מד UVC ורדיומטר UVC לתחום 200 עד 280 nm
קרינת UVC מחטאת מים, אוויר ומשטחים, מניעה תהליכים פוטוכימיים ומשמשת במחקר לנטרול וירוסים, חיידקים ופטריות. האם מקור UVC משיג את האפקט הנדרש והאם האנשים בסביבתו מוגנים – ניתן להוכיח רק באמצעות מדידה מכוילת של עצמת קרינה נופלת. מדי UVC של Opsytec מכסים את התחום הספקטרלי מ-200 עד 280 nm ומודדים עצמת קרינה נופלת ו – בהתאם למכשיר – מנת קרינה של UVC על מנורות, נוריות LED, תאים ומערכות.
ארבע שאלות קובעות איזה מכשיר מתאים: מהו הספקטרום של המקור? איזו עצמת קרינה נופלת צפויה בנקודת המדידה? כיצד נראית גאומטריית המדידה? והאם נדרש ערך רגעי, מנת קרינה או ניטור קבוע?
מדידת עצמת קרינה נופלת UVC ומנת קרינה UVC
עצמת קרינה נופלת היא ההספק הקרינתי הפוגע במשטח, ומבוטאת ב-W/m², ב-mW/cm² או ב-µW/cm²; 1 mW/cm² שווה ל-10 W/m². מנת קרינה UVC היא האינטגרל של עצמת הקרינה הנופלת לאורך הזמן – עבור מקור קבוע פשוט מכפלת עצמת הקרינה הנופלת בזמן – והיא מבוטאת ב-J/m² או ב-mJ/cm². בחיטוי מים הגודל המתייחס למדיום נקרא פלואנס (fluence). מנת הקרינה היא הקובעת להשבתת מיקרואורגניזמים: בעצמת קרינה נופלת של 1 mW/cm², מגיעים ל-10 mJ/cm² לאחר 10 שניות.
לא כל מד ידני מחשב בעצמו את מנת הקרינה. ה-RM-12 מציג את עצמת הקרינה הנופלת הרגעית. ה-RMD ו-RMD Pro וה-RMD Touch מבצעים אינטגרציה של עצמת הקרינה הנופלת לאורך הזמן ומציגים ישירות את מנת הקרינה; RMD Pro ו-RMD Touch גם שומרים סדרות מדידה כקובצי CSV. ה-tinyTracker מודד את מנת הקרינה כדוזימטר בגובה 10 mm בלבד, הנע במערכת יחד עם המוצר.
רדיומטר RMD Pro
רדיומטר כף-יד דיגיטלי לחלוטין למדידת עצמת קרינה ומנת קרינה, עם שני כניסות לחיישנים וזיכרון של 8 GB.
RMD Touch
רדיומטר מעבדה דיגיטלי עם מסך מגע למדידת עצמת קרינה נופלת ומנת קרינה בשני כניסות חיישן.
RM-12
מד יד למדידת עצמת קרינה ותאורה עם חיישנים מתחלפים.
רדיומטר ייחוס DVGW
רדיומטר ייחוס לניטור חיטוי מי שתייה בקרינת UV בהתאם לתקן DIN 19294-3 (לחץ נמוך) ו-DIN 19294-4 (לחץ בינוני).
tinyTracker
רדיומטר למערכות מסועים בגובה של 10 mm בלבד, מודד משני הצדדים, עם קליטת נתונים בתדר של עד 25 Hz.
tinyTracker 172nm
רדיומטר מכויל למנורות קסנון אקסימר באורך גל 172 nm, בעובי שטוח של 10 mm המתאים למערכות הסעה.
חיישני רדיומטר
חיישני UV ואור מתחלפים בקוטר 40 mm בשבעה טווחים ספקטרליים עבור RMD Pro, RMD Touch ו-RM-12.
איזה מד UVC מתאים לאיזו משימה
| מכשיר | טווח מדידה UVC | מנת קרינה | משימה אופיינית |
|---|---|---|---|
| RM-12 | 0 עד 199 mW/cm², אופציונלי 0 עד 1999 mW/cm²; רזולוציה 0.01 mW/cm² | לא | מדידות בדיקה ושירות במערכות UVC, מופעל בסוללה |
| RMD / RMD Pro | חיישן UVC 0 עד 1 W/cm²; חיישן UVC לבטיחות בעבודה 0 עד 10 mW/cm²; רזולוציה 0.001 µW/cm² | כן; דגם RMD Pro עם זיכרון 8 GB | ניסויי חיטוי, תאים, משטחים, בטיחות בעבודה, תיעוד מדידות |
| RMD Touch | חיישן UVC 0 עד 1 W/cm²; שני ערוצים בו-זמנית | כן; רישום נתונים 1 s עד 1 h | מעבדה, מדידות ארוכות טווח ומדידות הזדקנות |
| tinyTracker | 0 עד 200 mW/cm² או 0 עד 2 W/cm² | כן | מנת קרינה במערכות מסוע ובמערכות רציפות, גובה 10 mm |
| tinyTracker 172 nm | 0 עד 200 mW/cm² באורך גל 172 nm | כן | מנורות אקסימר קסנון VUV בגז אינרטי |
| רדיומטר ייחוס DVGW | 240 עד 290 nm, 0 עד 200 W/m² | כן (עם RMD Pro) | מדידת ייחוס במערכות מי שתייה לפי DIN 19294-3 ו-ÖNORM M 5873-1 |
| UVC-SE, UVx-SE, PLC.D | UVC-SE 180 עד 280 nm, עד 1000 W/m² | דרך מערכת הבקרה | ניטור קבוע בכורים ובמערכות |
מדידת UVC באורך גל 254 nm
מנורות כספית בלחץ נמוך פולטות את רוב הספק ה-UV שלהן בקו יחיד באורך גל 253.7 nm. מדידת קו זה היא המשימה הקלאסית של רדיומטריית UVC: חיישן UVC לתחום 200 עד 280 nm מכויל על מנורת לחץ נמוך ומודד מקור זה ללא תיקון ספקטרלי. כל המחקרים שנבחנו כאן – מ-0.065 mW/cm² מאחורי צינור מכוסה כמעט לחלוטין ועד 20 mW/cm² בהבזק UVC – נמצאים בתוך תחום המדידה של חיישן UVC יחיד על ה-RMD.
לעומת זאת, מנורות בלחץ בינוני פולטות ספקטרום רחב עם רכיבים ב-UVC, ב-UVB וב-UVA; חיישן המכויל ב-254 nm מציג כאן קריאה שגויה באופן שיטתי. כיצד נוצר הקו באורך גל 254 nm ואילו משימות מדידה יש להפריד זו מזו במערכות מוסבר במאמר מדידה וניטור של קרינת UVC באורך גל 254 nm.
מדידה נכונה של נוריות UVC
בהתאם לחומר המוליך למחצה, נוריות UVC פולטות בדרך כלל באורך גל שבין 265 עד 280 nm, ברוחב פס של כ-10 nm. לפיכך חלק מהפליטה שלהן נמצא בדיוק בקצה המסנן של חיישן UVC ב-280 nm. בנורית LED באורך גל 275 nm החיישן חותך את האגף ארוך הגל; ב-280 nm שיא הפליטה יושב על הקצה עצמו. גם הסטות קטנות באורך גל השיא – בין אצוות LED שונות או כתוצאה מהתחממות בזמן ההפעלה – משנות אז את הקריאה יותר מאשר הספק הקרינה בפועל.
לכן עבור נוריות UVC ממליצה Opsytec על חיישן UVBB (230 עד 400 nm), שהטווח הספקטרלי שלו מכסה את מלוא פליטת ה-LED, כשהוא מכויל על נורית LED בעלת אורך גל שיא תואם. עבור מנורות לחץ נמוך חיישן UVC נותר הבחירה הנכונה. מעבדת הכיול מחזיקה נוריות UV באורכי גל שונים בתור מקורות כיול. עד כמה גדולה עשויה להיות השגיאה בכיול בלתי מתאים מוצג בעמוד אי-התאמה ספקטרלית בחיישני UV.
Far-UVC באורך גל 222 nm ו-VUV באורך גל 172 nm
מנורות אקסימר של כלוריד קריפטון (KrCl*) פולטות באורך גל 222 nm בתחום ה-far-UVC שבין 200 עד 230 nm. אורך גל זה קוטל חיידקים אך כמעט שאינו חודר לעור – וזהו הבסיס לשימוש בחדרים מאוישים, כפי שנחקר בין היתר על ידי Buonanno et al. [2] ו-Welch et al. [3]. למנורות ללא סינון יש גם פליטות משניות בתחום ה-UVC ארוך הגל יותר, והן מכריעות להערכת הבטיחות; לפיכך גופי תאורה מסוג far-UVC המיועדים לשימוש פנים כוללים מסנן.
חיישן UVC מכסה ספקטרלית את 222 nm, אך עבור סוג מנורה זה עליו להיות מכויל על מקור של 222 nm; כיול באורך גל 254 nm היה מציג באופן שיטתי ערך שגוי של עצמת הקרינה הנופלת ממנורת KrCl. לכן מעבדת הכיול של Opsytec מכיילת חיישני UVC על מנורת אקסימר של 222 nm. רק מדידה ספקטרלית מראה אם המסנן אכן מדכא את הפליטות המשניות. ספקטרים מדודים של מנורות KrCl מסוננות ובלתי מסוננות זמינים במסד הנתונים הספקטרלי של מנורות UV.
מנורות אקסימר של קסנון (Xe₂*) באורך גל 172 nm מקרינות בתחום ה-UV הוואקומי. קרינה זו נבלעת באוויר בתוך מילימטרים ספורים; חיישני UVC עם מסנן ומפזר אינם מזהים אותה. לשם כך קיים ה-tinyTracker 172 nm, המודד את מנת הקרינה בגז אינרטי ישירות על המצע. פרטים נוספים מופיעים במדידת קרינת VUV באורך גל 172 nm ממנורות אקסימר של קסנון.
חיטוי מי שתייה ב-UV: רדיומטר ייחוס לפי DVGW
במערכות UV לחיטוי מי שתייה בהתאם ל-DIN 19294-1 ול-DVGW W 294-1, חיישן המותקן דרך קבע מנטר את עצמת הקרינה הנופלת. רדיומטר ייחוס בודק את חיישן המערכת הזה במרווחי זמן קבועים. הדרישות מרדיומטר הייחוס נקבעות ב-DIN 19294-3 עבור מערכות לחץ נמוך וב-DIN 19294-4 עבור מערכות לחץ בינוני; באוסטריה חל התקן ÖNORM M 5873-1.
חיישן ה-DVGW אינו מעריך את הקרינה על פני כל תחום ה-UVC אלא בפס צר מ-240 עד 290 nm סביב הקו שב-253.7 nm. DIN 19294-3 מחייב זאת כדי שרדיומטרים של מערכות מיצרנים שונים יספקו ערכים ברי-השוואה באותה התקנה. החיישן מודד עד 200 W/m², בעל זווית קליטה של 160° ומופעל באמצעות ה-RMD Pro. עבור מערכות לחץ בינוני קיים חיישן ייחוס נפרד בהתאם ל-DIN 19294-4. כל הנתונים מופיעים בעמוד רדיומטר ייחוס לפי DVGW.
ניטור קבוע של מערכות UVC
מד ידני מספק בדיקות נקודתיות. כאשר יש לנטר מערכת במהלך ההפעלה, חיישן המותקן דרך קבע מודד ברציפות ומעביר את האות שלו למערכת הבקרה:
- UVC-SE – חיישן UVC עמיד בפני מים בלחץ (180 עד 280 nm, עד 1000 W/m²) עם מגבר משולב עבור כורים ותהליכים רטובים; מוצא 0 עד 10 V, 4 עד 20 mA או 0 עד 1 V.
- UVx-SE – חיישן אטום למים עם חיבור G 3/4″, מתאים גם למנורות לחץ בינוני ולסביבות CIP, עד 200 mW/cm².
- PLC.D – חיישני UV דיגיטליים עם RS-485, RS-232 או USB וסטטוס כיול בפרוטוקול הנתונים.
- חיישני PLC עם 4 עד 20 mA, 0 עד 10 V או 0 עד 2 V עבור מערכות בקרה.
החיישן המותקן מושווה במרווחי זמן קבועים למד ידני מכויל באותו מיקום, למשל מדי שבוע באמצעות ה-RMD Pro.
חיטוי UVC של חדרים ומשטחים
כאשר מחטאים חדרים ומשטחים באמצעות התקני UVC ניידים, מנת הקרינה תלויה מאוד במרחק ובכיוון. משטחים המצויים בצל או הרחוקים מהמקור מקבלים פי כמה וכמה פחות ממשטחים הנמצאים בקו הראייה. בחדר בבית חולים השתמשו Lindblad ואחרים ברדיומטר RM-22, קודמו של ה-RMD, ומדדו מנות קרינה שבין 15.9 עד 1,068 mJ/cm² בהתאם למיקום, עם חציון של 266 mJ/cm² [4]. לכן המדידות נערכות בנקודות שאותן יש לחטא – ולא רק במקור.
Malayeri ואחרים ריכזו את מנת הקרינה הנדרשת להפחתה לוגריתמית נתונה של חיידקים, נגיפים, פרוטוזואה ואצות [1]. זמן החשיפה הנדרש נובע מעצמת הקרינה הנופלת שנמדדה, כמנת הקרינה חלקי עצמת הקרינה הנופלת. להגנה על בני אדם במהלך חיטוי UV, ראו בטיחות בחיטוי UV.
[1] Malayeri, A. H. et al.: שטף קרינה (מנת קרינה UV) הנדרש להשגת הפחתה לוגריתמית מצטברת של חיידקים, פרוטוזואה, נגיפים ואצות, IUVA.
[2] Buonanno, M. et al.: יעילות קוטלת חיידקים ובטיחות עור יונקים של אור UV באורך גל 222 nm. Radiat. Res. 187 (2017) 483–491, doi:10.1667/RR0010CC.1
[3] Welch, D. et al.: אור Far-UVC: כלי חדש לבלימת התפשטותן של מחלות מיקרוביאליות המועברות באוויר. Sci. Rep. 8 (2018), doi:10.1038/s41598-018-21058-w
[4] Lindblad, M. et al.: חיטוי חדר בבית חולים בקרינת UVC: כמות אור ה-UV הנדרשת. Burns 46 (2020) 842–849, doi:10.1016/j.burns.2019.10.004
היכן נמדדה קרינת UVC – רמות עצמת קרינה נופלת ממחקרים
כמה UVC מגיעה למקום שבו מתרחש החיטוי? במחקרים שנעשו בהם שימוש במכשירי מדידה ובתאי הקרנה של Opsytec, הטווח משתרע מ-0.065 mW/cm² מאחורי נורה מכוסה כמעט לחלוטין ועד 20 mW/cm² בהבזק UVC – פי יותר משלוש מאות. רוב נקודות המדידה נמצאות בין 0.3 עד 15 mW/cm². המרחק, מספר המנורות והשאלה אם הקרינה מגיעה ישירות או בצל – הם שעושים את ההבדל. לכן המדידות מתבצעות במקום שבו אמורה להתרחש ההשפעה.
בקצה התחתון, מכשיר בעל רזולוציה של 0.01 mW/cm² מציג רק ספרה אחת או שתיים; ה-RMD מפריד ברזולוציה של 0.001 µW/cm².
| נקודת מדידה | עצמת קרינה נופלת ב-mW/cm² | מקור ומרחק | מחקר | מכשיר Opsytec |
|---|---|---|---|---|
| צמחים תחת הבזק UVC | 20 (הבזק, 1 s) או 0.33 (אור רציף)¹ | 10 מנורות אמלגם, 254 nm | Jazayeri et al. 2024 | RM-12 |
| דגימת שפכים מתחת למנורה | 14.8 | מנורת Hg בלחץ נמוך 15 W, 4 cm | Leong et al. 2023 | RM-12 |
| מכשיר UVC ידני לבדיקות היגיינה | 5 או 10 | נוריות LED UVC 275 nm | McCoy Sanders et al. 2024 | RMD Pro |
| מסכות FFP2 משומשות בתא | 10³ | תא BS-02, 8 שפופרות, 15 cm | Vaupel et al. 2024 | תא BS-02 עם UV-MAT |
| ניילון נצמד לבשר בקר | 8 | תא BS-04, 20 מנורות UVC | Mahmud et al. 2024 | תא BS-04 |
| מסכות בתיבת המגירה | 5.56 ± 0.10 | מנורת אמלגם, 10 cm | Harfoot et al. 2022 | tinyTracker |
| שפכים תחת נוריות LED UVC | 4.08 או 0.33 | מודולי LED 275 nm או 280 nm, 4 cm | Leong et al. 2023 | RM-12 |
| מיקרופונים בתיבת החיטוי | 0.52 עד 7.19, בהתאם למיקום | 2 מנורות UVC, דפנות פנימיות מחזירות אור | Vignali et al. 2022 | מדידה מטעם Opsytec |
| מיץ בצינורות העובר דרך התא | 0.2 עד 10.7, ניתן לכוונון | תא BS-04, 20 מנורות, 23 cm | Woll et al. 2024 | חיישן UVC של RM-12 |
| טיפות נגיף בתיבת ההקרנה | כ-1.4 | 2 שפופרות של 6 W, 36 cm | Martínez-Antón et al. 2021 | RMD |
| חלקים מודפסים בתלת-ממד בבדיקת הזדקנות | 1.0 | תא BS-02, 24 שעות | Amza et al. 2021 | תא BS-02 |
| נגיפי Mpox על זכוכית, פלדה ופלסטיק | 0.82 | מנורת UVC 254 nm, 30 cm | Gidari et al. 2026 | RMD |
| מכשיר UVC ידני מעל הדגימה | כ-0.7² | מופעל בסוללה, 254 nm, 50 cm | Ruetalo et al. 2021 | דוזימטר UV-C של Dr. Gröbel |
| נבגי פטריות תחת נוריות LED UVC | 0.58 | נורית LED UVC 275 nm | Baek et al. 2025 | RMD |
| תותים במנהרת גידול בלילה | כ-0.1¹ | נוריות LED UVC 276 nm, 20 s | Riikonen et al. 2024 | RM-22 |
| מנורה מכוסה למעט חריץ | 0.065 עד 0.080 | 2 שפופרות של 6 W, חריץ 5 mm, 36 cm | Martínez-Antón et al. 2021 | RMD |
| חדר טיפול נמרץ עם מגדל UVC | מנת קרינה בלבד: 15.9 עד 1,068 mJ/cm² | מגדל UVC נייד, 10 נקודות מדידה | Lindblad et al. 2020 | RM-22 (קודמו של RMD) |
| משטחים בנגיעה תכופה בבית חולים | מנת קרינה בלבד: ממוצע 29 mJ/cm² | רובוט UVC | Casini et al. 2025 | — |
¹ חושב מתוך מנת הקרינה וזמן החשיפה המצוינים במאמר. ² מצוין במאמר כ-0.7 mJ/cm² לשנייה. ³ ערך נקוב של התא בהספק מלא. כל הערכים כפי שדווחו על ידי המחברים (1 W/m² = 0.1 mW/cm²); המחברות והתוכן הם באחריות קבוצות המחקר הרלוונטיות. עבודות נוספות עם מכשירי Opsytec: פרסומים של לקוחות.
חיישני UVC מכוילים ממעבדה מוסמכת
איכותה של מדידת UVC תלויה בכיול החיישן – ובשאלה אם מקור הכיול תואם את הספקטרום הנמדד. כל הרדיומטרים והחיישנים מסופקים מכוילים, עם עקיבות מטרולוגית לתקנים לאומיים. מעבדת הכיול של Opsytec מוסמכת על ידי DAkkS לפי DIN EN ISO/IEC 17025 ומכיילת חיישנים בטווח 200 עד 1000 nm בעצמות קרינה נופלת מ-0.2 µW/cm² ועד למעלה מ-10 W/cm². אי-ודאות הכיול האופיינית של חיישני ה-UVC היא 4.5 עד 6.0 % (k = 2); בשימוש בפועל מתווספים לכך אי-התאמה ספקטרלית, טמפרטורה, הזדקנות וגאומטריה (אי-ודאות מדידה במדידת UV).
מלבד החיישנים הסטנדרטיים קיימים פתרונות למשימות מדידה מיוחדות: חיישני XT לעצמת קרינה נופלת גבוהה מאוד, גשושי UV לנקודות מדידה שקשה להגיע אליהן ותכנונים בהתאמה אישית לגאומטריות שלכם. מאתר חיישני ה-UV מציע את החיישן המתאים לפי היישום ואורך הגל.
שאלות נפוצות על מדי UVC
האם אפשר למדוד גם נוריות UVC (LED) במד UVC?
כן, אך לא בכל חיישן באותה איכות. פליטת נוריות UVC בתחום 265 עד 280 nm מגיעה עד לקצה הפילטר של חיישן ה-UVC ב-280 nm; הסטות קטנות באורך גל שיא מעוותות אז את הקריאה. עבור נוריות UVC ממליצה Opsytec על חיישן UVBB (230 עד 400 nm), המכויל על נורית LED באורך גל תואם. עבור מנורות כספית בלחץ נמוך ב-254 nm חיישן ה-UVC הוא הבחירה הנכונה.
איזה מד UVC מודד את מנת הקרינה של UVC?
RMD, RMD Pro ו-RMD Touch מציגים את מנת הקרינה ב-J/m² לצד עצמת הקרינה הנופלת; RMD Pro ו-RMD Touch גם שומרים סדרות מדידה כקובצי CSV. ה-tinyTracker מודד את מנת הקרינה כדוזימטר שטוח העובר דרך המערכת. ה-RM-12 מציג רק את עצמת הקרינה הנופלת הרגעית – מנת הקרינה היא אז עצמת הקרינה הנופלת מוכפלת בזמן.
האם ה-RMD יכול למדוד עצמת קרינה נופלת נמוכה מאוד של UVC, כגון 0.2 µW/cm²?
כן. עם חיישן ה-UVC לבטיחות בעבודה (תחום מדידה 0 עד 10 mW/cm²) ה-RMD מזהה באופן אמין עצמת קרינה נופלת החל מכ-0.05 µW/cm², למשל קרינה מפוזרת בעמדת העבודה. למדידות כאלה אנו ממליצים על זמן מיצוע של 2 s, על כוונון היסט (offset) ועל שימוש בחצובה.
איזה ערך UVC רלוונטי לבטיחות בעבודה?
ערך הסף לחשיפה לקרינה אופטית מלאכותית הוא מנת קרינה אפקטיבית של 30 J/m² ליום, משוקללת לפי ספקטרום הפעולה S(λ). מכיוון ש-UVC משוקלל בתחום זה במשקל גבוה במיוחד, אפילו רמות נמוכות מאוד של עצמת קרינה נופלת מתקרבות לערך הסף במהלך יום עבודה. לכן קיים עבור ה-RMD חיישן UVC ייעודי ורגיש במיוחד בתחום 0 עד 10 mW/cm², להוכחת בטיחות בעבודה. הערכה ואמצעים: בטיחות בחיטוי UV.
האם ה-RMD מתאים למסועי חיטוי ולמערכות רציפות?
ה-RMD Pro מתעד קריאות ולכן מתאים עקרונית ליישומי מסוע. עם זאת, בזכות הגובה הנמוך שלהם, בדרך כלל מתאימים יותר ה-tinyTracker, ה-curelog או ה-UVpad המודד ספקטרלית, שכן הם נעים דרך המערכת יחד עם המוצר.
mW/cm² או W/m² – איזו יחידה נכונה?
שתיהן. 1 mW/cm² שווה ל-10 W/m², ו-1 mJ/cm² שווה ל-10 J/m². מחקרים על חיטוי משתמשים בדרך כלל ב-mW/cm² וב-mJ/cm², ותקנים לחיטוי מים ב-W/m² וב-J/m². מחשבון הרדיומטריה ממיר בין היחידות.
במה נבדל רדיומטר UVC ממד UV פשוט?
מדי UV פשוטים רבים מיועדים ל-UVA או למדד ה-UV ואינם מזהים UVC כלל, או מזהים אותו בדיוק נמוך בלבד. רדיומטר UVC זקוק לחיישן בתחום הספקטרלי 200 עד 280 nm, לתיקון קוסינוס עבור קרינה הפוגעת בזווית, ולכיול על מקור בעל ספקטרום תואם – המתועד בתעודת כיול.
באיזו תדירות יש לכייל מד UVC?
אין מרווח זמן מחייב באופן כללי. שנים-עשר חודשים הם נקודת מוצא מעשית עבור מדי UV רבים, שיש לאשרה או להתאימה על בסיס היסטוריית המדידות שלכם. שימוש תכוף, מנות קרינה גבוהות, חום ולכלוך מצדיקים מרווח קצר יותר. פרטים נוספים תחת מרווח הכיול למכשירי מדידת UV.
