Gdy wymagana dawka UV jest już ustalona, a natężenie napromienienia instalacji jest znane, pozostaje jedna nieznana wielkość: jak długo prowadzić napromieniowanie. Ten kalkulator odpowiada właśnie na to pytanie. Przyjmuje docelową dawkę w mJ/cm² oraz zmierzone natężenie napromienienia w mW/cm² i zwraca wymagany czas w sekundach oraz w formacie minuty:sekundy.
To najczęściej wykonywane obliczenie przy konfigurowaniu procesu UV. Dostawca kleju podaje dawkę, karta katalogowa lampy lub pomiar dostarczają natężenia napromienienia – czas cyklu jest tym, czego Państwo szukają. To samo obliczenie pokazuje również, czy proces w ogóle odpowiada zakładanemu czasowi cyklu: jeśli natężenie napromienienia jest zbyt niskie, czas staje się nierealny i potrzebne jest silniejsze źródło lub krótsza odległość robocza.
Wynik odnosi się do natężenia napromienienia, które pozostaje stałe w danym okresie w miejscu, w którym znajduje się obrabiany element. Jeśli element przechodzi wzdłuż źródła, znaczenie ma nie czas cyklu, lecz czas przebywania w strefie napromieniowania. Projekt staje się wiążący tylko dzięki pomiarowi za pomocą wzorcowanych przyrządów – produkowanych i wzorcowanych przez Opsytec we własnym laboratorium.
Obliczenie odwrotne – dawka na podstawie czasu i natężenia napromienienia – znajduje się w kalkulatorze dawki UV; wszystkie dwanaście kalkulatorów radiometrycznych zostały zebrane w kalkulatorze radiometrii.
To obliczenie ma charakter poglądowy pod względem technicznym. Dotyczy ono natężenia napromienienia, które pozostaje stałe w czasie ekspozycji w miejscu pomiaru, i nie uwzględnia ani czasu nagrzewania, ani starzenia, ani zgodności widmowej. Zwolnienia procesu muszą zostać zweryfikowane za pomocą wzorcowanych pomiarów w rzeczywistych warunkach.
Podstawy
Czas ekspozycji wynika z równania dawki H = E · t po przekształceniu: t = H / E. Wprowadzenie docelowej dawki H w mJ/cm² oraz natężenia napromienienia E w mW/cm² daje t bezpośrednio w sekundach — jednostki się skracają, ponieważ mJ = mW · s. W jednostkach SI jest to H w J/m² podzielone przez E w W/m². Kalkulator podaje również czas w formacie min:s, ponieważ czasy cyklu produkcyjnego zazwyczaj są podawane w ten sposób.
Powłoka wymaga dawki 500 mJ/cm², a instalacja dostarcza zmierzone natężenie napromienienia 50 mW/cm² na powierzchni obrabianego elementu. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Jeśli większa odległość robocza zmniejszy natężenie napromienienia o połowę, do 25 mW/cm², czas wydłuża się dwukrotnie, do 20 s.
W procesach ruchowych potrzebny jest czas przebywania w strefie napromieniowania, nie czas cyklu — należy podzielić długość napromieniowaną przez prędkość taśmy. W przypadku źródeł impulsowych należy podać średnie natężenie napromienienia, nie wartość szczytową. Podobnie jak w przypadku kalkulatora dawki: wystarczający czas na papierze niczego nie gwarantuje, jeśli widmo źródła nie odpowiada fotoinicjatorowi lub zadaniu testowemu.
Najczęściej zadawane pytania
Dawka docelowa podzielona przez natężenie napromienienia: t = H / E. Przy dawce docelowej 500 mJ/cm² i natężeniu napromienienia 50 mW/cm² wynosi to 10 s. Obie wartości muszą odnosić się do tego samego zakresu widmowego.
Wartość zmierzoną w miejscu obróbki przedmiotu. Wartości z karty danych dotyczą określonej odległości i nowej lampy; po zainstalowaniu rzeczywista wartość jest często znacznie niższa z powodu odległości, zanieczyszczenia i starzenia się.
Ponieważ natężenie napromienienia zmienia się w obrębie powierzchni. Obliczony czas dotyczy wprowadzonej wartości; tam, gdzie natężenie napromienienia jest niższe, dawka zostaje osiągnięta później. Aby zapewnić bezpieczne zaprojektowanie, należy zastosować najniższą wartość w obrębie obszaru roboczego.
Poprzez współczynnik konserwacji: projektowanie z uwzględnieniem natężenia napromienienia na koniec okresu wymiany, a nie natężenia nowej lampy. To, jak silnie spada wydajność lamp UV i diod LED UV, opisano w Źródła UV i trwałość.
Tylko pośrednio. Tam decyduje czas przebywania w strefie napromieniowania, czyli długość napromieniowana podzielona przez prędkość taśmy. Praktyka pomiarowa jest opisana w pomiar UV dla systemów przenośnikowych.
Trzy możliwości: krótsza odległość robocza, silniejsze lub dodatkowe źródło, albo źródło o lepiej dopasowanym widmie. To, jak odległość i rozmieszczenie wpływają na wynik, można sprawdzić w symulacji UV LED.
Autor: dr inż. Mark Paravia
Dr inż. Mark Paravia jest dyrektorem zarządzającym Opsytec Dr. Gröbel GmbH w Ettlingen i kieruje akredytowanym laboratorium wzorcującym. Po pracach badawczych nad impulsowymi wyładowaniami eksymerowymi w ksenonie w Instytucie Techniki Świetlnej na KIT, obecnie skupia się na technice pomiaru promieniowania optycznego. Jest wiceprzewodniczącym Komitetu Normalizacyjnego DIN FNL 7 „Promieniowanie optyczne" oraz członkiem grupy projektowej DVGW dotyczącej dezynfekcji UV.
