Il calcolatore di irradianza per LED UV di Opsytec Dr. Gröbel simula l'irradianza (mW/cm²) di lampade a LED UV direttamente nel vostro browser – gratuitamente, senza necessità di installazione. Scegliete una lampada UV LED a tappeto o un apparecchio della Serie L, impostate la lunghezza d'onda (265–450 nm), la distanza di lavoro e l'area target, e ottenete immediatamente la distribuzione dell'irradianza come mappa termica, vista 3D e profili di sezione trasversale – opzionalmente sui vostri componenti importati come modelli STEP/STL.
La simulazione utilizza le caratteristiche di emissione misurate di LED UV reali e riporta valori chiave come irradianza massima, media e minima per la progettazione di applicazioni di polimerizzazione UV, disinfezione UV, invecchiamento e fluorescenza. I risultati possono essere esportati come file CSV e come rapporto di simulazione in PDF. I valori calcolati sono dati indicativi per la selezione del prodotto; i livelli di irradianza vincolanti devono essere verificati mediante misurazione, ad es. con un radiometro Opsytec.
Modello: sorgenti LED (5 sotto-sorgenti per LED) con la caratteristica di emissione OPSY-LED misurata (θ½ = ±32°) oppure, in alternativa, il modello lambertiano I(θ) = I₀·cosᵐθ. Irradianza E = Σ I(θ_LED)·cos(θ_incidenza)/r². Il pivot/origine del modello si trova alla distanza di lavoro h sotto il piano dei LED; l'area complessiva è piana a z = 0. Per i modelli CAD, E viene calcolata per ogni faccia esterna (triangolo); le facce posteriori ricevono E = 0. Riflessioni, perdite di Fresnel e autoschermatura non vengono considerate.
Fondamenti della simulazione dei LED UV
Selezionate un apparecchio LED UV predefinito (lampada flood SFL o Serie L) e la lunghezza d'onda desiderata — il flusso radiante corrispondente per LED è memorizzato per ogni lunghezza d'onda. Impostate la distanza di lavoro tra il piano dei LED e il target, e definite il target come un rettangolo, un cerchio o il vostro modello CAD personalizzato (STEP/STL, elaborato interamente in locale nel vostro browser). L'app calcola la distribuzione dell'irradianza e la visualizza come vista 3D interattiva, mappa termica e profili di sezione trasversale attraverso il centro. Le cifre chiave come irradianza massima, media e minima e il valore al centro sono mostrate direttamente; tutti i risultati possono essere esportati come file CSV o come report di simulazione PDF.
Ogni LED UV viene modellato come sorgente compatta composta da cinque sotto-sorgenti sul die. L'irradianza in un punto sul target è la somma incoerente di tutti i contributi dei LED: E = Σ I(θ) · cos(θinc) / r². Per impostazione predefinita, la caratteristica di emissione I(θ) è il modello OPSY LED (semiangolo ±32°), validato rispetto a dati di misura e ray tracing Monte-Carlo; in alternativa è disponibile il modello lambertiano classico I(θ) = I₀·cosᵐθ con semiangolo regolabile. Entrambi i modelli sono normalizzati energeticamente: il flusso integrato sull'emisfero equivale esattamente al flusso configurato per LED.
- Distanza di lavoro: nel campo lontano l'irradianza diminuisce con 1/r²; allo stesso tempo i contributi dei singoli LED si sovrappongono maggiormente con l'aumento della distanza, rendendo la distribuzione più uniforme. Distanze brevi generano valori di picco elevati con un pattern LED visibile.
- Numero di LED e passo: un maggior numero di LED e un passo più piccolo aumentano irradianza e uniformità; verso il bordo della matrice l'irradianza diminuisce intrinsecamente.
- Lunghezza d'onda: il flusso radiante disponibile per LED dipende dalla lunghezza d'onda — i LED UVC (265–280 nm) forniscono una potenza notevolmente inferiore rispetto ai LED UVA (365–450 nm).
- Inclinazione del target: una superficie inclinata attorno all'asse X o Y riceve un'irradianza minore secondo il coseno dell'angolo di incidenza.
La simulazione presuppone un'irradiazione diretta in un semispazio non ostruito: le riflessioni dalle superfici circostanti, le perdite di Fresnel sulla superficie del pezzo e l'autoschermatura all'interno di geometrie concave non vengono prese in considerazione; per i modelli CAD, le facce rivolte in direzione opposta ai LED ricevono valore zero. I risultati sono quindi dati indicativi per la selezione del prodotto e la progettazione del processo — senza garanzia. I valori vincolanti di irradianza e dose devono essere determinati mediante misurazione con un radiometro UV tarato di Opsytec Dr. Gröbel.
Tutti gli illuminatori simulati sono prodotti di serie della Opsytec Dr. Gröbel GmbH: le lampade a inondazione LED UV della serie SFL irradiano in modo omogeneo grandi superfici — per la polimerizzazione UV, l'eccitazione della fluorescenza e la disinfezione — mentre i compatti illuminatori LED UV della Serie L generano un'elevata irradianza su piccole superfici. Entrambe le serie sono disponibili con lunghezze d'onda da 265 nm a 450 nm. Siamo lieti di assistervi nella selezione e nella progettazione dell'unità di irraggiamento UV adatta alla vostra applicazione.
Domande frequenti
La simulazione utilizza caratteristiche di emissione LED misurate ed è validata rispetto al ray tracing Monte-Carlo. Fornisce dati indicativi per la selezione del prodotto; riflessioni e perdite di Fresnel non sono incluse. I valori vincolanti devono essere determinati mediante misurazione con un radiometro UV tarato.
Le distanze brevi massimizzano l'irradianza ma mostrano il pattern dei LED come non uniformità; le distanze maggiori uniformano la distribuzione a un'irradianza inferiore. Confrontate diverse distanze nella simulazione utilizzando i profili di sezione trasversale e il valore "E average" per trovare il miglior compromesso per la vostra applicazione.
Sì — caricate un modello STEP o STL del vostro componente. L'irradianza viene calcolata per ciascuna faccia esterna; le facce rivolte lontano dai LED ricevono zero. Il file viene elaborato interamente in locale nel vostro browser e non viene mai caricato su server.
La simulazione copre 265, 275, 280, 365, 385, 395, 405 e 450 nm — dall'UVC per la disinfezione all'UVA/blu per la polimerizzazione e la fluorescenza. Il flusso radiante tipico per LED viene memorizzato per ogni lunghezza d'onda e utilizzato automaticamente nel calcolo.
Autore: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia è amministratore delegato di Opsytec Dr. Gröbel GmbH a Ettlingen e responsabile del laboratorio di taratura accreditato. Dopo le sue ricerche sulle scariche a eccimeri di xeno pulsato presso l'Institute of Lighting Technology del KIT, il suo attuale ambito di attività è la tecnica di misura della radiazione ottica. È vicepresidente del comitato normativo DIN FNL 7 "Radiazione Ottica" e membro del gruppo di progetto DVGW sulla disinfezione UV.