Collimated Beam Device BSH-03 CBD
De BSH-03CBD is een nauwkeurig geconstrueerde collimated-beam-bestralingskamer voor reproduceerbare en dosisnauwkeurige UV-bestraling van vloeibare monsters. Met drie 150 W UVC-amalgaamlampen zorgt hij voor een homogene, hoogintensieve stralingsbron van 254 nm. Het systeem is ontwikkeld op basis van de standaardmethoden voor fluentie- en dosisbepaling die worden beschreven in de vakliteratuur volgens Bolton & Linden, Standardization of Methods for Fluence "UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments" (2003) – de methodiek die als referentie geldt in wetenschappelijk onderzoek naar UV-desinfectie.
De procedure is overgenomen in DIN 19294-1:2020-08, zodat de BSH-03CBD kan worden gebruikt om de gemiddelde fluentiesnelheid in de sporensuspensie te bepalen.
De inactivatie moet worden uitgevoerd in een BSH-03CBD conform bijlage D van DIN 19294-1:2020-08.
De amalgaamlampen blijven gedurende het gehele experiment op bedrijfstemperatuur; de bestralingstijd wordt uitsluitend bepaald door de interne shutter, die door de UV-MAT wordt geregeld op de gewenste dosis. De kamer kan daardoor tijdens bedrijf worden geopend om monsters te plaatsen en te verwijderen zonder dat de lampen afkoelen – de veiligheidsbewaking sluit daarbij elke UV-emissie uit.
De BSH-03CBD-bestralingskamer is daarmee een betrouwbare en nauwkeurige oplossing voor wetenschappelijk onderzoek en industriële toepassingen van UV-desinfectie. Dankzij de robuuste constructie, veiligheid en gebruiksvriendelijke bediening is hij een onmisbaar hulpmiddel in waterbehandeling en chemische analyse.
Belangrijkste kenmerken van het UVC collimated beam device:
- De BSH-03CBD is uitgerust met drie ozonvrije 150 W UVC-amalgaamlampen. Deze lampen zorgen voor een uniforme en hoge UV-bestraling.
- De gesloten beschermbehuizing schermt de UVC-straling van de drie amalgaamlampen volledig af.
- Het bestralingsveld van 60 × 40 cm biedt ruimte voor door de klant geleverde petrischalen samen met magneetroerders voor sporensuspensies volgens DIN 19294-1.
- Een UV-referentiesensor voor dosisbewaakte werking is ingebouwd.
- Een tweede UVC-sensor maakt een eenvoudige opzet van het systeem mogelijk.
- De UV-MAT Touch regelt de bestraling via de UVC-referentiesensor en schakelt uit zodra de gewenste dosis is bereikt.
- Bewaakte & vergrendelde deur: veiligheidsmechanismen voorkomen de emissie van UV-straling wanneer de deur open staat.
- De bodemplaat met schroefdraad maakt het mogelijk het bestralingsveld te meten en de Petri-factor volgens Bolton/Linden te bepalen.
- Pneumatische plaatshutter: de amalgaamlampen blijven op bedrijfstemperatuur, de bestralingstijd wordt uitsluitend door de shutter bepaald.
- Bedrijfsurenteller – de amalgaamlampen bereiken een typische levensduur van 3.000 tot 5.000 h.
- Ruwe gegevens en korte rapporten (PDF) worden opgeslagen door de meegeleverde pc-software, wachtwoordbeveiligd met een beheerder- en een operatoraccount.
BSH-03 CBD of BSM-03 CBD?
Met drie 150 W UVC-amalgaamlampen straalt de BSH-03 CBD nagenoeg monochromatisch bij 254 nm. Dit maakt de spectrale weging in de fluentieberekening volgens Bolton en Linden overbodig en maakt de kamer geschikt voor het bepalen van de gemiddelde fluentiesnelheid volgens DIN 19294-1 alsook voor inactivatie-experimenten bij een gedefinieerde UV-dosis. Met 550 W op 230 V en een levensduur van de lampen van 3.000 tot 5.000 h is dit ook de zuinigere kamer. Overal waar de polychromatische straling van een middendruklamp vereist is – fotolyse, AOP-experimenten, spectrale actiefuncties – is de BSM-03 CBD met zijn 1 kW middendruk-kwiklamp de passende variant.
De bestraling gebeurt met UVC-lampen bij 254 nm – monochromatisch, zodat de gemeten bestralingssterkte zonder spectrale weging kan worden omgerekend naar een fluentie.
Achtergrond & informatie
Het artikel "Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments" van James R. Bolton en Karl G. Linden (2003) presenteert een basisstandaardprocedure voor het bepalen van de UV-fluentie (UV-dosis) in laboratoriumexperimenten. Het doel van het artikel is het standaardiseren van experimentele methoden voor UV-desinfectie en het waarborgen van de vergelijkbaarheid van wetenschappelijke resultaten in waterbehandeling.
Ultraviolet licht heeft zich bewezen als een efficiënte methode voor het inactiveren van pathogene micro-organismen in drinkwater en afvalwater.
Het mechanisme is gebaseerd op de absorptie van UV-straling door nucleïnezuren, wat leidt tot dimerisatie van pyrimidinebasen en zo de replicatie van DNA of RNA voorkomt. Golflengten rond 254 nm, zoals uitgezonden door lagedruk-kwiklampen, zijn bijzonder effectief.
Er bestaan grote verschillen in de literatuur met betrekking tot het ontwerp, de kalibratie en de uitvoering van UV-experimenten. Onder andere het type lamp, de afstand tot het monster, de homogeniteit van de straling en de berekening van de dosis varieerden. Deze variabiliteit maakte het moeilijk om dosis-responscurves te vergelijken en leidde tot onzekerheden bij regelgevende toepassingen en de technische implementatie van UV-desinfectiesystemen.
Bolton en Linden ontwikkelden een uniforme methodologie voor het bepalen van de fluentie die toepasbaar is op zowel monochromatische (lagedruk) als polychromatische (middendruk) UV-lichtbronnen (BSM-03CBD) en stellen een bestralingskamer voor. Het doel van de bestralingskamer is het bereiken van een homogene, quasi-parallelle bestraling van het wateroppervlak om een uniforme fluentieverdeling te waarborgen.
Het protocol omvat:
- de mechanische constructie van de bestralingskamer,
- de kalibratie van de meetinstrumenten,
- de wiskundige correctie van de stralingsparameters,
- alsook richtlijnen voor microbiologische en veiligheidsaspecten
Beschrijving van het standaardprotocol:
De fluentie wordt gedefinieerd als het product van de fluentiesnelheid (E) en de bestralingstijd (t):
De meting wordt uitgevoerd met een radiometer waarvan de sensor op de hoogte van het wateroppervlak wordt geplaatst. Om de meetnauwkeurigheid te verhogen, wordt rekening gehouden met verschillende correctiefactoren:
- Reflectiefactor: verlies door reflectie aan het wateroppervlak (~2,5%)
- Petrifactor: correctie voor inhomogeniteit over het monsteroppervlak (moet > 0,9 zijn)
- Waterfactor: het in rekening brengen van UV-absorptie in water volgens de wet van Beer-Lambert
- Divergentiefactor: correctie voor het niet volledig parallelle stralingspad
Bij middendruklampen wordt bovendien rekening gehouden met de sensorfactor (spectrale gevoeligheid van de detector) en de kiemdodende factor (weging van de golflengten).
Microbiologische testprocedure
- Roeren: homogeen mengen van de suspensie zonder vortexvorming.
- Bestraling met verschillende dosiswaarden
- Herhalingen: minstens drie herhalingen per dosiswaarde; voer dosis-responscurves minstens tweemaal uit.
- Randomisatie: willekeurige volgorde van bestraling om systematische fouten te minimaliseren.
- Evaluatie: berekening van de log10-reductie van micro-organismen als functie van de dosis en lineaire regressie om de UV-gevoeligheid te bepalen.
Het artikel definieert een volledig, internationaal erkend protocol voor het standaardiseren van UV-desinfectietests op laboratoriumschaal.
Door precieze correctiemethoden, gedefinieerde ontwerpvereisten en microbiologische richtlijnen biedt het de basis voor reproduceerbare en vergelijkbare resultaten bij het bepalen van UV-fluentie-effectrelaties.
De methode van Bolton & Linden (2003) blijft de referentiestandaard voor laboratoriumtests met collimated-beam-systemen en is centraal bij regelgevende toepassingen zoals DIN 19294, validatietests en de ontwikkeling van industriële UV-desinfectietechnologieën.
Het bepalen van de fluentiesnelheid: wat de collimated beam-test oplevert
De collimated beam-test geeft antwoord op een vraag die geen installatiemeting kan beantwoorden: welke fluentie heeft het monster daadwerkelijk ontvangen? De bestralingssterkte aan het monsteroppervlak wordt gemeten en gecorrigeerd met vier factoren – petrifactor, reflectiefactor, divergentiefactor en waterfactor. Alleen het product van de gecorrigeerde fluentiesnelheid en de blootstellingstijd is een fluentie die kan worden vergeleken met de literatuur en met de reductie-equivalente fluentie van een reactor.
De onderliggende methode van Bolton en Linden wordt hieronder onder "Background & Information" in detail beschreven, samen met het standaardprotocol. Hoe een op deze manier bepaalde fluentie wordt gebruikt bij de validatie van een reactor, wordt beschreven onder UV-waterbehandeling.
De BSH-03 CBD is voor deze test ontworpen: monochromatische bestraling bij 254 nm, een gedefinieerd bestraald oppervlak, gemeten bestralingssterkte en dosisgestuurde blootstelling – zodat een test wordt ingesteld als fluentie in plaats van als stopwatchwaarde. Voor polychromatische tests met een middendruklamp staat de BSM-03 CBD hiernaast.
Technische gegevens UVC collimated beam apparaat
| Binnenkamer | 60 × 40 × 25 cm |
| Afmetingen | 130 × 62 × 76 cm |
| Gewicht | ~ 65 kg |
| Opgenomen vermogen | 550 W |
| Netvoeding | 230 V, 6 A; 3 × 110/208 V, 8 A optioneel |
| Bedrijfstemperatuur | 15 tot 30 °C |
| Vochtigheid | < 80% niet-condenserend |
| Levensduur van de lampen | 3.000 h tot 5.000 h, typisch |
| Aantal lampen | 3 |
| Lamptype | 150 W UVC amalgaamlampen |
| ozonvrij | ja |
| Monstertemperatuur | Kamertemperatuur + ~ 1–2 °C |
| Sluiterbediening | Pneumatisch, 4–6 bar |
| Koeling | 1 x DN 100 |
Spectra van de bestralingskamer BSH-03 CBD
De drie UVC-amalgaamlampen stralen praktisch monochromatisch uit bij 254 nm. Dat is de voorwaarde om de fluentie te bepalen volgens Bolton & Linden en DIN 19294-1: bij één lijn is er geen spectrale weging over de absorptie van het monster, en de Petri-factor, de reflectiefactor en de waterfactor kunnen voor die ene golflengte worden berekend. De lampen zijn ozonvrij; een 185-nm-component zou de gasfase boven het monster veranderen.
Apparatuur in detail
Naast de ingebouwde UV-referentiesensor en de tweede UVC-sensor geldt het volgende voor de sensoren van de kamer:
 | Sensoren Geschikte materialen geven de sensoren een uitstekende langetermijnstabiliteit. Ze zijn metrologisch herleidbaar gekalibreerd, kunnen worden herkalibreerd en worden geleverd met een fabriekscertificaat of ISO 17025-kalibratiecertificaat. |
De UV-MAT Touch bestralingsbewaking
De UV-MAT Touch wordt bediend via een hoge-resolutie capacitief touchscreen. Een Cortex ARM-processor zorgt voor duurzaamheid en de mogelijkheid tot updaten - nieuwe functies kunnen ter plaatse worden geïnstalleerd. Het apparaat en de pc-software zijn compatibel met Windows 10 en 11. Bestralingen met één of meerdere kanalen worden numeriek en grafisch weergegeven, samen met oscillogrammen en de instellingen. Parameters worden direct op het apparaat ingesteld en zijn met een wachtwoord beveiligd. Het apparaat regelt de bestraling via de UVC-referentiesensor en schakelt uit zodra de gewenste dosis is bereikt.
| Display | capacitief touchdisplay, 5″ WVGA |
| Displayweergave | bestralingssterkte en dosis, oscilloscoopweergave |
| Registratiefrequentie van gegevens | instelbaar: 1 s tot 1 h |
| Registratieperiode | > 24.000 h |
| Opslaginterface | 1 × USB-stick (tot 32 GB) |
Bestelnummers, leveringsomvang, accessoires en uitvoeringen
| Versie | Bestelnummer |
|---|---|
| Collimated Beam Device BSH-03CBD | 860915 |
Het collimated beam device produceert een parallel UVC-veld voor het bepalen van de fluentie volgens Bolton.
| Versie | Bestelnummer |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
De kamer wordt bestuurd door de UV-MAT Touch. Deze meet de bestralingssterkte via de UVC-referentiesensor, schakelt uit zodra de gewenste dosis is bereikt en documenteert de bestraling.
| Aanduiding | Bestelnummer |
|---|---|
| Radiometersensoren | 814412 |
De kamer werkt met een ingebouwde UV-referentiesensor; een tweede UVC-sensor maakt het instellen en meten van het bestralingsveld eenvoudiger. Verdere spectrale bereiken staan vermeld onder radiometersensoren.
| Aanduiding | Bestelnummer |
|---|---|
| Vervanglamp | 860814H |
| Dienst | Bestelnummer |
|---|---|
| Kalibratie | CAL254 |
| 17025-kalibratie | 17025 |
CAL254 is de kalibratie van het meetkanaal bij 254 nm; daarnaast bieden wij geaccrediteerde kalibratie volgens ISO/IEC 17025 aan.
Publicaties met gebruik van UV-bestralingskamers
Voor dit individuele apparaat houden wij geen aparte bibliografie bij – publicaties noemen doorgaans de productfamilie, niet het model. Hier vindt u de 10 meest recente werken waarin UV-bestralingskamers werden gebruikt.
Downloads
De datasheets zijn beschikbaar in het Duits en het Engels. De Engelse versie is bindend.
