Met deze simulatie van Opsytec Dr. Gröbel berekent u de bestralingssterkte (mW/cm²) van grote bestraalde vlakken die gezamenlijk worden belicht door meerdere UV-LED-armaturen uit de productlijnen SFL en serie L – rechtstreeks in uw browser. Rangschik de armaturen in een rij, een raster, een ring of vrij via een tabel, draai en kantel ze, en u krijgt direct de verdeling op het doeloppervlak als heatmap, 3D-weergave en doorsnedeprofielen – met uniformiteit, homogeniteit en een A/B-vergelijking van twee varianten.
De berekening gebruikt hetzelfde model als de UV-LED 3D-bestralingssterkte-calculator (gemeten stralingskarakteristiek van de LED, som over alle LED's). Daarnaast houdt de simulatie bij gekantelde armaturen rekening met schaduwwerking door naburige behuizingen. Resultaten kunnen worden geëxporteerd als CSV, als DXF-bovenaanzicht en als PDF-simulatierapport. De berekende waarden zijn indicatieve gegevens voor het systeemontwerp; bindende bestralingssterktes moeten door meting worden geverifieerd, bijv. met een radiometer van Opsytec.
Model: som over alle LED's van alle armaturen met gemeten stralingskarakteristiek (E = Σ I₀·rel(θ)·cos ε / r²), zoals in de UV-LED 3D-bestralingssterkte-calculator, uitgebreid met schaduwwerking door de behuizingen van naburige armaturen. Werkafstand gemeten vanaf het frontvlak; het totale vlak ligt plat op z = 0. Geen reflecties; productietoleranties, spreiding van de LED's en temperatuureffecten zijn niet meegenomen – indicatieve waarden, geen meetwaarden.
Model en aannames van de simulatie van grote vlakken
Elke armatuur bestaat uit zijn LED-array (rijen × kolommen, steek 10 mm). Voor elk punt van het doeloppervlak wordt de bijdrage van elke afzonderlijke LED van alle armaturen opgeteld (fotometrische kwadratische afstandswet):
Formule: E = Σ I₀ · rel(θ) · cos ε / r²
θ is de hoek ten opzichte van de as van de betreffende armatuur (bij gekantelde armaturen gekanteld), ε de invalshoek op het doeloppervlak, r de afstand. rel(θ) is de gemeten stralingskarakteristiek van de LED, I₀ volgt uit de stralingsflux per LED. In het nabije veld wordt elke LED meegenomen als chip van 3,5 mm met vijf deelbronnen. Voor één verticale armatuur is het resultaat identiek aan dat van de UV-LED 3D-bestralingssterkte-calculator.
Alle armaturen van een opstelling zijn identiek (product, golflengte, LED-vermogen). Bij rij en raster worden de behuizingen naast elkaar geplaatst met de gekozen tussenruimte (0 = aaneengesloten); bij de ring liggen de middelpunten van de behuizingen op de ringstraal. Kantelen gebeurt rond het midden van het frontvlak; de werkafstand wordt gemeten vanaf het frontvlak tot het doeloppervlak.
Elke behuizing is een balk met de productafmetingen boven het frontvlak. Als de zichtlijn van een LED naar het doelpunt de behuizing van een andere armatuur raakt, vervalt de bijdrage van die LED. Verticale armaturen met een gemeenschappelijk frontvlak kunnen geen schaduw op elkaar werpen; de test wordt in dat geval overgeslagen.
- Indicatieve simulatie – productietoleranties, spreiding/binning van de LED's en temperatuureffecten zijn niet meegenomen
- Geen reflecties van behuizingen, doel of omgeving, geen verstrooiing
- Behuizingen als eenvoudige balken; koelribben, kabels en beugels worden niet meegenomen
- Onder 10 mm werkafstand overheersen chipgeometrie, lens en behuizing – de berekening is daar geblokkeerd
- Bij CAD-modellen wordt de lokale invalshoek meegenomen, schaduwwerking door het model zelf niet
Veelgestelde vragen over de simulatie van grote vlakken
De simulatie telt de bijdragen van alle LED's met de gemeten stralingskarakteristiek op en levert indicatieve waarden voor productkeuze en systeemontwerp. Voor één armatuur komt het resultaat overeen met de UV-LED 3D-bestralingssterkte-calculator. Productietoleranties, spreiding en binning van de LED's, temperatuureffecten en reflecties van behuizingen en omgeving zijn niet meegenomen. Bindende bestralingssterktes moeten door meting met een gekalibreerde UV-radiometer worden bepaald.
De 3D-calculator beschouwt één armatuur of een vrij configureerbaar LED-array. Deze simulatie rangschikt meerdere identieke armaturen – in een rij, een n × m-raster, een ring of vrij via een tabel, gedraaid en gekanteld – en houdt er rekening mee dat de behuizingen van naburige armaturen licht kunnen afschermen. Het model van de afzonderlijke LED is in beide tools hetzelfde.
Bij rij en raster voert u de tussenruimte tussen de behuizingen in; 0 mm betekent aaneengesloten. Bij de ring stelt u de straal in waarop de middelpunten van de behuizingen liggen en kiest u of de lange zijde tangentiaal of radiaal is georiënteerd. Overlappende behuizingen worden in de 3D-weergave en het bovenaanzicht rood gemarkeerd. De werkafstand wordt gemeten vanaf het frontvlak tot het doeloppervlak.
Wanneer armaturen gekanteld zijn, kan de behuizing van de ene armatuur de zichtlijn tussen een LED van de naburige armatuur en het doelpunt blokkeren. De simulatie controleert elk van deze zichtlijnen tegen de behuizingen als eenvoudige balken; geblokkeerde bijdragen vervallen. Verticale armaturen met een gemeenschappelijk frontvlak werpen geen schaduw op elkaar. De controle kan worden uitgeschakeld onder ‘Calculation & display’.
De kengetallen tonen de uniformiteit (min/max) en de homogeniteit ((max − min)/(max + min)) op het doeloppervlak. Met ‘Store as A’ en ‘Store as B’ vergelijkt u twee varianten naast elkaar. Bij rij, raster en ring zoekt de optimalisatiefunctie de combinatie van kanteling naar het midden, tussenruimte of ringstraal en werkafstand met de beste uniformiteit, zonder overlappende behuizingen.
U kunt kiezen uit de vlakstralers SFL-UV-M, SFL-UV-L en SFL-UV-XL en de serie L in de groottes XS, XS-HO, S, M en L; de berekening bestrijkt golflengten van 265 tot 450 nm. Resultaten kunnen worden geëxporteerd als CSV (raster en doorsnedeprofielen), de opstelling als PNG en DXF en het totaalresultaat als PDF-simulatierapport; de configuratie kan als link worden gedeeld. STEP- en STL-modellen worden uitsluitend lokaal in de browser verwerkt.
Auteur: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia is algemeen directeur van Opsytec Dr. Gröbel GmbH in Ettlingen en leidt het geaccrediteerde kalibratielaboratorium. Na zijn onderzoek naar gepulseerde xenon-excimerontladingen aan het Institute of Lighting Technology van het KIT, richt hij zich momenteel op optische stralingsmeettechniek. Hij is vicevoorzitter van de DIN-normcommissie FNL 7 "Optical Radiation" en lid van de DVGW-projectgroep UV-desinfectie.