הסימולציית מקור הנקודה של UV LED של Opsytec Dr. Gröbel מחשבת את פרופיל הקרן ועצמת הקרינה הנופלת (mW/cm²) של מקורות הנקודה בעל LED UV solo P, Spot P ו-Spot P short ישירות בדפדפן שלכם. בחרו את המוצר והאופטיקה (Standard, High Power או Parallel Beam), הגדירו את אורך הגל (365–450 nm) ואת מרחק העבודה, ותוך שניות תקבלו את ההתפלגות כמפת חום, תצוגה תלת-מימדית ופרופילי חתך.
החישוב הוא חישוב מעבר קרינה דרך האופטיקה (מעקב קרניים לאחור) בהנחות מפושטות, המכויל לפרופילי עצמת הקרינה בדפי המידע של המוצרים. ניתן לייצא את התוצאות כקבצי CSV וכדוח סימולציה בפורמט PDF. הערכים המחושבים הם נתונים אינדיקטיביים לבחירת מוצר; יש לאמת רמות עצמת קרינה מחייבות באמצעות מדידה, למשל בעזרת רדיומטר של Opsytec.
מודל: העברת קרינה דטרמיניסטית דרך המערכת האופטית (מעקב קרניים לאחור, E = Σ L·cosθ·dΩ) בהנחות מפושטות, מכויל לפי פרופילי עצמת הקרינה הנופלת מגיליונות הנתונים של המוצרים (385 nm). מישור המטרה ניצב לציר הקרן במרחק העבודה מחזית הבית; השטח הכולל שטוח ב-z = 0. אובדני התמסורת של המערכת האופטית נכללים כגורם מרוכז; סבילויות הייצור, פיזור ה-LED ואפקטי הטמפרטורה אינם נכללים – מדובר בערכים אינדיקטיביים, לא במדידות.
מודל וההנחות של סימולציית מקור נקודתי
מקורות הנקודה מחושבים באמצעות חישוב דטרמיניסטי של העברת קרינה דרך המערכת האופטית: עבור כל נקודה במישור המטרה, עצמת הקרינה הנופלת מתקבלת כאינטגרל הבהירות מעל פתח היציאה של המערכת האופטית,
נוסחה: E = Σ L(u, θ) · T · cos θ · ΔΩ
קווי הראייה מותוים לאחור דרך המערכת האופטית. השיטה חפה מרעש וניתנת לשכפול מדויק; הסימטריה הסיבובית של המערכת האופטית מנוצלת (חישוב על רדיוסים, סינתזה של הרשת).
מסלול הקרן של כל אופציית אופטיקה (Standard, High Power, Parallel Beam) מיוצג על ידי מודל מפושט עם משטחים אופטיים אידאליים; ה-LED נכנס כמקור מורחב עם התפלגות מרחבית וזוויתית מפושטת. המודל מכויל לפרופילי עצמת הקרינה הנופלת מגיליוני הנתונים של המוצרים (385 nm) וממיר אורכי גל אחרים באמצעות הדיספרסיה של האופטיקה. אובדני העברה של האופטיקה נכללים כמקדם מצטבר. שטף הקרינה לכל אורך גל מגיע מפרמטריזציית ה-LED; UV-LED solo P מחושב עם הספק LED מופחת, ו-Spot P short זהה אופטית ל-Spot P (בית קצר יותר).
- סימולציה אינדיקטיבית — סבילות ייצור, פיזור/מיון (binning) של LED והשפעות טמפרטורה אינם נכללים
- השתקפויות בקיר הצינור נכללות כהשתקפות מכוונת (specular) עם מקדם השתקפות מרוכז (ברירת מחדל 15%, אלומיניום מאונדז בזוויות חדות) עד לניתור השלישי; פיזור דיפוזי אינו נכלל
- סידורים מרובי-נקודות: כל הנקודות זהות (מוצר, אופטיקה, הספק), נקודת ציר ההטיה = מרכז המשטח הקדמי, ללא הצללה הדדית; הסכימה מתבצעת באמצעות שדה נקודה-בודדת מחושב מראש
- מישור המטרה מאונך לציר הקרן (חישוב סימטרי-סיבובי); במודלי CAD זווית הפגיעה המקומית נלקחת בחשבון, הצללה אינה נלקחת בחשבון
שאלות נפוצות בנוגע לסימולציית מקור הנקודה
הסימולציה היא דטרמיניסטית: חישוב הולכת קרינה דרך המערכת האופטית, מכויל לפרופילי עצמת הקרינה שבדפי הנתונים של המוצרים באורך גל 385 nm. היא מספקת ערכים אינדיקטיביים לצורך בחירת מוצר ותכנון. סובלנויות ייצור, פיזור ומיון (binning) של נוריות ה-LED, השפעות טמפרטורה ופיזור דיפוזי אינם נכללים. יש לקבוע רמות עצמת קרינה מחייבות באמצעות מדידה עם רדיומטר UV מכויל.
אופטיקת Standard ממקדת את קרינת ה-LED לכתם בגודל של מספר מילימטרים, עם המיקוד הטוב ביותר במרחק עבודה של כ-15 עד 20 mm. אופטיקת High Power ממקדת בצורה חדה יותר וקרוב יותר לפאה הקדמית (כ-4 עד 8 mm) ומגיעה לעצמת הקרינה הגבוהה ביותר. אופטיקת Parallel Beam מספקת אלומה קרובה להיות מקבילה, עם עצמת קרינה נמוכה יותר אך עומק שדה גדול למרחקי עבודה מכ-30 mm ואילך. הכרטיסים "Beam profile" ו-"Section view" מציגים את ההשוואה כפי שמופיעה בגיליון הנתונים.
מרחק העבודה נמדד מהפאה הקדמית של בית המכשיר עד למישור המטרה, המאונך לציר הקרן. עבור דגמי STEP או STL, המרחק מתייחס לקצה העליון של הדגם. המחוון קובע את המרחק; הנתונים המרכזיים מציגים את עצמת הקרינה במרכז, את הממוצע, את המקסימום ואת קוטר הכתם.
כן. בסעיף "Arrangement" ניתן לסדר עד 16 מקורות מוקדיים בשורה, בריבוע או בטבעת, עם מרווח וזווית הטיה הניתנים להתאמה (ניצב, לכיוון המרכז, לכיוון נקודת מטרה או באופן פרטני). לאחר לחיצה על "Calculate" מתבצע סיכום של עצמת הקרינה הנופלת של כל המקורות; מנגנון האופטימיזציה משפר את האחידות באמצעות זווית ההטיה, המרווח ומרחק העבודה. את הגאומטריה אפשר לייצא כטבלה, כתצוגה עילית ממודדת (PNG) וכ-DXF.
כן. יש לטעון קובץ מדגם מסוג STEP או STL; עצמת הקרינה הנופלת מחושבת לכל פאה חיצונית בהתאם לזווית הפגיעה המקומית, פאות המופנות הרחק מהמקורות מקבלות ערך אפס, והצללה אינה נלקחת בחשבון. הקובץ מעובד באופן מקומי בלבד בדפדפן שלכם ואינו מועלה לרשת בשום שלב.
הסימולציה מקיפה את אורכי הגל 365, 385, 395, 405 ו-450 nm. עוצמת ההארה הטיפוסית של ה-LED נשמרת לכל אורך גל ונכנסת לחישוב באופן ישיר; האופטיקה מותאמת לאורך הגל הנבחר בהתאם לפיזור שלה.
מחבר: ד"ר מארק פאראוויה
ד"ר מארק פאראוויה הוא המנכ"ל של Opsytec Dr. Gröbel GmbH באטלינגן ועומד בראש מעבדת הכיול המוסמכת. בעקבות מחקרו על פריקות אקסימר קסנון פועמות במכון לטכנולוגיית תאורה ב-KIT, מוקד עיסוקו הנוכחי הוא טכנולוגיית מדידת קרינה אופטית. הוא סגן יו"ר ועדת התקינה הגרמנית DIN FNL 7 "קרינה אופטית", וחבר בקבוצת הפרויקט של DVGW לחיטוי בקרינת UV.