La simulación de fuente puntual UV LED de Opsytec Dr. Gröbel calcula el perfil del haz y la irradiancia (mW/cm²) de las fuentes puntuales UV LED solo P, Spot P y Spot P short directamente en su navegador. Elija el producto y la óptica (Standard, High Power o Parallel Beam), ajuste la longitud de onda (365–450 nm) y la distancia de trabajo, y obtenga al instante la distribución en forma de mapa de calor, una vista 3D y perfiles de sección transversal.
El cálculo es una simulación de transferencia radiativa a través de la óptica (trazado de rayos inverso) con hipótesis simplificadas, calibrada según los perfiles de irradiancia de las hojas de datos de los productos. Los resultados se pueden exportar como archivos CSV y como un informe de simulación en PDF. Los valores calculados son datos orientativos para la selección de productos; los niveles de irradiancia vinculantes deben verificarse mediante medición, por ejemplo con un radiómetro de Opsytec.
Modelo: transferencia radiativa determinista a través de la óptica (trazado de rayos inverso, E = Σ L·cosθ·dΩ) con hipótesis simplificadas, calibrado según los perfiles de irradiancia de las hojas de datos del producto (385 nm). El plano objetivo es perpendicular al eje del haz a la distancia de trabajo desde la parte frontal de la carcasa; la superficie total es plana en z = 0. Las pérdidas de transmisión de la óptica se incluyen como un factor global; las tolerancias de fabricación, la dispersión de los LED y los efectos de la temperatura no se incluyen: son valores indicativos, no mediciones.
Modelo e hipótesis de la simulación de fuente puntual
Las fuentes puntuales se calculan mediante un cálculo determinista de transferencia radiativa a través de la óptica: para cada punto del plano objetivo, la irradiancia se obtiene como la integral de la radiancia sobre la abertura de salida de la óptica,
Fórmula: E = Σ L(u, θ) · T · cos θ · ΔΩ
Las líneas de visión se trazan hacia atrás a través de la óptica. El método está libre de ruido y es exactamente reproducible; se aprovecha la simetría rotacional de la óptica (cálculo sobre radios, síntesis de la malla).
La trayectoria del haz de cada opción óptica (Standard, High Power, Parallel Beam) se representa mediante un modelo simplificado con superficies ópticas idealizadas; el LED se introduce como una fuente extensa con una distribución espacial y angular simplificada. El modelo está calibrado con los perfiles de irradiancia de las hojas de datos del producto (385 nm) y convierte otras longitudes de onda mediante la dispersión de la óptica. Las pérdidas de transmisión de la óptica se incluyen como un factor global. El flujo radiante por longitud de onda proviene de la parametrización del LED; UV-LED solo P se calcula con potencia de LED reducida, Spot P short es ópticamente idéntico a Spot P (carcasa más corta).
- Simulación orientativa: no se incluyen las tolerancias de fabricación, la dispersión/binning de los LED ni los efectos de la temperatura
- Las reflexiones en la pared del tubo se incluyen como especulares con una reflectancia agregada (15 % por defecto, aluminio anodizado en ángulos pronunciados) hasta el tercer rebote; la dispersión difusa no se incluye
- Disposiciones multipunto: todos los puntos son idénticos (producto, óptica, potencia), el pivote de inclinación es el centro de la cara frontal, sin sombreado mutuo; la suma se realiza mediante un campo de punto único precalculado
- Plano objetivo perpendicular al eje del haz (cálculo de simetría rotacional); en los modelos CAD se tiene en cuenta el ángulo de incidencia local, pero no el sombreado
Preguntas frecuentes sobre la simulación de fuente puntual
La simulación es determinista: un cálculo de transferencia radiativa a través de la óptica, calibrado con los perfiles de irradiancia de las hojas de datos del producto a 385 nm. Proporciona valores indicativos para la selección y el diseño de productos. No se incluyen las tolerancias de fabricación, la dispersión y clasificación (binning) de los LED, los efectos de la temperatura ni la dispersión difusa. Los niveles de irradiancia vinculantes deben determinarse mediante medición con un radiómetro UV calibrado.
La óptica Standard enfoca la radiación LED en un punto de unos pocos milímetros, con el mejor enfoque a una distancia de trabajo de aproximadamente 15–20 mm. High Power enfoca de forma más cerrada y más cerca de la cara frontal (aproximadamente 4–8 mm) y alcanza la irradiancia más alta. Parallel Beam proporciona un haz casi paralelo con menor irradiancia, pero con una gran profundidad de campo para distancias de trabajo desde aproximadamente 30 mm. Las tarjetas "Beam profile" y "Section view" muestran la comparación tal como aparece en la hoja de datos.
La distancia de trabajo se mide desde la cara frontal de la carcasa hasta el plano objetivo, que es perpendicular al eje del haz. En el caso de los modelos STEP o STL, la distancia se refiere al borde superior del modelo. El control deslizante recorre la distancia; las cifras clave muestran la irradiancia central, el valor medio, el máximo y el diámetro del punto.
Sí. En la sección "Arrangement" se pueden disponer hasta 16 puntos en fila, cuadrado o anillo, con espaciado e inclinación ajustables (perpendicular, hacia el centro, hacia un punto de destino o de forma individual). Tras "Calculate" se suma la irradiancia de todos los puntos; el optimizador mejora la uniformidad mediante el ángulo de inclinación, el espaciado y la distancia de trabajo. La geometría se puede exportar como tabla, vista superior acotada (PNG) y DXF.
Sí. Cargue un modelo STEP o STL; la irradiancia se calcula por cara exterior con el ángulo de incidencia local, las caras orientadas en dirección opuesta a los focos reciben cero, el sombreado no se tiene en cuenta. El archivo se procesa completamente en local en su navegador y nunca se sube a un servidor.
La simulación cubre 365, 385, 395, 405 y 450 nm. El flujo radiante típico del LED se almacena por longitud de onda y se incorpora directamente al cálculo; la óptica se convierte a la longitud de onda seleccionada mediante su dispersión.
Autor: Dr. Mark Paravia
El Dr.-Ing. Mark Paravia es el director general 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 Instituto de Tecnología de Iluminación del KIT, su interés 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.