W procesie ciągłym wynik nie zależy od czasu cyklu, lecz od czasu, jaki dany punkt obrabianego przedmiotu faktycznie spędza pod źródłem. Ten kalkulator wyznacza ten czas przebywania na podstawie prędkości taśmy i długości napromieniowania, a na tej podstawie dawkę – i odwrotnie, najwyższą prędkość, przy której wymagana dawka jest jeszcze osiągana.
To jest obliczenie stojące za każdą linią przenośnikową: dostawca powłoki określa dawkę, linia ma stałą długość napromieniowania, a szukaną wielkością jest prędkość posuwu. Zwiększenie prędkości linii obniża dawkę w tej samej proporcji; podwojenie prędkości zmniejsza ją o połowę. To samo obliczenie pokazuje, czy w ogóle potrzebny jest dodatkowy emiter, aby osiągnąć pożądaną wydajność.
Obliczenie zakłada, że natężenie napromienienia jest jednorodne na całej długości napromieniowania. Rzeczywiste emitery mają profil ze szczytem pośrodku – liczy się wtedy całka po przejściu, którą bezpośrednio mierzy przemieszczający się dozymetr. Opsytec produkuje i wzorcuje te przyrządy we własnym laboratorium.
Statyczne obliczenie bez ruchu taśmy znajduje się w kalkulatorze dawki UV oraz kalkulatorze czasu naświetlania UV; wszystkie dwanaście kalkulatorów radiometrycznych zebrano w kalkulatorze radiometrycznym.
To obliczenie ma charakter orientacji technicznej. Ma zastosowanie do natężenia napromienienia jednorodnego na całej napromieniowanej długości oraz do stałej prędkości pasa. Zwolnienia procesu muszą być zweryfikowane pomiarem za pomocą wzorcowanych przyrządów w rzeczywistych warunkach – w procesie ciągłym rozsądnie jest to zrobić za pomocą przemieszczającego się dozymetru.
Podstawy
Czas napromieniowania to długość napromieniowanego odcinka podzielona przez prędkość taśmy: t = L / v. Dawka wynika z tego tak samo, jak w przypadku statycznym: H = E · t. Przekształcenie obu wzorów względem prędkości daje najwyższą prędkość dla docelowej dawki: v_max = L · E / H_target. Kalkulator przyjmuje długość w milimetrach i prędkość w metrach na minutę — jednostki stosowane w produkcji — i wewnętrznie przelicza je na jednostki SI; z L w mm i v w m/min, t w sekundach wynika ze współczynnika 0,06.
Emiter napromieniowuje odcinek taśmy o długości 200 mm, taśma porusza się z prędkością 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. Przy natężeniu napromieniowania 500 mW/cm² daje to H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Dla tej samej docelowej dawki 1000 mJ/cm² taśma może więc poruszać się z prędkością nie większą niż 6 m/min; przy 500 mJ/cm² mogłaby poruszać się z prędkością 12 m/min.
Natężenie napromienienia rzadko jest stałe wzdłuż przejścia — rośnie w kierunku środka emitera i maleje przy krawędziach. Iloczyn E · t zawyża wtedy dawkę, jeśli przyjmuje się wartość szczytową, a zaniża ją przy wartości brzegowej. Kilka emiterów ustawionych szeregowo sumuje swoje wkłady, a nie swoje długości. I jak zawsze: dawka jest wielkością energetyczną i nic nie mówi o tym, czy widmo odpowiada fotoinicjatorowi.
Często zadawane pytania
Najpierw oblicza się czas przebywania na podstawie długości napromieniowanego odcinka i prędkości taśmy, a następnie dawkę na podstawie natężenia napromienienia i czasu przebywania: t = L / v oraz H = E · t. Przy 200 mm i 6 m/min daje to 2 s; przy 500 mW/cm² wynik to 1000 mJ/cm².
Odległość wzdłuż kierunku przesuwu taśmy, na której dany punkt na obrabianym przedmiocie jest faktycznie napromieniowany — nie fizyczna długość obudowy emitera. Przy kilku emiterach ustawionych szeregowo każdy odcinek liczony jest osobno; wkłady dawek sumują się.
Odwrotnie proporcjonalnie: podwojenie prędkości oznacza połowę czasu przebywania, a tym samym połowę dawki. Podwojenie przepustowości wymaga podwojenia natężenia napromienienia lub podwojenia długości napromieniowanego odcinka.
Zwykle z powodu profilu emitera: obliczenia zakładają jednorodne natężenie napromienienia, podczas gdy w rzeczywistości obrabiany element przechodzi przez maksimum. Do tego dochodzą zmiany odległości wynikające z wysokości obrabianego elementu, zabrudzona szyba oraz starzenie się źródła. Jak silnie spada wydajność źródła, pokazano w starzeniu lamp UV i diod LED UV.
Dozymetr przejezdny do zwolnienia procesu oraz na stałe zainstalowany czujnik do bieżącego monitorowania. Praktyka pomiarowa jest opisana w Pomiar UV dla systemów przenośnikowych.
Tak, przy zastosowaniu tego samego podejścia: prędkość przenośnika zastępowana jest prędkością ścieżki narzędzia, a długość napromieniowana - napromieniowaną długością ścieżki. Zastosowania opisane są w części robotyka.
Autor: dr inż. Mark Paravia
Dr inż. Mark Paravia jest dyrektorem zarządzającym Opsytec Dr. Gröbel GmbH w Ettlingen i kieruje akredytowanym laboratorium wzorcującym. Po swoich badaniach nad impulsowymi wyładowaniami eksimerowymi 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 ds. Dezynfekcji UV.
