בתהליך רציף התוצאה אינה נקבעת על פי זמן המחזור אלא על פי הזמן שבו נקודה נתונה על פני חלקת העבודה שוהה בפועל מתחת למקור הקרינה. מחשבון זה נגזר מזמן שהייה זה מתוך מהירות הרצועה ואורך אזור ההקרנה, מחשב ממנו את מנת הקרינה – ולהפך, את המהירות הגבוהה ביותר שבה עדיין ניתן להגיע למנת קרינה נדרשת.
זהו החישוב שמאחורי כל קו הסעה: ספק הציפוי קובע מנת קרינה נדרשת, לקו קיים אורך אזור הקרנה קבוע, וקצב ההזנה הוא הנעלם המבוקש. הרצת הקו במהירות גבוהה יותר מקטינה את מנת הקרינה באותה יחסיות; הכפלת המהירות מחצה אותה. אותו חישוב מראה גם אם יש צורך במפזר קרינה נוסף כדי להגיע לתפוקה הרצויה בכלל.
החישוב מניח כי עצמת הקרינה הנופלת אחידה על פני אזור ההקרנה. מפזרי קרינה אמיתיים בעלי פרופיל השיא באמצע – מה שקובע אז הוא האינטגרל על פני המעבר, אותו מודד ישירות מד מנת קרינה נייד (Travelling Dosimeter). חברת אופסיטק מייצרת ומכיילת מכשירים אלה במעבדתה שלה.
החישוב הסטטי, ללא תנועת רצועה, נמצא במחשבון מנת קרינת UV ובמחשבון זמן חשיפה ל-UV; כל שנים-עשר מחשבוני הרדיומטריה מקובצים במחשבון הרדיומטריה.
עקרונות יסוד
משך ההקרנה הוא אורך אזור ההקרנה מחולק במהירות המסוע: t = L / v. מנת הקרינה מתקבלת כמו במקרה הסטטי: H = E · t. סידור מחדש של שני הביטויים ביחס למהירות נותן את המהירות המרבית עבור מנת קרינה יעד: v_max = L · E / H_target. המחשבון מקבל את האורך במילימטרים ואת המהירות במטרים לדקה — היחידות הנהוגות בייצור — וממיר אותן פנימית ליחידות SI; מ-L במ"מ ו-v במ'/דקה, t בשניות מתקבל באמצעות המקדם 0.06.
פולט מקרין קטע של 200 mm על גבי המסוע, בעוד הקו נע במהירות של 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. בעצמת קרינה של 500 mW/cm² מתקבל H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². עבור אותה מנת קרינה מבוקשת של 1000 mJ/cm², המסוע יכול לפיכך לנוע במהירות של 6 m/min לכל היותר; במנת קרינה של 500 mJ/cm² הוא יוכל לנוע במהירות של 12 m/min.
עצמת הקרינה הנופלת לעיתים רחוקות קבועה במהלך המעבר — היא עולה לכיוון מרכז הפולט ופוחתת בקצוות. המכפלה E · t אז מעריכה את מנת הקרינה בחסר או ביתר: יתר אם משתמשים בערך השיא, וחסר אם משתמשים בערך הקצה. כמה פולטים בטור מוסיפים את התרומות שלהם, לא את אורכיהם. וכמו תמיד: מנת קרינה היא גודל אנרגטי ואינה אומרת דבר על ההתאמה בין הספקטרום לבין הפוטואיניציאטור.
שאלות נפוצות
ראשית מחשבים את משך השהייה מהאורך המוקרן ומהירות הפס, ולאחר מכן את מנת הקרינה מעצמת הקרינה ומשך השהייה: t = L / v ו-H = E · t. ב-200 mm וב-6 m/min זה נותן 2 s; עם 500 mW/cm² זה נותן 1000 mJ/cm².
המרחק לאורך כיוון תנועת המסוע שבו נקודה מסוימת על פני המוצר אכן מוקרנת — לא האורך הפיזי של בית הפולט. כאשר מספר פולטים מסודרים בשרשרת, כל קטע נספר בנפרד; תרומות מנת הקרינה מצטברות זו לזו.
ביחס הפוך: הכפלת המהירות משמעה מחצית זמן השהייה, ולכן מחצית מנת הקרינה. הכפלת התפוקה מחייבת הכפלת עצמת הקרינה הנופלת או הכפלת אורך ההקרנה.
בדרך כלל בשל פרופיל הפולט: החישוב מניח עצמת קרינה נופלת אחידה, בעוד שבפועל היריעה עוברת דרך נקודת שיא. יש להוסיף לכך שינויים במרחק הנובעים מגובה היריעה, חלון מלוכלך והזדקנות המקור. עד כמה מקור קרינה נחלש מוצג בהזדקנות מנורות UV ונוריות LED מסוג UV.
דוסימטר נייד לשחרור התהליך וחיישן מותקן קבוע למעקב שוטף. שיטת המדידה מתוארת במדידת UV למערכות מסוע.
כן, באותה שיטת חישוב: מהירות המסוע מוחלפת במהירות המסלול של הכלי, ואורך ההקרנה מוחלף באורך המסלול המוקרן. יישומים מתוארים בעמוד רובוטיקה.
מחבר: ד"ר מארק פאראוויה
ד"ר מארק פאראוויה הוא המנהל המורשה (מנכ"ל) של Opsytec Dr. Gröbel GmbH באטלינגן ועומד בראש מעבדת הכיול המוכרת (מוסמכת) של החברה. בהמשך למחקרו על פריקות אקסיימר בקסנון פועמות במכון לטכנולוגיית תאורה (Institute of Lighting Technology) ב-KIT, מיקוד עבודתו כיום הוא טכנולוגיית מדידת קרינה אופטית. הוא ממלא תפקיד יו"ר משנה בוועדת התקינה הגרמנית DIN Standards Committee FNL 7 "Optical Radiation" וחבר בקבוצת הפרויקט של DVGW לחיטוי בקרינת UV.
