In un processo continuo il risultato non è determinato dal tempo di ciclo, bensì dal tempo che un punto del pezzo trascorre effettivamente sotto la sorgente. Questo calcolatore ricava tale tempo di permanenza dalla velocità del nastro e dalla lunghezza irraggiata, da esso la dose – e viceversa la velocità massima alla quale una dose richiesta viene ancora raggiunta.
Questo è il calcolo alla base di ogni linea a nastro trasportatore: il fornitore del rivestimento specifica una dose, la linea ha una lunghezza irraggiata fissa, e la velocità di avanzamento è ciò che si sta cercando. Aumentando la velocità della linea la dose diminuisce nella stessa proporzione; raddoppiando la velocità la si dimezza. Lo stesso calcolo mostra se sia necessario un emettitore aggiuntivo per raggiungere affatto una portata desiderata.
Il calcolo presuppone che l'irradianza sia uniforme lungo la lunghezza irraggiata. Gli emettitori reali hanno un profilo con picco al centro – ciò che conta allora è l'integrale sul passaggio, che un dosimetro mobile misura direttamente. Opsytec produce e tara questi strumenti nel proprio laboratorio.
Il calcolo statico senza movimento del nastro si trova nel calcolatore della dose UV e nel calcolatore del tempo di esposizione UV; tutti e dodici i calcolatori radiometrici sono raccolti nel calcolatore di radiometria.
Questo calcolo ha una finalità di orientamento tecnico. Si applica a un'irradianza uniforme lungo la lunghezza irradiata e a una velocità del nastro costante. I rilasci di processo devono essere verificati mediante una misurazione con strumenti tarati in condizioni reali – in un processo continuo, opportunamente con un dosimetro viaggiante.
Fondamenti
Il tempo di permanenza è la lunghezza irradiata divisa per la velocità del nastro: t = L / v. La dose si ottiene come nel caso statico: H = E · t. Riordinando entrambe le formule in funzione della velocità si ottiene la velocità massima per una dose target: v_max = L · E / H_target. Il calcolatore utilizza la lunghezza in millimetri e la velocità in metri al minuto — le unità impiegate in produzione — e le convertisce internamente in unità SI; da L in mm e v in m/min, t in secondi si ottiene tramite il fattore 0,06.
Un emettitore irradia 200 mm del nastro, la linea corre a 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. A 500 mW/cm² questo dà H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Per la stessa dose target di 1000 mJ/cm² il nastro può quindi correre a non più di 6 m/min; a 500 mJ/cm² potrebbe correre a 12 m/min.
L'irradianza raramente è costante lungo il passaggio: aumenta verso il centro dell'emettitore e diminuisce ai margini. Il prodotto E · t sovrastima quindi la dose se si utilizza il valore di picco e la sottostima con il valore ai margini. Più emettitori in serie somm ano i loro contributi, non le loro lunghezze. E come sempre: la dose è una grandezza energetica e non dice nulla sul fatto che lo spettro corrisponda al fotoiniziatore.
Domande frequenti
Prima il tempo di permanenza dalla lunghezza irradiata e dalla velocità del nastro, poi la dose dall'irradianza e dal tempo di permanenza: t = L / v e H = E · t. A 200 mm e 6 m/min sono 2 s; con 500 mW/cm² si ottengono 1000 mJ/cm².
La distanza lungo la direzione del nastro in corrispondenza della quale un punto sul pezzo viene effettivamente irraggiato — non la lunghezza fisica dell'alloggiamento dell'emettitore. Con più emettitori in serie ogni sezione conta separatamente; i contributi di dose si sommano.
Inversamente proporzionale: raddoppiare la velocità significa dimezzare il tempo di permanenza e quindi dimezzare la dose. Raddoppiare la produttività richiede il doppio dell'irradianza o il doppio della lunghezza irraggiata.
Di solito a causa del profilo dell'emettitore: il calcolo presuppone un'irradianza uniforme, mentre in realtà il pezzo in lavorazione attraversa un massimo. A ciò si aggiungono le variazioni di distanza dovute all'altezza del pezzo, una finestra sporca e l'invecchiamento della sorgente. Quanto fortemente una sorgente si degrada è illustrato in invecchiamento delle lampade UV e dei LED UV.
Un dosimetro portatile per il collaudo del processo e un sensore installato in modo permanente per il monitoraggio continuo. La prassi di misurazione è descritta in Misurazione UV per impianti a nastro trasportatore.
Sì, con lo stesso approccio: la velocità del nastro viene sostituita dalla velocità di percorso dell'utensile, e la lunghezza irraggiata dalla lunghezza di percorso irraggiata. Le applicazioni sono descritte in robotica.
Autore: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia è amministratore delegato di Opsytec Dr. Gröbel GmbH a Ettlingen e dirige il laboratorio di taratura accreditato. Dopo le sue ricerche sulle scariche a eccimeri di xeno pulsato presso l'Istituto di Tecnica dell'Illuminazione del KIT, il suo focus attuale 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.
