Opsytec Dr. Gröbelin UV LED -irradianssilaskuri simuloi UV LED -valaisimien irradianssia (mW/cm²) suoraan selaimessanne – ilmaiseksi, ilman asennusta. Valitkaa UV LED -pintavalaisin tai Series L -valaisin, asettakaa aallonpituus (265–450 nm), työetäisyys ja kohdealue, ja saatte välittömästi irradianssin jakauman lämpökarttana, 3D-näkymänä ja poikkileikkausprofiileina – valinnaisesti myös omille kappaleillenne, jotka on tuotu STEP/STL-malleina.
Simulaatiossa käytetään todellisten UV-LEDien mitattuja emissio-ominaisuuksia, ja se ilmoittaa keskeiset tunnusluvut, kuten maksimi-, keski- ja minimi-irradianssin, UV-kovetus-, UV-desinfiointi-, säänkestävyys- ja fluoresenssisovellusten suunnittelua varten. Tulokset voidaan viedä CSV-tiedostoina ja PDF-simulaatioraporttina. Lasketut arvot ovat suuntaa-antavia tietoja tuotevalintaa varten; sitovat irradianssitasot tulee varmistaa mittaamalla, esimerkiksi Opsytec-radiometrillä.
Malli: LED-lähteet (5 alalähdettä per LED), joissa käytetään mitattua OPSY-LED-emissio-ominaiskäyrää (θ½ = ±32°) tai vaihtoehtoisesti Lambert-mallia I(θ) = I₀·cosᵐθ. Irradianssi E = Σ I(θ_LED)·cos(θ_incidence)/r². Kiertopiste/mallin origo sijaitsee työskentelyetäisyydellä h LED-tason alapuolella; koko alue on tasainen z = 0:ssa. CAD-malleissa E lasketaan kutakin ulkopintaa (kolmiota) kohti; takapinnat saavat arvon E = 0. Heijastuksia, Fresnel-häviöitä ja itsevarjostumista ei oteta huomioon.
UV-LED-simulaation perusteet
Valitkaa esimääritetty UV-LED-valaisin (SFL-hajavalaisin tai Series L) ja haluttu aallonpituus — jokaiselle aallonpituudelle on tallennettu vastaava säteilyteho per LED. Asettakaa työskentelyetäisyys LED-tason ja kohteen välille ja määrittäkää kohde suorakulmiona, ympyränä tai omana CAD-mallina (STEP/STL, käsitellään täysin paikallisesti selaimessanne). Sovellus laskee irradianssijakauman ja näyttää sen interaktiivisena 3D-näkymänä, lämpökarttana ja keskipisteen läpi kulkevina poikkileikkausprofiileina. Keskeiset tunnusluvut, kuten maksimi-, keski- ja minimi-irradianssi sekä arvo keskipisteessä, näytetään suoraan; kaikki tulokset voidaan viedä CSV-tiedostoina tai PDF-simulointiraporttina.
Jokainen UV-LED mallinnetaan sirulla olevien viiden osalähteen kompaktina lähteenä. Irradianssi kohteen pisteessä on kaikkien LED-lähteiden koherentiton summa: E = Σ I(θ) · cos(θinc) / r². Oletusarvoisesti emissiokarakteristiikka I(θ) on OPSY LED -malli (puolikulma ±32°), joka on validoitu mittausdatan ja Monte Carlo -säteenjäljityksen avulla; vaihtoehtoisesti käytettävissä on klassinen Lambertin malli I(θ) = I₀·cosᵐθ, jonka puolikulma on säädettävissä. Molemmat mallit ovat energianormalisoituja: puolipallon yli integroitu vuo vastaa täsmälleen määritettyä LED-kohtaista vuota.
- Työskentelyetäisyys: kaukokentässä irradianssi laskee suhteessa 1/r²; samalla yksittäisten LEDien vaikutukset limittyvät enemmän etäisyyden kasvaessa, mikä tekee jakaumasta tasaisemman. Lyhyet etäisyydet antavat korkeita huippuarvoja, joissa LED-kuvio näkyy.
- LEDien määrä ja jako: useammat LEDit ja pienempi jakoväli lisäävät irradianssia ja tasaisuutta; matriisin reunaa kohti irradianssi laskee luonnostaan.
- Aallonpituus: käytettävissä oleva säteilyteho per LED riippuu aallonpituudesta — UVC-LEDit (265–280 nm) tuottavat huomattavasti vähemmän tehoa kuin UVA-LEDit (365–450 nm).
- Kohteen kallistus: X- tai Y-akselin suhteen kallistettu pinta vastaanottaa vähemmän irradianssia tulokulman kosinin mukaisesti.
Simulaatio olettaa suoran säteilytyksen esteettömässä puoliavaruudessa: ympäröivien pintojen heijastuksia, kappaleen pinnan Fresnel-häviöitä ja koveran geometrian sisäisiä itsevarjostuksia ei oteta huomioon; CAD-malleissa LED-valoista poispäin kääntyneet pinnat saavat arvon nolla. Tulokset ovat siksi suuntaa-antavia tietoja tuotevalintaan ja prosessisuunnitteluun — ei sitovia. Sitovat irradianssi- ja annosarvot tulisi määrittää mittaamalla kalibroidulla UV-radiometrillä Opsytec Dr. Gröbeliltä.
Kaikki simuloidut valaisimet ovat Opsytec Dr. Gröbel GmbH:n sarjatuotteita: SFL-sarjan UV-LED-valonheittimet säteilyttävät suuria alueita tasaisesti — UV-kovetukseen, fluoresenssin virittämiseen ja desinfiointiin — kun taas kompaktit Sarjan L UV-LED-valaisimet tuottavat korkean irradianssin pienelle alueelle. Molempia sarjoja on saatavilla aallonpituuksilla 265 nm–450 nm. Autamme mielellämme valitsemaan ja suunnittelemaan sovellukseenne sopivan UV-säteilytysyksikön.
Usein kysytyt kysymykset
Simulaatiossa käytetään mitattuja LED-emissio-ominaisuuksia, ja se on validoitu Monte-Carlo-säteenseurannalla. Se antaa suuntaa antavia tietoja tuotteen valintaa varten; heijastuksia ja Fresnel-häviöitä ei ole huomioitu. Sitovat arvot on määritettävä mittaamalla kalibroidulla UV-radiometrillä.
Lyhyet etäisyydet maksimoivat irradianssin, mutta LED-kuvio näkyy epäyhtenäisyytenä; suuremmat etäisyydet tasoittavat jakaumaa alhaisemmalla irradianssilla. Verratkaa useita etäisyyksiä simulaatiossa poikkileikkausprofiilien ja "E average" -tunnusluvun avulla löytääksenne parhaan kompromissin sovellukseenne.
Kyllä — ladatkaa osan STEP- tai STL-malli. Irradianssi lasketaan kutakin ulkopintaa kohti; LED-valoista poispäin suunnatut pinnat saavat arvon nolla. Tiedosto käsitellään kokonaan paikallisesti selaimessanne, eikä sitä koskaan lähetetä palvelimelle.
Simulaatio kattaa aallonpituudet 265, 275, 280, 365, 385, 395, 405 ja 450 nm — UVC:stä desinfiointiin aina UVA/sininen-alueeseen kovetukseen ja fluoresenssiin. Jokaiselle aallonpituudelle on tallennettu LED-kohtainen tyypillinen säteilyteho, jota käytetään automaattisesti laskennassa.
Kirjoittaja: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia on Opsytec Dr. Gröbel GmbH:n toimitusjohtaja Ettlingenissä ja johtaa akkreditoitua kalibrointilaboratoriota. Tutkittuaan pulssitettuja ksenon-eksimeerikaasupurkauksia KIT:n valaistustekniikan instituutissa hänen nykyinen painopisteensä on optisessa säteilymittaustekniikassa. Hän on DIN-standardointikomitean FNL 7 "Optinen säteily" varapuheenjohtaja ja DVGW:n UV-desinfiointia käsittelevän projektiryhmän jäsen.