UV-dose er produktet av irradians og eksponeringstid. Den svarer på spørsmålet om hvor mye strålingsenergi en overflate faktisk mottok under en prosess – ved herding av et klebemiddel, desinfeksjon av en overflate eller gjennomføring av en aldringstest. Denne kalkulatoren tar den målte irradiansen i mW/cm² og tiden i sekunder og gir dosen i mJ/cm² og J/cm².
Verdien ligger i planlegging: før en linje settes opp, kan du anslå eksponeringstiden som er nødvendig for en ønsket dose, og om den tilgjengelige kilden leverer den. Du kan likeledes kontrollere om to installasjoner med forskjellig irradians gir samme dose.
Beregningen forutsetter at irradiansen holder seg konstant gjennom hele eksponeringen og ble målt i posisjonen til arbeidsstykket. En dose blir først bindende gjennom en måling med et kalibrert radiometer eller dosimeter under reelle prosessforhold – Opsytec produserer og kalibrerer disse instrumentene i sitt eget laboratorium.
Hvis du trenger de andre radiometriske omregningene, er de samlet i radiometrikalkulatoren; hvis du heller vil måle dosen enn å beregne den, se riktig måling av UV-dose og irradians.
Denne beregningen er til teknisk orientering. Den forutsetter en irradians som forblir konstant over eksponeringstiden på målepositionen, og gir ingen uttalelse om oppnådd effekt. Prosessfrigivelser og sikkerhetsrelaterte vurderinger må verifiseres med egnede, kalibrerte målinger under reelle forhold.
Grunnleggende
Stråleeksponering — vanligvis kalt UV-dose — er tidsintegralet av irradians. For konstant irradians forenkles dette til H = E · t, med irradians E, tid t og dose H. Ved å sette E i mW/cm² og t i sekunder får man H i mJ/cm². I SI-enheter tilsvarer 1 mW/cm² nøyaktig 10 W/m², og 1 mJ/cm² tilsvarer nøyaktig 10 J/m². Kalkulatoren regner internt i SI-enheter og runder av kun resultatet.
En limfuge utsettes for 50 mW/cm² i ti sekunder. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5 000 J/m². Omvendt krever en måldose på 500 mJ/cm² ved 50 mW/cm² 10 s.
Hvis irradiansen varierer under prosessen — fordi arbeidsstykket passerer kilden, lampen varmes opp eller eldes — er produktet E · t bare en tilnærming; det som betyr noe, er integralet over tid, som et dosimeter måler direkte. Dose er også en rent energetisk størrelse: den sier ingenting om bølgelengden samsvarer med fotoinitiatoren, organismen eller teststandarden. To prosesser med samme dose, men forskjellig spektrum, kan gi helt forskjellige resultater.
Ofte stilte spørsmål
UV-dose er strålingsenergien mottatt per arealenhet. I praksis angis den vanligvis i mJ/cm², i SI-enheter i J/m². 1 mJ/cm² tilsvarer 10 J/m². Det korrekte begrepet er stråleeksponering; «dose» er den etablerte forkortelsen.
Med en faktor på 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Så 500 mJ/cm² er 5 000 J/m² eller 0,5 J/cm².
Aritmetisk gir det samme dose. Om det også gir samme effekt er en annen sak — det krever at reciprocitetsloven holder. Ved UV-herding kan den svikte ved svært høy irradians fordi fotoinitiatoren forbrukes lokalt eller oksygeninhibering oppfører seg annerledes. Ved tvil bør du teste prosessvarianten, ikke bare dosen.
De vanlige årsakene: irradiansen ble målt ved en annen avstand eller posisjon enn der arbeidsstykket befinner seg; lampen var oppvarmet under målingen, men ikke under prosessen; eller sensoren evaluerer et annet spektralområde enn det kilden sender ut.
For et sikkert design, den lavest verdien innenfor arbeidsområdet — den bestemmer hvor den nødvendige dosen nås sist. Hvor sterkt irradiansen varierer over området vises av UV LED-simuleringen eller av en serie radiometermålinger.
Ja. En dose uten det evaluerte spektralområdet er ikke sammenlignbar. Typiske angivelser lyder «1000 mJ/cm² UV-A (315–400 nm)». Hvilket område som måles, avhenger av sensoren — se UV-sensorfinneren.
Med et bevegelig dosimeter som integrerer over passeringen, eller med en fast installert sensor som overvåker irradiansen kontinuerlig. Begge er beskrevet i korrekt måling av UV-dose og irradians.
Forfatter: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia er administrerende direktør i Opsytec Dr. Gröbel GmbH i Ettlingen og leder det akkrediterte kalibreringslaboratoriet. Etter sin forskning på pulserte xenon-eksimerutladninger ved Institute of Lighting Technology ved KIT, er hans nåværende fokus på optisk strålingsmåleteknikk. Han er nestleder for DIN-standardiseringskomiteen FNL 7 «Optical Radiation» og medlem av DVGWs prosjektgruppe for UV-desinfeksjon.
