Eksplorator bazy danych widmowych

Każde wybrane widmo daje ten sam zestaw wielkości — dla widm z bazy danych i dla własnych pomiarów Państwa:

• Radiometria: natężenie napromienienia E_e w W/m², szczytowa długość fali, centroidalna długość fali, FWHM głównej linii oraz udział ozonotwórczy poniżej 240 nm.
• Udziały: UV-C, UV-B, UV-A2, UV-A1, UV-A, zakres widzialny i IR — każdy jako natężenie napromienienia i jako procent całkowitego promieniowania.
• Fotometria i kolor: natężenie oświetlenia E_v, skuteczność świetlna promieniowania K w lm/W, chromatyczność x i y, u′ i v′ według CIE 1976, skorelowana temperatura barwowa i wskaźnik oddawania barw R_a.
• Bezpieczeństwo fotobiologiczne: aktyniczne skuteczne natężenie napromienienia E_s z dopuszczalnym czasem ekspozycji do 30 J/m², czas dla UV-A do 10 000 J/m² oraz zagrożenie światłem niebieskim E_B z czasem do 100 J/m².
• Widma czynnościowe: skuteczne mikrobiocydne natężenie napromienienia, wydajność i dawka — odrębnie dla Bacillus subtilis (s_bakt) i dla enterobakteriofaga MS2 (s_MS2) —, a także erytemalnie i witaminowo-D skuteczne natężenie napromienienia oraz efekt melanopowy z mel-EDI i mel-DER.
• Dawka: napromienienie H_e oraz wszystkie dawki ważone dla ustawionego czasu ekspozycji.

Wartości są wyświetlane jako kafelki dla krzywej głównej oraz jako tabela porównawcza obejmująca wszystkie wybrane widma; obie można wyeksportować jako plik CSV lub jako raport PDF.

Wszystkie całki są tworzone metodą trapezów na natywnej siatce pomiarowej widma. Widma działania są interpolowane liniowo do tej siatki i przyjmują wartość zero poza swoją dziedziną; samo widmo nigdy nie jest ponownie próbkowane. Jeśli zmierzony zakres nie pokrywa w pełni dziedziny danego widma działania, Explorer oznacza daną wielkość jako niepełną.

Granice pasm są zgodne z definicją CIE: 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, widzialne 380–780 nm, IR powyżej 780 nm. Wielkości fotometryczne i kolorymetryczne pochodzą z V(λ) zgodnie z CIE 1924 / ISO 23539 oraz funkcji dopasowania barw CIE 1931 (2°): E_v = 683 lm/W · ∫ E(λ) · V(λ) dλ. Skorelowana temperatura barwowa wynika z najmniejszej odległości do lokusu Plancka na płaszczyźnie CIE 1960 uv i pozostaje pusta, gdy chromatyczność leży zbyt daleko od niego — co jest regułą w przypadku lamp ekscymerowych i wąskopasmowych diod LED. Wskaźnik oddawania barw R_a jest zgodny z CIE 13.3-1995, z ośmioma próbkami barw testowych, adaptacją von Kriesa i U*V*W*.

Wielkości fotobiologiczne wykorzystują S(λ) zgodnie z ICNIRP / EN 14255-1 / EN 62471 (aktyniczne, wartość graniczna 30 J/m²), wartość graniczną UV-A wynoszącą 10 000 J/m², B(λ) zgodnie z EN 62471 (światło niebieskie, 100 J/m²), widmo działania rumieniowego zgodnie z ISO 17166 / CIE S 007, widmo działania witaminy D zgodnie z CIE 174:2006, widmo działania melanopowego zgodnie z CIE S 026:2018 oraz dwa oddzielne mikrobójcze widma działania: s_bakt(λ) dla Bacillus subtilis zgodnie z Cabaj i in. 2002 (Water Supply 2(3), 175–181, 200–400 nm) oraz s_MS2(λ) dla enterobakteriofaga MS2 zgodnie z Beck i in. 2015 (Water Research 70, 27–37, 200–300 nm) — oba znormalizowane do 253,7 nm, lecz niewymienne. Która funkcja jest powiązana z jakim źródłem i dziedziną, pokazuje karta „Podstawy obliczeń" w aplikacji. Opsytec objaśnia podstawowe wielkości w części wielkości radiometryczne oraz wielkości fotometryczne.

Oprócz widm z bazy danych można wczytać i ocenić własne pomiary za pomocą tych samych formuł: .spec z oprogramowania Opsytec SRpro, .isd z SpecWin oraz tabele w formatach .csv, .txt, .dat lub .xlsx. W przypadku tabel Explorer samodzielnie wykrywa separator, znak dziesiętny, kolumnę długości fali, kolumny wartości oraz jednostkę; jeśli plik zawiera kilka kolumn wartości, każda kolumna staje się osobnym widmem. Rozpoznawane jednostki obejmują zakres od W/(m²·nm) przez mW/cm²/nm aż po µW/cm²/nm, w tym zapis W m-2 nm-1.

Pliki są przetwarzane wyłącznie w pamięci przeglądarki: nic nie jest przesyłane, nic nie jest zapisywane, a ponowne załadowanie strony powoduje odrzucenie pomiarów. Wczytane widma pojawiają się obok widm z bazy danych na wykresie, w tabeli porównawczej oraz w raporcie PDF.

Widma w bazie danych zostały zarejestrowane w odległości pomiarowej laboratorium wzorcującego; ich wartości bezwzględne zależą zatem od odległości i próbki. Aby porównać typy lamp, każde widmo można przeskalować do wartości docelowej — na przykład 10 W/m² w zakresie UV-A lub 1 mW/cm² łącznie. Explorer przelicza wówczas wszystkie wartości proporcjonalnie: udziały i wartości barwy pozostają niezmienione, natomiast natężenia napromienienia, dawki i dopuszczalne czasy ekspozycji podążają za wartością docelową.

Ustawiony czas ekspozycji daje napromienienie H_e = E_e · t oraz dawki ważone. I odwrotnie, dopuszczalny czas ekspozycji pokazuje, po jakim czasie zostałaby osiągnięta odpowiednia wartość graniczna. Wartości te stanowią wskazówkę na etapie projektowania; ocena stanowiska pracy wymaga pomiaru zgodnie z EN 14255-1 — za pomocą radiometrycznego czujnika UV lub spektroradiometru. W przypadku instalacji dezynfekcji UV firma Opsytec zestawia wymagania w rozdziale bezpieczeństwo dezynfekcji UV.

Baza danych zawiera 66 widm: 55 lamp i diod LED z 15 klas oraz 11 widm referencyjnych.

• Niskociśnieniowe lampy rtęciowe emitują niemal monochromatycznie przy 254 nm — klasyka dezynfekcji UV; wersje ozonotwórcze dodatkowo zawierają linię 185 nm.
• Średnio- i wysokociśnieniowe lampy rtęciowe dają widmo liniowe w całym zakresie UV i są stosowane do utwardzania UV; domieszkowanie żelazem lub galem przesuwa moc w kierunku UV-A.
• Lampy ekscymerowe emitują wąskopasmowo przy 172 nm (aktywacja powierzchni, generowanie ozonu) lub przy 222 nm (daleki UV-C).
• Diody UV LED występują jako typy UV-A w zakresie ok. 365–405 nm do utwardzania i kontroli fluorescencyjnej, jako typy UV-B oraz jako typy UV-C w zakresie ok. 265–285 nm do dezynfekcji; ich FWHM wynosi zazwyczaj 10–15 nm.
• Diody LED zakresu widzialnego — źródła niebieskie, zielone, czerwone i białe odwzorowujące standardowe iluminanty A, D50 i E — są mierzone w całym zakresie widzialnym i dlatego dostarczają również współrzędne chromatyczności, temperaturę barwową i wskaźnik oddawania barw.
• Diody LED podczerwieni emitują wąskopasmowo w zakresie ok. 750–950 nm — poza granicą widzialności — i są stosowane w czujnikach, widzeniu nocnym i spektroskopii; ich widma są mierzone do 1045 nm.
• Świetlówki UV obejmują szerokie pasma UV-A lub UV-B, do testów starzeniowych, fototerapii lub pułapek na owady.
• Lampy ksenonowe i metalohalogenkowe zbliżają się do widma słonecznego i służą do symulacji światła słonecznego oraz testów starzeniowych.
• Lampy halogenowe i deuterowe są stosowane jako źródła referencyjne: halogenowe w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, deuterowe w zakresie UV.
• Widma referencyjne — zmierzone widmo słoneczne, widma referencyjne AM według ASTM G173-03 oraz standardowe iluminanty według CIE 15 — służą jako punkt odniesienia, gdy lampa ma odwzorowywać światło dzienne lub standardowy iluminant. Nie pochodzą one z laboratorium wzorcującego Opsytec; przy każdym wpisie podane jest jego pochodzenie. Obok nich znajduje się wąskopasmowy warunek referencyjny 365 nm według DIN EN ISO 3059 — natężenie napromienienia, do którego odnoszone są mierniki UV-A do badań penetracyjnych i magnetyczno-proszkowych; zostało ono zmierzone w naszym laboratorium wzorcującym.

Kilka wybranych widm nałożono na siebie na wykresie — z ustawieniem „peak = 1" w celu porównania kształtu, lub przeskalowanych do wspólnej wartości docelowej dla porównania energetycznego. Dane surowe wszystkich widm można pobrać z bazy widm dla lamp UV i diod UV LED.

Jedenaście pozycji jest oznaczonych jako takie i nie pochodzi z laboratorium wzorcującego; w przypadkach, gdy źródło nie generuje natężenia napromienienia — lampa eksymerowa 172 nm oraz standardowe iluminanty — krzywa jest znormalizowana do 1 W/m², co nie zmienia kształtu i udziałów. Pozostałe widma są typowymi próbkami danej klasy lamp, zmierzonymi w laboratorium wzorcującym Opsytec Dr. Gröbel GmbH zgodnie z CIE 250:2022. Rozrzut próbek, starzenie, temperatura pracy, układ zasilający oraz odległość pomiarowa zmieniają absolutne natężenie napromienienia oraz — w mniejszym stopniu — rozkład widmowy. Wartości obliczone służą jedynie orientacji, a nie do badań odbiorczych.

W szczegółach: wielkości, których widmo działania wykracza poza zmierzony zakres, są oznaczone; temperatura barwowa jest pomijana dla chromatyczności odległych od lokusu Plancka, a R_a jest oznaczane jako niedostosowane (nie dotyczy), gdy |Duv| przekracza 0,0054. Wiążące wartości pochodzą wyłącznie z pomiaru wykonanego przyrządem wzorcowanym w sposób zapewniający spójność pomiarową — takim jak spektroradiometr SR900 lub miernik UV RM-12, wzorcowany w laboratorium UV firmy Opsytec.

Dawka jest iloczynem natężenia napromienienia i czasu: H = E · t. Explorer całkuje natężenie napromienienia w żądanym paśmie na podstawie widma; czas ekspozycji ustawia się po lewej stronie. W przypadku wielkości ważonych — aktynicznej, rumieniowej, witaminy D — widmo jest najpierw ważone widmem działania, następnie całkowane, a dopiero potem mnożone przez czas.

Określa, po jakim czasie zostałaby osiągnięta odpowiednia wartość graniczna: 30 J/m² dla efektywnego napromienienia czynnego aktynicznie według EN 14255-1, 10 000 J/m² dla nieważonego UV-A oraz 100 J/m² dla zagrożenia niebieskim światłem według EN 62471. Wartość ta odnosi się do wybranego widma przy wyświetlanym natężeniu napromienienia i nie zastępuje oceny ryzyka.

Tak. Explorer odczytuje pliki .spec, .isd, CSV, TXT i XLSX bezpośrednio w przeglądarce; plik nigdy nie opuszcza Państwa komputera i nie jest przechowywany. Ponowne załadowanie strony powoduje jego odrzucenie.

Skorelowana temperatura barwowa ma sens tylko wtedy, gdy chromatyczność leży wystarczająco blisko lokusu Plancka. W przypadku źródeł UV, lamp ekscimerowych i wąskopasmowych diod LED tak nie jest — wówczas Explorer wyświetla N/A zamiast pozbawionej znaczenia liczby. Z tego samego powodu wskaźnik oddawania barw jest oznaczany jako niedotyczący, gdy odległość od lokusu staje się zbyt duża.

Są one bezwzględne w W/(m²·nm), mierzone w odległości pomiarowej laboratorium wzorcującego. Ponieważ ta odległość nie pasuje do każdego zastosowania, każde widmo można przeskalować do wartości docelowej; kształt widmowy pozostaje niezmieniony.

Ponieważ opisują one różne organizmy testowe i dlatego dają różne wyniki. s_bakt(λ) oznacza przetrwalniki Bacillus subtilis, organizmu testowego stosowanego w biodozymetrii; s_MS2(λ) oznacza enterobakteriofaga MS2, organizm zastępczy stosowany do walidacji układów średniociśnieniowych. Oba są znormalizowane do 253,7 nm i z definicji zgadzają się w tym punkcie — ale nie przy innych długościach fali: przy 222 nm s_MS2 wynosi 2,09, podczas gdy s_bakt wynosi 0,90. Źródło ekscimerowe o długości 222 nm działa zatem na MS2 ponad dwukrotnie silniej niż to samo natężenie napromienienia przy 254 nm, lecz nieco słabiej na przetrwalniki B. subtilis. Explorer podaje więc obie oceny osobno. Żadnej z krzywych nie można przenosić na inne organizmy.