La simulazione della camera di irraggiamento Opsytec calcola l'irradianza spaziale nelle camere di irraggiamento UV e UV-LED. La simulazione mostra la distribuzione dell'irradianza, l'omogeneità e la dose UV in funzione della camera, dell'intervallo spettrale, della potenza e della posizione del piano di misura. Copre le camere di irraggiamento UV della serie BS con lampade al mercurio a bassa pressione per UVA, UVB e UVC, così come le camere di irraggiamento UV-LED della serie BSL con lunghezze d'onda da 365 a 450 nm.
Per ciascuna camera, l'irradianza viene calcolata su un piano di misura regolabile in altezza – dal fondo della camera fino a poco sotto il piano delle lampade o dei LED. La distribuzione dell'irradianza viene visualizzata come mappa a falsi colori e come profili di sezione; valori chiave come il massimo e il valore medio rendono l'omogeneità dell'illuminazione direttamente confrontabile. A partire dall'irradianza media, la simulazione calcola anche la dose UV e il tempo di irraggiamento necessario per raggiungere una dose target – tenendo conto anche del comportamento di accensione delle lampade e dei LED. È possibile caricare i propri campioni e componenti come file STEP o STL; la simulazione ne considera l'ombreggiamento sul piano di misura. Tutti i risultati possono essere esportati come file CSV o come report di simulazione in PDF. Il calcolo viene eseguito interamente nel browser.
Ciò consente di stimare – prima di un acquisto o di un esperimento – quale camera di irraggiamento UV raggiunga l'irradianza e l'omogeneità richieste, e quale tempo di irraggiamento produca la dose UV desiderata. La simulazione è adatta ad applicazioni che vanno dalla polimerizzazione UV e dai test di degradazione o invecchiamento, alla disinfezione e all'irraggiamento di colture cellulari.
Modello: camere di irraggiamento della serie BS (lampade T8 come sorgenti lineari isotrope) e serie BSL (griglia di UV-LED con modelli di emissione OPSY misurati). Tutte le 4 pareti laterali riflettono tramite il metodo delle immagini (riflettanze adattate alle distribuzioni misurate); la disposizione delle sorgenti è semplificata. Risultato della simulazione senza garanzia.
Fondamenti della simulazione della camera di irraggiamento
La simulazione riproduce ogni camera di irraggiamento UV con le sue dimensioni interne reali. Le lampade e i LED sono modellati come sorgenti di radiazione; le riflessioni sulle pareti laterali specchiate entrano nel calcolo tramite il metodo delle sorgenti immagine. Per ogni punto del piano di misura, la simulazione somma i contributi di tutte le sorgenti e delle loro immagini speculari, ottenendo la distribuzione spaziale dell'irradianza all'interno della camera.
Dopo aver selezionato la camera, l'intervallo spettrale (UVA, UVA+, UVB o UVC per le camere BS, lunghezza d'onda LED 365–450 nm per le camere BSL) e la potenza, la simulazione calcola l'irradianza in mW/cm² o W/m². Opzionalmente, è possibile combinare due gruppi di lampade o lunghezze d'onda LED con cursori di potenza separati — ad esempio per un irraggiamento misto UVA e UVB.
La distribuzione dell'irradianza sul piano di misura viene visualizzata come mappa a falsi colori, integrata da profili di sezione relativi attraverso il centro della camera. Valori caratteristici come E max ed E mean quantificano l'omogeneità dell'illuminazione. È possibile posizionare punti di misura cliccando sulla mappa termica per leggere l'irradianza in singole posizioni — ad esempio nei punti di posizionamento dei campioni.
L'altezza del piano di misura è liberamente regolabile — dal fondo della camera fino a poco sotto le sorgenti. Con una distanza minore dalle lampade o dai LED, l'irradianza aumenta secondo la legge dell'inverso del quadrato, mentre l'omogeneità di solito diminuisce. La simulazione rende visibile questo compromesso e aiuta a individuare l'altezza del campione più adatta per un irraggiamento uniforme.
A partire dall'irradianza media del piano di misura, la simulazione calcola la dose UV come integrale nel tempo. Dopo aver inserito una dose target in mJ/cm², viene mostrata l'irradianza nel tempo e il punto di spegnimento – incluso il comportamento all'accensione: le lampade a vapori di mercurio a bassa pressione si accendono lentamente, i LED UV raggiungono la loro potenza in pochi secondi.
I vostri campioni e componenti possono essere caricati nella camera come file STEP o STL. Il modello viene posizionato centrato sul piano di misura, è considerato opaco e proietta un'ombra; i contributi riflessi dalle pareti e dal soffitto vengono ridotti di conseguenza. I file vengono elaborati esclusivamente in locale nel browser — non vengono caricati né memorizzati.
Le pareti laterali speculari delle camere di irraggiamento aumentano notevolmente l'irradianza e l'omogeneità; la simulazione le riproduce mediante il metodo delle sorgenti immagine con riflettanze specifiche per parete — la porta e il soffitto riflettono più debolmente rispetto alle pareti laterali. Inoltre, il calcolo tiene conto dell'angolo di incidenza (cos θ) e della legge dell'inverso del quadrato per ogni contributo di sorgente.
La serie BS utilizza lampade a vapori di mercurio a bassa pressione T8, integrate analiticamente come sorgenti lineari isotrope — per UVA, UVA+, UVB e UVC. La serie BSL utilizza array di LED UV; le loro caratteristiche di emissione derivano da modelli di LED misurati per lunghezze d'onda da 365 a 450 nm. Il BS-05, a doppia faccia, viene simulato con gruppi di lampade superiori e inferiori separati.
La disposizione interna delle sorgenti è semplificata; le componenti di riflessione diffusa, le riflessioni sul pavimento, le perdite di Fresnel sulla superficie del bersaglio, gli effetti spettrali e l'invecchiamento delle sorgenti non vengono presi in considerazione. I dettagli sono riportati nella descrizione del modello sopra. I risultati sono dati orientativi per la pianificazione e il confronto — non sostituiscono una misurazione e vengono forniti senza garanzia.
Con BS-02 a BS-05, la serie BS comprende camere da compatte a grande volume; la BS-05 irraggia da entrambi i lati. La serie BSL offre camere UV-LED in diverse dimensioni e classi di potenza (HO, ECO, ECO+) con BSL-01i a BSL-04. La simulazione facilita un confronto diretto; i dati tecnici e gli accessori si trovano nella pagina prodotto camere di irraggiamento Opsytec.
Domande frequenti sulla simulazione della camera di irraggiamento
La serie BS con lampade a vapori di mercurio a bassa pressione coprono i campi spettrali classici UVA, UVA+, UVB e UVC ed è adatta per prove di invecchiamento, disinfezione e test di invecchiamento. La serie BSL con LED UV (365–450 nm) commuta istantaneamente, è finemente regolabile e offre un'elevata irradianza — ideale per la polimerizzazione UV e per esperimenti di dose riproducibili. La simulazione rende entrambe direttamente confrontabili.
La simulazione fornisce dati orientativi: la disposizione delle sorgenti è semplificata e il modello di riflessione è adattato alle distribuzioni misurate. Solo una misurazione nella camera reale è vincolante, ad esempio con un radiometro Opsytec.
Inserire la dose target in mJ/cm² nel controllo dose & tempo. La simulazione integra l'irradianza media nel tempo – incluso il comportamento di accensione delle lampade o dei LED – e mostra il punto di spegnimento e l'irradianza in funzione del tempo.
Sì — caricate un modello STEP o STL; esso poggia centrato sul piano di misura e proietta un'ombra, e anche i contributi riflessi da pareti e soffitto vengono ridotti. Il file viene elaborato esclusivamente in locale nel browser e non viene né caricato né memorizzato.
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 focus attuale è sulla tecnologia di misurazione della radiazione ottica. È vicepresidente del comitato normativo DIN FNL 7 "Radiazione Ottica" e membro del gruppo di progetto DVGW sulla disinfezione UV.
Calcolo dell'irradianza nella camera
Per calcolare l'irradianza di una camera sono necessarie tre cose: modello, equipaggiamento lampade e distanza dal piano campione. Il simulatore sopra le utilizza e mostra anche la distribuzione sul vassoio.
Un'irradianza calcolata non sostituisce una misurazione – ma prima di un acquisto indica se la dose richiesta si accumula in un tempo ragionevole.