UV 스펙트럼 데이터베이스 탐색기(UV Spectra Database Explorer)는 Opsytec 분광 데이터베이스의 측정 및 계산된 66개 스펙트럼을 평가합니다. UV 램프와 UV LED를 선택하여 차트에 겹쳐 표시하고, 모든 방사측정, 광도측정 및 광생물학적 수치를 한 번에 계산할 수 있습니다. 여기에는 복사조도 Ee, CIE에 따른 UV-C, UV-B, UV-A2, UV-A1, 가시광선 영역 및 IR 영역의 비율, 피크 파장 및 중심 파장, FWHM, 240 nm 이하의 오존 생성 비율, 조도, 색도 좌표, 상관 색온도 및 연색지수 Ra뿐만 아니라, 광화학적 UV 위험, 청색광 위험, B. subtilis 포자 및 MS2에 대한 살균 효과, 홍반, 비타민 D 합성 및 멜라놉신 효과에 대한 가중 수치가 포함되며, 각각 허용 조사 시간과 임의로 선택한 조사 시간에 대한 조사량이 함께 제공됩니다.
각 스펙트럼은 목표값(예: UV-A에서 10 W/m²)으로 조정할 수 있어 동일한 복사조도에서 램프 종류를 비교할 수 있습니다. 자체 측정 데이터를 .spec, .isd, CSV, TXT 또는 XLSX 형식으로 추가하여 동일한 공식으로 평가할 수 있으며, 이 데이터는 브라우저 메모리에서만 처리되고 저장되지 않습니다.
결과는 CSV 표 또는 PDF 보고서로 내보낼 수 있습니다. 계산된 값은 참고용이며, Opsytec Dr. Gröbel이 자체 교정기관에서 제작 및 교정하는 것과 같은 교정된 분광복사계를 이용한 측정만이 구속력을 가집니다.
분광 평가의 기초
선택한 모든 스펙트럼은 데이터베이스 스펙트럼이든 사용자 자신의 측정값이든 동일한 물리량 세트를 산출합니다:
- 복사측정: W/m² 단위의 복사조도 Ee, 피크 파장, 무게중심 파장, 주선의 FWHM 및 240 nm 미만의 오존 생성 비율.
- 비율: UV-C, UV-B, UV-A2, UV-A1, UV-A, 가시광선 영역 및 적외선 — 각각 복사조도 값과 전체 복사에 대한 백분율로 표시됩니다.
- 광도측정 및 색채: 조도 Ev, lm/W 단위의 복사의 발광효능 K, CIE 1976에 따른 색도 x, y, u′, v′, 상관색온도 및 연색지수 Ra.
- 광생물학적 안전성: 30 J/m²까지 허용 노출 시간을 갖는 광화학적 유효 복사조도 Es, 10,000 J/m²까지의 UV-A 시간 및 100 J/m²까지의 시간을 갖는 청색광 위해 EB.
- 작용 스펙트럼: Bacillus subtilis(sbakt) 및 장내박테리오파지 MS2(sMS2)에 대해 각각 산출한 살균 유효 복사조도, 효율 및 조사량, 그리고 홍반 유효 및 비타민 D 유효 복사조도와 mel-EDI 및 mel-DER를 포함한 멜라놉신 효과.
- 조사량: 설정된 조사 시간에 대한 복사 노출량 He 및 모든 가중 조사량.
각 값은 대표 곡선에 대해 타일 형태로 표시되며, 선택한 모든 스펙트럼에 걸친 비교표로도 나타납니다. 두 가지 모두 CSV 파일 또는 PDF 보고서로 내보낼 수 있습니다.
모든 적분은 스펙트럼의 고유 측정 그리드에서 사다리꼴 공식을 사용하여 산출합니다. 작용 스펙트럼은 해당 그리드에 선형 보간되며, 정의 범위를 벗어나는 구간에서는 0으로 설정합니다. 스펙트럼 자체는 리샘플링하지 않습니다. 측정 범위가 작용 스펙트럼의 정의 범위를 완전히 포함하지 않는 경우, Explorer는 해당 수치에 표시를 합니다.
파장대 경계는 CIE 정의를 따릅니다: UV-C 100–280 nm, UV-B 280–315 nm, UV-A2 315–340 nm, UV-A1 340–400 nm, UV-A 315–400 nm, 가시광선 380–780 nm, IR 780 nm 초과. 측광 및 색채 관련 수치는 CIE 1924 / ISO 23539에 따른 V(λ) 및 CIE 1931 (2°) 등색 함수에서 산출합니다: Ev = 683 lm/W · ∫ E(λ) · V(λ) dλ. 상관 색온도는 CIE 1960 uv 평면에서 플랑크 궤적까지의 최소 거리로부터 산출하며, 색도가 궤적에서 지나치게 멀리 떨어져 있는 경우에는 값을 비워둡니다 — 이는 엑시머 램프와 협대역 LED에 해당하는 규칙입니다. 연색지수 Ra는 8개의 시험 색표본, 폰 크리스 순응 및 U*V*W*를 사용하는 CIE 13.3-1995를 따릅니다.
광생물학적 수치는 ICNIRP / EN 14255-1 / EN 62471에 따른 S(λ)(작용 스펙트럼, 한계값 30 J/m²), 10,000 J/m²의 UV-A 한계값, EN 62471에 따른 B(λ)(청색광, 100 J/m²), ISO 17166 / CIE S 007에 따른 홍반 작용 스펙트럼, CIE 174:2006에 따른 비타민 D 작용 스펙트럼, CIE S 026:2018에 따른 멜라놉신 작용 스펙트럼, 그리고 두 가지 별개의 살균 작용 스펙트럼을 사용합니다: Cabaj 등, 2002 (Water Supply 2(3), 175–181, 200~400 nm)에 따른 Bacillus subtilis용 sbakt(λ)와 Beck 등, 2015 (Water Research 70, 27–37, 200~300 nm)에 따른 장내박테리오파지 MS2용 sMS2(λ) — 두 함수 모두 253.7 nm를 기준으로 정규화되어 있으나 서로 대체하여 사용할 수 없습니다. 각 함수가 어떤 출처 및 정의 범위와 함께 저장되어 있는지는 앱 내 "산출 기준" 카드에서 확인할 수 있습니다. Opsytec은 복사측정량 및 측광량 항목에서 관련 물리량을 설명하고 있습니다.
데이터베이스 스펙트럼 외에도, 동일한 수식으로 자체 측정 데이터를 불러와 평가할 수 있습니다: Opsytec SRpro 소프트웨어의 .spec, SpecWin의 .isd, 그리고 .csv, .txt, .dat 또는 .xlsx 형식의 표. 표의 경우 Explorer가 구분자, 소수점 표기, 파장 열, 값 열 및 단위를 자동으로 인식합니다. 파일에 여러 값 열이 있으면 각 열이 개별 스펙트럼이 됩니다. 인식되는 단위는 W/(m²·nm)부터 mW/cm²/nm, µW/cm²/nm까지이며, W m-2 nm-1 표기도 포함됩니다.
파일은 오직 브라우저 메모리에서만 처리됩니다: 전송되지 않고, 저장되지 않으며, 페이지를 다시 불러오면 측정 데이터는 삭제됩니다. 불러온 스펙트럼은 차트, 비교 표 및 PDF 보고서에서 데이터베이스 스펙트럼과 함께 표시됩니다.
데이터베이스 스펙트럼은 교정기관의 측정 거리에서 기록되었으므로, 절대값은 거리와 시료에 따라 달라집니다. 램프 유형을 비교하기 위해 모든 스펙트럼을 목표값 — 예를 들어 UV-A 영역에서 10 W/m² 또는 전체에서 1 mW/cm² — 으로 스케일링할 수 있습니다. 이후 Explorer는 모든 값을 비례적으로 변환합니다: 비율과 색상값은 변경되지 않으며, 복사조도, 조사량 및 허용 노출 시간은 목표값에 따라 조정됩니다.
설정된 조사 시간에 따라 복사 노출량 He = Ee · t와 가중 조사량이 산출됩니다. 반대로 허용 노출 시간은 해당 한계값에 도달하기까지의 시간을 보여줍니다. 이러한 값은 설계를 위한 참고 자료이며, 작업장 평가를 위해서는 EN 14255-1에 따른 측정이 필요합니다 — 복사계식 자외선(UV) 센서 또는 분광복사계를 사용합니다. UV 소독 시스템의 경우, Opsytec은 요구 사항을 UV 소독의 안전성에서 정리하고 있습니다.
데이터베이스에는 66개의 스펙트럼이 수록되어 있습니다: 15개 등급의 램프 및 LED 55개와 기준 스펙트럼 11개입니다.
- 저압 수은 램프는 254 nm에서 거의 단색광을 방출하며 자외선(UV) 소독의 고전적인 방식입니다. 오존 발생형 버전은 추가로 185 nm 선을 포함합니다.
- 중압 및 고압 수은 램프는 전체 UV 영역에 걸쳐 선 스펙트럼을 방출하며 자외선(UV) 경화에 사용됩니다. 철 또는 갈륨을 도핑하면 출력이 UV-A 영역으로 이동합니다.
- 엑시머 램프는 172 nm(표면 활성화, 오존 발생)에서 또는 222 nm(far UV-C)에서 협대역으로 방출합니다.
- UV LED는 경화 및 형광 검사를 위한 365~405 nm 대역의 UV-A 타입, UV-B 타입, 그리고 소독을 위한 265~285 nm 대역의 UV-C 타입으로 제공됩니다. FWHM은 일반적으로 10~15 nm입니다.
- 가시광선 영역 LED — 표준광원 A, D50 및 E를 재현하는 청색, 녹색, 적색 및 백색 광원 — 은 전체 가시광선 영역에서 측정되며, 따라서 색도 좌표, 색온도 및 연색지수도 산출됩니다.
- 적외선 LED는 가시광선 한계를 넘어선 750~950 nm 대역에서 협대역으로 방출하며 센싱, 야간 투시 및 분광학에 사용됩니다. 이들의 스펙트럼은 1045 nm까지 측정됩니다.
- UV 형광램프는 풍화, 광선치료 또는 곤충 포획용으로 넓은 UV-A 또는 UV-B 대역을 커버합니다.
- 제논 및 메탈할라이드 램프는 태양광 스펙트럼에 근접하며 태양광 시뮬레이션 및 풍화 시험에 사용됩니다.
- 할로겐 및 중수소 램프는 기준 광원으로 사용됩니다: 할로겐은 가시광선 및 근적외선 영역에, 중수소는 UV 영역에 사용됩니다.
- 기준 스펙트럼 — 실측 태양광, ASTM G173-03에 따른 AM 기준 스펙트럼, CIE 15에 따른 표준광원 — 은 램프가 주광 또는 표준광원을 재현해야 할 때 기준으로 사용됩니다. 이들은 Opsytec 교정기관에서 나온 것이 아니며, 각 항목마다 출처가 명시되어 있습니다. 이와 함께 DIN EN ISO 3059에 따른 협대역 365 nm 기준 조건이 있으며, 이는 침투탐상 및 자분탐상 시험용 UV-A 측정기의 기준이 되는 복사조도로서 당사 교정기관에서 측정되었습니다.
차트에는 선택된 여러 스펙트럼이 중첩되어 표시됩니다 — 형태를 비교하기 위해 "peak = 1"로 정규화하거나, 에너지 비교를 위해 공통 목표값으로 스케일링합니다. 모든 스펙트럼의 원본 데이터는 UV 램프 및 UV LED용 스펙트럼 데이터베이스에서 다운로드할 수 있습니다.
11개 항목은 그렇게 표시되어 있으며 교정기관에서 나온 것이 아닙니다. 광원이 복사조도 값을 제공하지 않는 경우—172 nm 엑시머 램프 및 표준광—곡선은 1 W/m²로 정규화되며, 이는 형태와 비율을 그대로 유지합니다. 그 외 스펙트럼은 해당 램프 종류의 대표적인 샘플로, CIE 250:2022에 따라 Opsytec Dr. Gröbel GmbH의 교정기관에서 측정되었습니다. 시료 편차, 노화, 동작 온도, 안정기 및 측정 거리는 절대 복사조도를 변화시키며, 그보다 적은 정도로 분광 분포에도 영향을 미칩니다. 계산된 값은 참고용이며 인수 시험을 위한 것이 아닙니다.
세부적으로: 작용 스펙트럼이 측정 범위를 벗어나는 수치에는 표시가 되어 있습니다. 색도가 플랑크 궤적에서 멀리 떨어진 경우 색온도는 생략되며, |Duv|가 0.0054를 초과하면 Ra는 해당 없음으로 표시됩니다. 구속력 있는 값은 측정 소급성이 있는 교정된 기기로 측정한 경우에만 유효합니다—예를 들어 Opsytec의 UV 실험실에서 교정된 SR900 분광복사계 또는 RM-12 UV 측정기가 있습니다.
UV 스펙트럼 평가에 관한 자주 묻는 질문
조사량은 복사조도와 시간의 곱입니다: H = E · t. Explorer는 스펙트럼에서 원하는 대역의 복사조도를 적분하며, 조사 시간은 왼쪽에서 설정합니다. 가중치가 적용된 값 — 광화학적, 홍반, 비타민 D — 의 경우에는 먼저 스펙트럼에 작용 스펙트럼으로 가중치를 적용한 후 적분하고, 그 다음에야 시간을 곱합니다.
이는 각 한계값에 도달하는 시간을 나타냅니다. EN 14255-1에 따른 활성 유효 조사량은 30 J/m², EN 62471에 따른 비가중 UV-A는 10,000 J/m², 청색광 위험은 100 J/m²입니다. 이 수치는 표시된 복사조도에서 선택한 스펙트럼에 적용되며 위험성 평가를 대체하지 않습니다.
가능합니다. Explorer는 브라우저에서 .spec, .isd, CSV, TXT, XLSX 파일을 직접 읽으며, 파일은 귀하의 컴퓨터를 벗어나지 않고 저장되지도 않습니다. 페이지를 새로고침하면 파일은 삭제됩니다.
상관 색온도는 색도 좌표가 플랑크 궤적에 충분히 가까울 때만 의미가 있습니다. UV 광원, 엑시머 램프 및 협대역 LED의 경우에는 그렇지 않으므로, Explorer는 무의미한 수치 대신 N/A를 표시합니다. 같은 이유로 궤적과의 거리가 너무 커지면 연색지수도 해당 없음으로 표시됩니다.
이 값들은 교정기관의 측정 거리에서 측정된 W/(m²·nm) 단위의 절대값입니다. 이 거리는 모든 응용 분야에 적합하지 않으므로, 각 스펙트럼을 목표값으로 조정할 수 있으며 분광 형태는 변하지 않습니다.
각각 서로 다른 시험 생물체를 나타내며 그로 인해 결과가 달라지기 때문입니다. sbakt(λ)는 생물학적 조사량 측정(biodosimetry)의 시험 생물체인 Bacillus subtilis의 포자를 나타내며, sMS2(λ)는 중압 시스템의 검증에 사용되는 대체 생물체인 장내박테리오파지 MS2를 나타냅니다. 두 곡선 모두 253.7 nm에서 정규화되어 정의상 그 지점에서는 일치하지만, 다른 파장에서는 그렇지 않습니다: 222 nm에서 sMS2는 2.09인 반면 sbakt는 0.90입니다. 따라서 222 nm 엑시머 광원은 동일한 복사조도의 254 nm 광원에 비해 MS2에는 두 배 이상 강하게 작용하지만, B. subtilis 포자에는 약간 더 약하게 작용합니다. 이러한 이유로 Explorer는 두 가지 평가를 별도로 제공합니다. 어느 곡선도 다른 생물체에 그대로 적용할 수 없습니다.