Dispositif à faisceau collimaté BSH-03 CBD
Le BSH-03CBD est une chambre d'irradiation à faisceau collimaté conçue avec précision pour l'irradiation UV reproductible et dosée avec exactitude d'échantillons liquides. Avec trois lampes à amalgame UVC de 150 W, elle garantit une source de rayonnement homogène et à haute intensité à 254 nm. Le système a été développé sur la base des méthodes standard de détermination de la fluence et de la dose décrites dans la littérature technique selon Bolton & Linden, Standardization of Methods for Fluence « UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments » (2003) – la méthodologie considérée comme la référence dans la recherche scientifique sur la désinfection UV.
Cette procédure a été reprise dans la norme DIN 19294-1:2020-08, de sorte que le BSH-03CBD peut être utilisé pour déterminer le débit de fluence moyen dans la suspension de spores.
L'inactivation doit être réalisée dans un BSH-03CBD conformément à l'annexe D de la norme DIN 19294-1:2020-08.
Les lampes à amalgame restent à température de service pendant toute la durée de l'expérience ; le temps d'exposition est défini uniquement par l'obturateur interne, que l'UV-MAT régule à la dose cible. La chambre peut donc être ouverte pendant le fonctionnement pour charger et décharger des échantillons sans laisser refroidir les lampes – la surveillance de sécurité exclut toute émission UV pendant cette opération.
La chambre d'irradiation BSH-03CBD constitue donc une solution fiable et précise pour la recherche scientifique et les applications industrielles de la désinfection UV. Sa construction robuste, sa sécurité et son fonctionnement convivial en font un outil indispensable dans le traitement des eaux et l'analyse chimique.
Caractéristiques principales du dispositif à faisceau collimaté UVC :
- Le BSH-03CBD est équipé de trois lampes à amalgame UVC de 150 W sans ozone. Ces lampes garantissent un rayonnement UV uniforme et élevé.
- Le boîtier de protection fermé blinde entièrement le rayonnement UVC des trois lampes à amalgame.
- La zone d'irradiation de 60 × 40 cm accueille des boîtes de Petri fournies par le client, ainsi que des agitateurs magnétiques pour les suspensions de spores selon la norme DIN 19294-1.
- Un capteur de référence UV pour le fonctionnement à dose contrôlée est intégré.
- Un second capteur UVC permet une mise en place aisée du système.
- L'UV-MAT Touch régule l'irradiation via le capteur de référence UVC et coupe l'alimentation une fois la dose cible atteinte.
- Porte surveillée et à verrouillage : des mécanismes de sécurité empêchent l'émission de rayonnement UV lorsque la porte est ouverte.
- La plaque de base avec filetages permet de mesurer le champ d'irradiation et de déterminer le facteur de Petri selon Bolton/Linden.
- Obturateur pneumatique à plaque : les lampes à amalgame restent à température de service, le temps d'exposition est défini uniquement par l'obturateur.
- Compteur d'heures de fonctionnement – les lampes à amalgame atteignent une durée de vie typique de 3 000 à 5 000 h.
- Les données brutes et les rapports courts (PDF) sont enregistrés par le logiciel PC fourni, protégé par mot de passe avec un compte administrateur et un compte opérateur.
BSH-03 CBD ou BSM-03 CBD ?
Avec trois lampes à amalgame UVC de 150 W, le BSH-03 CBD émet de manière pratiquement monochromatique à 254 nm. Cela élimine la pondération spectrale du calcul de la fluence selon Bolton et Linden et rend la chambre adaptée à la détermination du débit de fluence moyen selon la norme DIN 19294-1, ainsi qu'aux expériences d'inactivation à une dose UV définie. Avec 550 W sous 230 V et une durée de vie des lampes de 3 000 à 5 000 h, il s'agit également de la chambre la plus économique. Partout où le rayonnement polychromatique d'une lampe à pression moyenne est requis – photolyse, expériences AOP, fonctions d'action spectrale – le BSM-03 CBD avec sa lampe à mercure à pression moyenne de 1 kW est la variante adaptée.
L'irradiation est assurée par des lampes UVC à 254 nm – monochromatique, de sorte que l'éclairement énergétique mesuré peut être converti en fluence sans pondération spectrale.
Contexte et informations
L'article « Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments » de James R. Bolton et Karl G. Linden (2003) présente une procédure standard de base pour la détermination de la fluence UV (dose UV) dans les expériences de laboratoire. L'objectif de l'article est de standardiser les méthodes expérimentales pour la désinfection UV et d'assurer la comparabilité des résultats scientifiques dans le traitement des eaux.
La lumière ultraviolette s'est imposée comme une méthode efficace pour inactiver les micro-organismes pathogènes dans l'eau potable et les eaux usées.
Le mécanisme repose sur l'absorption du rayonnement UV par les acides nucléiques, qui entraîne la dimérisation des bases pyrimidiques et empêche ainsi la réplication de l'ADN ou de l'ARN. Les longueurs d'onde autour de 254 nm, telles qu'émises par les lampes à mercure basse pression, sont particulièrement efficaces.
Il existe des différences majeures dans la littérature concernant la conception, l'étalonnage et la mise en œuvre des expériences UV. Entre autres, le type de lampe, la distance à l'échantillon, l'homogénéité du rayonnement et le calcul de la dose variaient. Cette variabilité rendait difficile la comparaison des courbes dose-réponse et entraînait des incertitudes dans les applications réglementaires et la mise en œuvre technique des systèmes de désinfection UV.
Bolton et Linden ont développé une méthodologie uniforme pour la détermination de la fluence, applicable aussi bien aux sources de lumière UV monochromatiques (basse pression) que polychromatiques (moyenne pression) (BSM-03CBD), et proposent une chambre d'irradiation. L'objectif de la chambre d'irradiation est d'obtenir une irradiation homogène et quasi parallèle de la surface de l'eau afin d'assurer une répartition uniforme de la fluence.
Le protocole comprend :
- la construction mécanique de la chambre d'irradiation,
- l'étalonnage des instruments de mesure,
- la correction mathématique des paramètres de rayonnement,
- ainsi que des directives concernant les aspects microbiologiques et de sécurité
Description du protocole standard :
La fluence est définie comme le produit du taux de fluence (E) et de la durée d'irradiation (t) :
La mesure est effectuée à l'aide d'un radiomètre dont le capteur est positionné à la hauteur de la surface de l'eau. Pour augmenter la précision de la mesure, plusieurs facteurs de correction sont pris en compte :
- Facteur de réflexion : perte due à la réflexion à la surface de l'eau (~2,5 %)
- Facteur de Petri : correction de l'inhomogénéité sur la surface de l'échantillon (doit être > 0,9)
- Facteur eau : prise en compte de l'absorption UV dans l'eau selon la loi de Beer-Lambert
- Facteur de divergence : correction du trajet du faisceau qui n'est pas totalement parallèle
Pour les lampes à moyenne pression, le facteur du capteur (sensibilité spectrale du détecteur) et le facteur germicide (pondération des longueurs d'onde) sont également pris en compte.
Procédure d'essai microbiologique
- Agitation : mélange homogène de la suspension sans formation de vortex.
- Irradiation avec différentes valeurs de dose
- Répétitions : au moins trois répétitions par valeur de dose ; effectuer les courbes dose-réponse au moins deux fois.
- Randomisation : ordre aléatoire d'irradiation pour minimiser les erreurs systématiques.
- Évaluation : calcul de la réduction log10 des micro-organismes en fonction de la dose et régression linéaire pour déterminer la sensibilité UV.
L'article définit un protocole complet, reconnu internationalement, pour la standardisation des essais de désinfection UV à l'échelle du laboratoire.
Grâce à des méthodes de correction précises, des exigences de conception définies et des directives microbiologiques, il constitue la base de résultats reproductibles et comparables pour la détermination des relations fluence-effet UV.
La méthode de Bolton & Linden (2003) reste la référence pour les essais de laboratoire avec des systèmes à faisceau collimaté et est centrale pour les applications réglementaires telles que la DIN 19294, les essais de validation et le développement de technologies industrielles de désinfection UV.
Détermination du taux de fluence : ce que révèle l'essai en faisceau collimaté
L'essai en faisceau collimaté répond à une question à laquelle aucune mesure en installation ne peut répondre : quelle fluence l'échantillon a-t-il réellement reçue ? L'éclairement énergétique à la surface de l'échantillon est mesuré et corrigé par quatre facteurs – facteur de Petri, facteur de réflexion, facteur de divergence et facteur eau. Seul le produit du taux de fluence corrigé et de la durée d'exposition constitue une fluence comparable à la littérature et à la fluence équivalente de réduction d'un réacteur.
La méthode sous-jacente de Bolton et Linden est décrite en détail ci-dessous sous « Background & Information », ainsi que le protocole standard. La manière dont une fluence déterminée de cette façon s'intègre dans la validation d'un réacteur est exposée sous UV water treatment.
Le BSH-03 CBD est conçu pour cet essai : irradiation monochromatique à 254 nm, surface irradiée définie, éclairement énergétique mesuré et exposition contrôlée par la dose – de sorte qu'un passage soit défini comme une fluence plutôt que comme une lecture au chronomètre. Pour les essais polychromatiques avec une lampe à pression moyenne, le BSM-03 CBD se tient à ses côtés.
Caractéristiques techniques du dispositif à faisceau collimaté UVC
| Chambre intérieure | 60 × 40 × 25 cm |
| Dimensions | 130 × 62 × 76 cm |
| Poids | ~ 65 kg |
| Puissance absorbée | 550 W |
| Alimentation secteur | 230 V, 6 A ; 3 × 110/208 V, 8 A en option |
| Température de service | de 15 à 30 °C |
| Humidité | < 80 % sans condensation |
| Durée de vie des lampes | de 3 000 h à 5 000 h, typique |
| Nombre de lampes | 3 |
| Type de lampe | Lampes à amalgame UVC 150 W |
| sans ozone | oui |
| Température de l'échantillon | Température ambiante + ~ 1–2 °C |
| Commande de l'obturateur | Pneumatique, 4–6 bar |
| Refroidissement | 1 x DN 100 |
Spectres de la chambre d'irradiation BSH-03 CBD
Les trois lampes à amalgame UVC émettent de manière pratiquement monochromatique à 254 nm. C'est la condition préalable pour déterminer la fluence selon Bolton & Linden et DIN 19294-1 : avec une seule raie, il n'y a pas de pondération spectrale sur l'absorption de l'échantillon, et le facteur de Petri, le facteur de réflexion et le facteur eau peuvent être calculés pour cette seule longueur d'onde. Les lampes sont sans ozone ; une composante à 185 nm modifierait la phase gazeuse au-dessus de l'échantillon.
Équipement en détail
Outre le capteur de référence UV intégré et le second capteur UVC, les éléments suivants s'appliquent aux capteurs de la chambre :
 | Capteurs Des matériaux adaptés confèrent aux capteurs une excellente stabilité à long terme. Ils sont étalonnés de manière traçable, peuvent être réétalonnés et sont fournis avec un certificat d'étalonnage d'usine ou ISO 17025. |
Le contrôle d'irradiation UV-MAT Touch
Le UV-MAT Touch se pilote au moyen d'un écran tactile capacitif haute résolution. Un processeur Cortex ARM garantit la robustesse et la possibilité de mise à jour - de nouvelles fonctions peuvent être installées sur site. L'appareil et le logiciel PC sont compatibles avec Windows 10 et 11. Les irradiations mono- et multicanaux sont affichées sous forme numérique et graphique, avec les oscillogrammes et les réglages. Les paramètres sont définis directement sur l'appareil et sont protégés par mot de passe. Il contrôle l'irradiation via le capteur de référence UVC et s'arrête une fois la dose cible atteinte.
| Écran | écran tactile capacitif, 5″ WVGA |
| Affichage à l'écran | éclairement énergétique et dose, vue oscilloscope |
| Fréquence d'enregistrement des données | réglable : de 1 s à 1 h |
| Durée d'enregistrement | > 24 000 h |
| Interface de stockage | 1 × clé USB (jusqu'à 32 GB) |
Numéros de commande, contenu de la livraison, accessoires et versions
| Version | Numéro de commande |
|---|---|
| Dispositif à faisceau collimaté BSH-03CBD | 860915 |
Le dispositif à faisceau collimaté produit un champ UVC parallèle pour la détermination de la fluence selon Bolton.
| Version | Référence de commande |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
La chambre est commandée par le UV-MAT Touch. Il mesure l'éclairement énergétique à l'aide du capteur de référence UVC, coupe l'irradiation une fois la dose cible atteinte et documente l'irradiation.
| Désignation | Numéro de commande |
|---|---|
| Capteurs radiométriques | 814412 |
La chambre fonctionne avec un capteur UV de référence intégré ; un second capteur UVC facilite la mise en place et la mesure du champ d'irradiation. D'autres plages spectrales sont répertoriées sous capteurs radiométriques.
| Désignation | Numéro de commande |
|---|---|
| Lampe de rechange | 860814H |
| Service | Référence |
|---|---|
| Étalonnage | CAL254 |
| Étalonnage 17025 | 17025 |
CAL254 est l'étalonnage du canal de mesure à 254 nm ; nous proposons en outre un étalonnage accrédité selon ISO/IEC 17025.
Publications utilisant des chambres d'irradiation UV
Nous ne tenons pas de bibliographie distincte pour cet appareil individuel – les publications mentionnent généralement la famille de produits, pas le modèle. Voici les 10 travaux les plus récents utilisant des chambres d'irradiation UV.
Downloads
Les fiches techniques sont disponibles en allemand et en anglais. La version anglaise fait foi.
