fundamentos
El tiempo de exposición se obtiene a partir de la ecuación de la dosis H = E · t despejando: t = H / E. Al introducir la dosis objetivo H en mJ/cm² y la irradiancia E en mW/cm², se obtiene t directamente en segundos, ya que las unidades se cancelan porque mJ = mW · s. En unidades del SI, esto corresponde a H en J/m² dividido por E en W/m². La calculadora también proporciona el tiempo en formato min:s, ya que los tiempos de ciclo de producción suelen indicarse de esa manera.
Un recubrimiento requiere 500 mJ/cm², la instalación proporciona una irradiancia medida de 50 mW/cm² en la pieza de trabajo. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Si una distancia de trabajo mayor reduce a la mitad la irradiancia a 25 mW/cm², el tiempo se duplica a 20 s.
Para procesos en movimiento, lo que se necesita es el tiempo de permanencia en la zona irradiada, no el tiempo de ciclo: divida la longitud irradiada entre la velocidad de la cinta. Para fuentes pulsadas, introduzca la irradiancia media, no la de pico. Y al igual que con la calculadora de dosis: un tiempo suficiente sobre el papel no garantiza nada si el espectro de la fuente no coincide con el fotoiniciador o con la tarea de ensayo.
Preguntas frecuentes
Dosis objetivo dividida entre la irradiancia: t = H / E. Con una dosis objetivo de 500 mJ/cm² y 50 mW/cm² eso equivale a 10 s. Ambos valores deben referirse al mismo rango espectral.
El valor medido en la posición de la pieza de trabajo. Los valores de la hoja de datos se aplican a una distancia definida y a una lámpara nueva; una vez instalada, el valor real suele ser considerablemente menor debido a la distancia, la contaminación y el envejecimiento.
Porque la irradiancia varía a lo largo de la superficie. El tiempo calculado se aplica al valor introducido; donde la irradiancia es menor, la dosis se alcanza más tarde. Para un diseño seguro, utilice el valor más bajo dentro del área de trabajo.
Mediante un factor de mantenimiento: diseñe con la irradiancia al final del intervalo de sustitución, no con la de una lámpara nueva. La intensidad con la que disminuyen las lámparas UV y los LED UV se describe en fuentes UV y vida útil.
Solo de forma indirecta. En ese caso, lo que rige es el tiempo de permanencia en la zona irradiada, es decir, la longitud irradiada dividida por la velocidad de la cinta. La práctica de medición se describe en medición UV para sistemas transportadores.
Tres palancas: una distancia de trabajo más corta, una fuente más potente o adicional, o una fuente con un espectro más adecuado. Cómo influyen la distancia y la disposición se puede explorar en la simulación de LED UV.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia es el director gerente de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras sus investigaciones sobre descargas de excímero de xenón pulsado en el Institute of Lighting Technology del KIT, su interés actual se centra en la tecnología de 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.
