Une fois la dose UV requise fixée et l'éclairement énergétique de l'installation connu, une grandeur reste ouverte : la durée d'exposition. Ce calculateur répond précisément à cette question. Il prend en compte la dose cible en mJ/cm² et l'éclairement énergétique mesuré en mW/cm² et fournit la durée requise en secondes et sous forme de minutes : secondes.
C'est le calcul le plus courant lors de la mise en place d'un procédé UV. Le fournisseur de l'adhésif spécifie une dose, la fiche technique de la lampe ou une mesure fournit l'éclairement énergétique – le temps de cycle est ce que vous recherchez. Le même calcul montre également si un procédé correspond du tout au temps de cycle prévu : si l'éclairement énergétique est trop faible, la durée devient irréaliste et il vous faut une source plus puissante ou une distance de travail plus courte.
Le résultat s'applique à un éclairement énergétique qui reste constant sur la période à la position de la pièce. Si la pièce défile devant la source, ce qui compte n'est pas le temps de cycle mais le temps de séjour dans la zone irradiée. Une conception ne devient contraignante qu'au moyen d'une mesure réalisée avec des instruments étalonnés – fabriqués et étalonnés par Opsytec dans son propre laboratoire.
Le calcul inverse – la dose à partir du temps et de l'éclairement énergétique – se trouve dans le calculateur de dose UV ; les douze calculateurs radiométriques sont rassemblés dans le calculateur de radiométrie.
Ce calcul sert à titre d'orientation technique. Il s'applique à un éclairement énergétique qui reste constant pendant la durée d'exposition à la position de mesure et ne tient compte ni de la montée en température, ni du vieillissement, ni de l'adéquation spectrale. Les validations de procédé doivent être vérifiées par des mesures étalonnées effectuées dans des conditions réelles.
Principes fondamentaux
Le temps d'irradiation découle de l'équation de la dose H = E · t en réarrangeant : t = H / E. En saisissant la dose cible H en mJ/cm² et l'éclairement énergétique E en mW/cm², on obtient directement t en secondes — les unités s'annulent car mJ = mW · s. En unités SI, il s'agit de H en J/m² divisé par E en W/m². Le calculateur indique également le temps sous forme min:s, car les temps de cycle de production sont généralement exprimés ainsi.
Un revêtement nécessite 500 mJ/cm², l'installation délivre un éclairement énergétique mesuré de 50 mW/cm² au niveau de la pièce. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Si une distance de travail plus grande divise l'éclairement énergétique par deux, soit 25 mW/cm², la durée double pour atteindre 20 s.
Pour les procédés en mouvement, ce dont vous avez besoin, c'est du temps de séjour dans la zone irradiée, et non du temps de cycle — divisez la longueur irradiée par la vitesse du convoyeur. Pour les sources pulsées, saisissez l'éclairement énergétique moyen, et non le pic. Et comme pour le calculateur de dose : un temps suffisant sur le papier ne garantit rien si le spectre de la source ne correspond pas au photo-amorceur ou à la tâche d'essai.
Questions fréquemment posées
Dose cible divisée par l'éclairement énergétique : t = H / E. Pour une dose cible de 500 mJ/cm² et 50 mW/cm², cela correspond à 10 s. Les deux valeurs doivent se référer à la même plage spectrale.
La valeur mesurée à l'emplacement de la pièce à traiter. Les valeurs de la fiche technique s'appliquent à une distance définie et à une lampe neuve ; une fois installée, la valeur réelle est souvent nettement inférieure en raison de la distance, de l'encrassement et du vieillissement.
Parce que l'éclairement énergétique varie sur la surface. La durée calculée s'applique à la valeur saisie ; là où l'éclairement énergétique est plus faible, la dose est atteinte plus tard. Pour une conception sûre, utilisez la valeur la plus basse au sein de la zone de travail.
Grâce à un facteur de maintenance : concevez avec l'éclairement énergétique à la fin de l'intervalle de remplacement, et non celui d'une lampe neuve. La manière dont les lampes UV et les LED UV déclinent est décrite dans Sources UV & durée de vie.
Seulement indirectement. C'est le temps de séjour dans la zone irradiée qui est déterminant, c'est-à-dire la longueur irradiée divisée par la vitesse du convoyeur. La pratique de mesure est décrite dans Mesure UV pour les systèmes à convoyeur.
Trois leviers : une distance de travail plus courte, une source plus puissante ou supplémentaire, ou une source dont le spectre correspond mieux. Vous pouvez explorer comment la distance et la disposition agissent dans la simulation LED UV.
Auteur : Dr Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia est 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 technique d'éclairage du KIT, il se consacre aujourd'hui à la technique de mesure du rayonnement optique. Il est vice-président du comité de normalisation DIN FNL 7 « Rayonnement optique » et membre du groupe de projet DVGW sur la désinfection UV.
