Jatkuvassa prosessissa lopputulosta ei ratkaise jaksoaika vaan aika, jonka työkappaleen kohta todella viettää lähteen alla. Tämä laskuri johtaa tuon viipymäajan hihnan nopeudesta ja säteilytetystä pituudesta, siitä annoksen – ja päinvastoin suurimman nopeuden, jolla vaadittu annos vielä saavutetaan.
Tämä on laskenta jokaisen kuljetinlinjan takana: pinnoitteen toimittaja määrittää annoksen, linjalla on kiinteä säteilytetty pituus, ja etsittävä suure on syöttönopeus. Linjan ajaminen nopeammin pienentää annosta samassa suhteessa; nopeuden kaksinkertaistaminen puolittaa sen. Sama laskenta osoittaa, tarvitaanko lisäsäteilijää halutun läpivirtauksen saavuttamiseksi ylipäätään.
Laskenta olettaa irradianssin olevan tasainen säteilytetyllä pituudella. Todelliset säteilijät profiloituvat huippuun keskellä – silloin merkitsevää on integraali läpiajon yli, jonka liikkuva dosimetri mittaa suoraan. Opsytec valmistaa ja kalibroi näitä laitteita omassa laboratoriossaan.
Staattinen laskenta ilman hihnan liikettä löytyy UV-annoslaskurista ja UV-altistusajan laskurista; kaikki kaksitoista radiometristä laskuria on koottu radiometrialaskuriin.
Tämä laskelma on tarkoitettu tekniseen suuntaa-antavaan käyttöön. Se soveltuu irradianssiin, joka on tasainen säteilytetyn pituuden matkalla, ja vakiona pysyvään hihnan nopeuteen. Prosessin hyväksynnät on varmistettava mittauksella kalibroiduilla laitteilla todellisissa olosuhteissa – jatkuvassa prosessissa järkevästi liikkuvalla dosimetrillä.
Perusteet
Viipymäaika saadaan jakamalla säteilytetty pituus hihnan nopeudella: t = L / v. Annos saadaan kuten staattisessa tapauksessa: H = E · t. Ratkaisemalla molemmat nopeuden suhteen saadaan tavoiteannoksen mukainen suurin nopeus: v_max = L · E / H_target. Laskin käyttää pituutta millimetreinä ja nopeutta metreinä minuutissa – tuotannossa käytettyjä yksiköitä – ja muuntaa ne sisäisesti SI-yksiköiksi; kun L on mm ja v on m/min, t sekunteina saadaan kertoimella 0,06.
Säteilijä säteilyttää 200 mm hihnasta, ja linja kulkee nopeudella 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. Kun irradianssi on 500 mW/cm², saadaan H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Samaa 1000 mJ/cm² tavoiteannosta varten hihna voi siis kulkea enintään nopeudella 6 m/min; 500 mJ/cm² annoksella nopeus voisi olla 12 m/min.
Irradianssi harvoin pysyy vakiona kuljetusradan matkalla — se kasvaa säteilijän keskikohtaa kohti ja heikkenee reunoilla. Tulo E · t yliarvioi annoksen, jos käytetään huippuarvoa, ja aliarvioi sen reunavärvillä. Useat peräkkäiset säteilijät summaavat vaikutuksensa, ei pituuksiaan. Ja kuten aina: annos on energeettinen suure ja se ei kerro mitään siitä, vastaako spektri fotoinitiaattoria.
Usein kysytyt kysymykset
Ensin viipymäaika säteilytetystä pituudesta ja hihnan nopeudesta, sitten annos irradianssista ja viipymäajasta: t = L / v ja H = E · t. Arvoilla 200 mm ja 6 m/min se on 2 s; arvolla 500 mW/cm² tulos on 1000 mJ/cm².
Kuljetinsuunnan mukainen matka, jonka aikana työkappaleen piste todella altistuu säteilylle — ei säteilylähteen kotelon fyysinen pituus. Kun peräkkäin on useita säteilylähteitä, jokainen osuus lasketaan erikseen; annosten osuudet summautuvat yhteen.
Kääntäen verrannollinen: kaksinkertainen nopeus tarkoittaa puolta viipymäajasta ja siten puolta annoksesta. Läpäisyn kaksinkertaistaminen edellyttää kaksinkertaista irradianssia tai kaksinkertaista säteilytettyä pituutta.
Tavallisesti syynä on säteilylähteen profiili: laskelmassa oletetaan tasainen irradianssi, kun todellisuudessa työkappale kulkee huippuarvon läpi. Lisäksi etäisyys muuttuu työkappaleen korkeuden mukaan, ikkuna on likaantunut ja lähde vanhenee. Kuinka voimakkaasti lähteen teho heikkenee, näytetään sivulla UV-lamppujen ja UV-LEDien vanheneminen.
Kulkeva dosimetri prosessin vapautukseen ja pysyvästi asennettu anturi jatkuvaan valvontaan. Mittauskäytäntö on kuvattu sivulla UV-mittaus kuljetinjärjestelmille.
Kyllä, samalla lähestymistavalla: hihnan nopeus korvataan työkalun radan nopeudella, ja säteilytetty pituus säteilytetyn radan pituudella. Sovellukset on kuvattu kohdassa robotiikka.
Kirjoittaja: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia on Opsytec Dr. Gröbel GmbH:n toimitusjohtaja Ettlingenissä ja johtaa akkreditoitua kalibrointilaboratoriota. Tutkittuaan pulssitettuja ksenoni-eksimeeripurkauksia KIT:n valaistustekniikan instituutissa hänen nykyinen painopisteensä on optisen säteilyn mittaustekniikassa. Hän toimii DIN-standardointikomitean FNL 7 "Optical Radiation" varapuheenjohtajana ja on DVGW:n UV-desinfiointia käsittelevän projektiryhmän jäsen.
