Tällä Opsytec Dr. Gröbelin simuloinnilla laskette irradianssin (mW/cm²) suurilla säteilytetyillä pinnoilla, joita valaisevat yhdessä useat UV-LED-valaisimet tuoteperheistä SFL ja sarja L – suoraan selaimessanne. Sijoittakaa valaisimet riviin, ruudukkoon, renkaaseen tai vapaasti taulukon avulla, kiertäkää ja kallistakaa niitä, ja saatte heti jakauman kohdepinnalla lämpökarttana, 3D-näkymänä ja poikkileikkausprofiileina – tasaisuuden, homogeenisuuden ja kahden vaihtoehdon A/B-vertailun kera.
Laskenta käyttää samaa mallia kuin UV-LED-3D-irradianssilaskin (LEDin mitattu säteilykuvio, summa kaikkien LEDien yli). Lisäksi simulointi ottaa kallistettujen valaisimien kohdalla huomioon viereisten koteloiden aiheuttaman varjostuksen. Tulokset voidaan viedä CSV-tiedostona, DXF-ylänäkymänä ja PDF-simulointiraporttina. Lasketut arvot ovat ohjeellisia tietoja järjestelmän suunnitteluun; sitovat irradianssitasot on syytä varmistaa mittaamalla, esim. Opsytecin radiometrillä.
Malli: kaikkien valaisimien kaikkien LEDien summa mitatulla säteilykuviolla (E = Σ I₀·rel(θ)·cos ε / r²) kuten työkalussa UV-LED-3D-irradianssilaskin, laajennettuna viereisten valaisimien koteloiden aiheuttamalla varjostuksella. Työetäisyys etupinnasta; kokonaispinta on tasainen kohdassa z = 0. Ei heijastuksia; valmistustoleransseja, LEDien hajontaa ja lämpötilavaikutuksia ei ole otettu huomioon – ohjeellisia arvoja, ei mittaustuloksia.
Suurten pintojen simuloinnin malli ja oletukset
Jokainen valaisin koostuu omasta LED-matriisistaan (rivit × sarakkeet, jakoväli 10 mm). Kohdepinnan jokaisessa pisteessä lasketaan yhteen kaikkien valaisimien jokaisen yksittäisen LEDin osuus (fotometrinen etäisyyden neliön laki):
Kaava: E = Σ I₀ · rel(θ) · cos ε / r²
θ on kulma kunkin valaisimen akseliin nähden (kallistetuilla valaisimilla kallistettu), ε tulokulma kohdepinnalla, r etäisyys. rel(θ) on LEDin mitattu säteilykuvio, I₀ saadaan säteilytehosta LEDiä kohden. Lähikentässä kukin LED mallinnetaan 3,5 mm:n siruna, jossa on viisi osalähdettä. Yksittäisellä pystysuoralla valaisimella tulos on sama kuin työkalussa UV-LED-3D-irradianssilaskin.
Kaikki järjestelyn valaisimet ovat identtisiä (tuote, aallonpituus, LED-teho). Rivi ja ruudukko sijoittavat kotelot vierekkäin valitulla raolla (0 = kiinni toisissaan); rengas sijoittaa koteloiden keskipisteet renkaan säteelle. Kallistus tapahtuu etupinnan keskipisteen ympäri; työetäisyys mitataan etupinnasta kohdepintaan.
Jokainen kotelo mallinnetaan etupinnan yläpuolella olevana laatikkona, jolla on tuotteen mitat. Jos näkölinja LEDistä kohdepisteeseen osuu toisen valaisimen koteloon, sen osuus jätetään pois. Pystysuorat valaisimet, joilla on yhteinen etutaso, eivät voi varjostaa toisiaan; testi ohitetaan silloin.
- Ohjeellinen simulointi – valmistustoleransseja, LEDien hajontaa/binningiä ja lämpötilavaikutuksia ei ole otettu huomioon
- Ei heijastuksia koteloista, kohteesta tai ympäristöstä, ei sirontaa
- Kotelot yksinkertaisina laatikoina; jäähdytysripoja, kaapeleita ja kiinnikkeitä ei oteta huomioon
- Alle 10 mm:n työetäisyydellä sirun geometria, linssi ja kotelo ovat määrääviä – laskenta on siellä estetty
- CAD-malleissa paikallinen tulokulma otetaan huomioon, mallin itsensä aiheuttamaa varjostusta ei
Usein kysyttyä suurten pintojen simuloinnista
Simulointi laskee yhteen kaikkien LEDien osuudet mitatulla säteilykuviolla ja antaa ohjeellisia arvoja tuotevalintaan ja järjestelmän suunnitteluun. Yksittäisen valaisimen kohdalla tulos vastaa työkalua UV-LED-3D-irradianssilaskin. Valmistustoleransseja, LEDien hajontaa ja binningiä, lämpötilavaikutuksia sekä koteloista ja ympäristöstä tulevia heijastuksia ei ole otettu huomioon. Sitovat irradianssitasot tulee määrittää mittaamalla kalibroidulla UV-radiometrillä.
3D-laskin käsittelee yksittäistä valaisinta tai vapaasti määritettävää LED-matriisia. Tämä simulointi sijoittaa useita identtisiä valaisimia – riviin, n × m -ruudukkoon, renkaaseen tai vapaasti taulukon avulla, kierrettyinä ja kallistettuina – ja ottaa huomioon, että viereisten valaisimien kotelot voivat varjostaa valoa. Yksittäisen LEDin malli on molemmissa työkaluissa sama.
Rivissä ja ruudukossa syötätte koteloiden välisen raon; 0 mm tarkoittaa, että kotelot ovat kiinni toisissaan. Renkaassa asetatte säteen, jolla koteloiden keskipisteet sijaitsevat, ja valitsette, suunnataanko pitkä sivu tangentiaalisesti vai radiaalisesti. Päällekkäiset kotelot merkitään punaisella 3D-näkymässä ja ylänäkymässä. Työetäisyys mitataan etupinnasta kohdepintaan.
Kun valaisimia kallistetaan, yhden valaisimen kotelo voi peittää näkölinjan viereisen valaisimen LEDin ja kohdepisteen väliltä. Simulointi tarkistaa jokaisen tällaisen näkölinjan koteloita vasten, jotka mallinnetaan yksinkertaisina laatikoina; estetyt osuudet jätetään pois. Pystysuorat valaisimet, joilla on yhteinen etutaso, eivät varjosta toisiaan. Tarkistuksen voi kytkeä pois kohdassa ”Calculation & display”.
Tunnusluvut näyttävät kohdepinnan tasaisuuden (min/max) ja homogeenisuuden ((max − min)/(max + min)). Painikkeilla ”Store as A” ja ”Store as B” vertailette kahta vaihtoehtoa rinnakkain. Rivissä, ruudukossa ja renkaassa optimoija etsii sen yhdistelmän kallistuksesta keskustaa kohti, raosta tai renkaan säteestä sekä työetäisyydestä, joka antaa parhaan tasaisuuden ilman päällekkäisiä koteloita.
Voitte valita pintasäteilijät SFL-UV-M, SFL-UV-L ja SFL-UV-XL sekä sarjan L koot XS, XS-HO, S, M ja L; laskenta kattaa aallonpituudet 265–450 nm. Tulokset voidaan viedä CSV-muodossa (ruudukko ja poikkileikkausprofiilit), järjestely PNG- ja DXF-muodossa ja koko tulos PDF-simulointiraporttina; konfiguraation voi jakaa linkkinä. STEP- ja STL-mallit käsitellään yksinomaan paikallisesti selaimessa.
Kirjoittaja: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia on Opsytec Dr. Gröbel GmbH:n toimitusjohtaja Ettlingenissä ja johtaa akkreditoitua kalibrointilaboratoriota. KIT:n valaistustekniikan instituutissa tehdyn pulssitettuja ksenoni-eksimeerikaasupurkauksia käsitelleen tutkimuksensa jälkeen hänen tämänhetkinen painopisteensä on optisessa säteilyn mittaustekniikassa. Hän toimii DIN-standardointikomitea FNL 7 "Optische Strahlung" -komitean varapuheenjohtajana ja on DVGW:n UV-desinfiointia käsittelevän projektiryhmän jäsen.