La dose UV est le produit de l'éclairement énergétique et du temps d'exposition. Elle répond à la question de savoir quelle quantité d'énergie rayonnante une surface a réellement reçue au cours d'un procédé – lors de la polymérisation d'un adhésif, de la désinfection d'une surface ou d'un test de vieillissement. Ce calculateur prend l'éclairement énergétique mesuré en mW/cm² et le temps en s pour donner la dose en mJ/cm² et J/cm².
Son intérêt réside dans la planification : avant la mise en place d'une ligne, vous pouvez estimer la durée d'exposition nécessaire pour obtenir la dose requise et vérifier si la source disponible permet de l'atteindre. Vous pouvez également vérifier si deux installations avec des éclairements énergétiques différents produisent la même dose.
Le calcul suppose que l'éclairement énergétique reste constant pendant toute la durée de l'exposition et a été mesuré à la position de la pièce. Une dose ne devient contraignante qu'à travers une mesure effectuée avec un radiomètre ou un dosimètre étalonné dans les conditions réelles du procédé – Opsytec fabrique et étalonne ces instruments dans son propre laboratoire.
Si vous avez besoin des autres conversions radiométriques, elles sont regroupées dans le calculateur de radiométrie ; si vous souhaitez mesurer la dose plutôt que de la calculer, consultez mesurer correctement la dose UV et l'éclairement énergétique.
Ce calcul est destiné à une orientation technique. Il suppose un éclairement énergétique constant pendant la durée d'exposition à la position de mesure et ne constitue pas une indication sur l'effet obtenu. Les validations de procédé et les évaluations liées à la sécurité doivent être vérifiées par des mesures appropriées et étalonnées, réalisées dans des conditions réelles.
Principes fondamentaux
L'exposition énergétique — communément appelée dose UV — est l'intégrale temporelle de l'éclairement énergétique. Pour un éclairement énergétique constant, cela se simplifie en H = E · t, avec l'éclairement énergétique E, le temps t et la dose H. En saisissant E en mW/cm² et t en secondes, on obtient H en mJ/cm². En unités SI, 1 mW/cm² équivaut exactement à 10 W/m² et 1 mJ/cm² équivaut exactement à 10 J/m². Le calculateur travaille en interne en unités SI et n'arrondit que le résultat.
Un joint adhésif est exposé à 50 mW/cm² pendant dix secondes. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5000 J/m². Inversement, une dose cible de 500 mJ/cm² à 50 mW/cm² nécessite 10 s.
Si l'éclairement énergétique varie au cours du processus — parce que la pièce défile devant la source, que la lampe chauffe ou vieillit — le produit E · t n'est qu'une approximation ; ce qui compte, c'est l'intégrale dans le temps, que mesure directement un dosimètre. La dose est également une grandeur purement énergétique : elle ne dit rien sur la correspondance entre la longueur d'onde et le photo-initiateur, l'organisme ou la norme d'essai. Deux processus présentant la même dose mais des spectres différents peuvent donner des résultats totalement différents.
Questions fréquentes
La dose UV est l'énergie rayonnante reçue par unité de surface. En pratique, elle est généralement exprimée en mJ/cm², et en unités SI en J/m². 1 mJ/cm² équivaut à 10 J/m². Le terme correct est exposition énergétique ; « dose » en est l'abréviation usuelle.
Par un facteur de 10 : 1 mJ/cm² = 10 J/m². Ainsi, 500 mJ/cm² correspondent à 5 000 J/m² ou 0,5 J/cm².
Sur le plan arithmétique, cela donne la même dose. Que cela donne aussi le même effet est une autre question — cela suppose que la loi de réciprocité soit respectée. Dans la polymérisation UV, elle peut ne pas s'appliquer à très fort éclairement énergétique, car le photoamorceur est consommé localement ou l'inhibition par l'oxygène se comporte différemment. En cas de doute, testez la variante du procédé, pas seulement la dose.
Les causes habituelles : l'éclairement énergétique a été mesuré à une distance ou à une position différente de celle où se trouve la pièce à traiter ; la lampe était préchauffée lors de la mesure mais pas pendant le procédé ; ou le capteur évalue une plage spectrale différente de celle émise par la source.
Pour une conception sûre, la valeur la plus basse au sein de la zone de travail — elle détermine l'endroit où la dose requise est atteinte en dernier. L'intensité de la variation de l'éclairement énergétique sur la surface est indiquée par la simulation LED UV ou par une série de mesures au radiomètre.
Oui. Une dose sans la plage spectrale évaluée n'est pas comparable. Les indications typiques se lisent « 1000 mJ/cm² UV-A (315 à 400 nm) ». La plage mesurée dépend du capteur — voir le sélecteur de capteurs UV.
Avec un dosimètre mobile qui intègre sur toute la passe, ou avec un capteur installé en permanence qui surveille l'éclairement énergétique en continu. Les deux méthodes sont décrites dans mesurer correctement la dose UV et l'éclairement énergétique.
Auteur : Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia est le directeur général d'Opsytec Dr. Gröbel GmbH à Ettlingen et dirige le laboratoire d'étalonnage accrédité. Après ses recherches sur les décharges excimères au xénon pulsées à l'Institut de technologie de l'éclairage du KIT, il se consacre actuellement à la technique de mesure du rayonnement optique. Il est vice-président de la commission de normalisation DIN FNL 7 « Rayonnement optique » et membre du groupe de projet DVGW sur la désinfection UV.
