Dobór czujnika UV: zakres widmowy i zakres pomiarowy

Czujnika UV nie dobiera się wyłącznie na podstawie oznaczeń UVA, UVB lub UVC. Widmo emisji, spodziewane natężenie napromienienia, odległość, rozkład kątowy oraz wymagana funkcja ważenia widmowego wspólnie decydują o odpowiednim zakresie widmowym i zakresie pomiarowym. Niniejszy przewodnik wyboru prowadzi od źródła i zadania pomiarowego do właściwego typu czujnika.

Dobór w sześciu krokach

1. Określić źródło i jego widmo emisji.
2. Zdefiniować wielkość mierzoną i wymagane ważenie widmowe.
3. Oszacować minimalną i maksymalną wartość procesową.
4. Udokumentować geometrię pomiaru, odległość i rozkład kątowy.
5. Sprawdzić warunki otoczenia oraz interfejs elektryczny.
6. Określić wzorcowanie oraz dopuszczalną niepewność pomiaru.

Zakres pomiarowy w zależności od źródła

Zakres widmowy wynika z zastosowania lub fotoinicjatora, natomiast zakres pomiarowy wynika ze spodziewanego natężenia napromienienia. Jako wartości orientacyjne:

Szczególne przypadki doboru

Bezpieczeństwo pracy. W zakresie oceny ryzyka i bezpieczeństwa na stanowisku pracy pomiar i ocenę osobistej ekspozycji na sztuczne promieniowanie optyczne reguluje norma DIN EN 14255-1; same wartości graniczne określa dyrektywa 2006/25/WE. Dla doboru czujnika oznacza to niewielki zakres pomiarowy oraz czułość ważoną akcyjnie – konstrukcja jest szczegółowo opisana na stronie Rumień UV na stanowisku pracy, a ramy prawne na stronie bezpieczeństwo pracy i bezpieczeństwo fotobiologiczne.

Instalacja stała. Tam, gdzie pomiar odbywa się w sposób ciągły, a nie ręczny, dostępne są czujniki inline; wówczas znaczenie ma również pozycja montażu, interfejs oraz odporność na warunki procesowe.

Zastosowania medyczne. Decydujące znaczenie ma tu jasno zdefiniowane zadanie pomiarowe, stabilność długoterminowa oraz spójne pomiarowo wzorcowanie. Przydatność do konkretnego zastosowania medycznego wymaga każdorazowo technicznego dopuszczenia.

Dopasowane przyrządy

Jako jednostka odczytowa dla wymiennych głowic pomiarowych sprawdził się radiometr RMD Pro. Tam, gdzie trzeba jednocześnie objąć kilka zakresów widmowych, rozwiązaniem jest pomiar widmowy – na przykład za pomocą UVpad. Sposób wewnętrznej budowy czujnika oraz źródła błędów decydujące o jego dokładności wyjaśniono na stronie budowa i źródła błędów czujników UV.

Który czujnik UVC pasuje do promienników niskociśnieniowych, średniociśnieniowych lub LED?
Czujnik musi być dopasowany do widma, a nie tylko do zakresu spektralnego. W przypadku lamp niskociśnieniowych wystarcza wąskopasmowa czułość w okolicach 254 nm, ponieważ praktycznie cała moc UVC skupiona jest w tej linii. Lampy średniociśnieniowe emitują szerokopasmowo w całym zakresie UVC; tutaj wymagany jest czujnik o szerokiej, płaskiej czułości UVC, wzorcowany właśnie na ten typ lampy. Diody UVC LED (zwykle od 265 do 280 nm) wymagają wzorcowania na ich szczytową długość fali; części normy DIN 19294-5 i -6 dla UV-C LED są wciąż w opracowaniu. Bez współczynników wzorcowania specyficznych dla źródła, jeden i ten sam czujnik nie dostarcza porównywalnych wartości dla wszystkich trzech źródeł.

Który czujnik UV pasuje do 254 nm?
Dla linii 254 nm lamp rtęciowych niskociśnieniowych odpowiedni jest czujnik UVC o wąskopasmowej czułości w okolicach 254 nm, niewrażliwy na UVA i światło widzialne (solar-blind) oraz wzorcowany na lampę niskociśnieniową. W dezynfekcji wody pitnej normy DIN 19294-1 (radiometry urządzeniowe) oraz DIN 19294-3 (radiometry referencyjne) określają wymagania dla systemów niskociśnieniowych; w Austrii obowiązuje ÖNORM M 5873-1. Konstrukcja – czujnik inline, czujnik ciśnieniowy, sonda UV lub radiometr z wymiennym czujnikiem – zależy od miejsca montażu i zadania pomiarowego.

Jaki zakres pomiarowy potrzebny jest czujnikowi?
Wynika on z oczekiwanego natężenia napromienienia, a nie z przyrządu. Punktowe źródła UV osiągają w plamce kilka W/cm² – odpowiedni jest tu zakres 0–2000 mW/cm² lub większy. Lampy niskociśnieniowe UV i lampy amalgamatowe UVC zwykle pozostają poniżej 100 mW/cm² w płaszczyźnie napromieniowania, dla których odpowiedni jest zakres 0–200 mW/cm². Pomiary na stanowisku pracy według DIN EN 14255-1 wymagają natomiast czułości: tam stosuje się zakres 0–2 mW/cm². Dla diod UV LED opracowano czujnik UVA+ o rozszerzonym zakresie spektralnym – dzięki temu unika się pomiaru na krawędzi filtra, gdzie nawet najmniejsze wahania temperatury i partii produkcyjnej powodują duże błędy pomiarowe.

Powyżej jakiego natężenia napromienienia instalacja musi zostać oceniona?
Zasada praktyczna: instalacje, które narażają operatora w sposób ciągły na więcej niż od 1 do 2 mW/cm², powinny zostać ocenione. Wartość graniczna, przykład obliczeniowy oraz wymagania dotyczące czujnika zostały przedstawione w Rumień UV w miejscu pracy.

Znajdź odpowiedni czujnik: Wyszukiwarka czujników UV proponuje trzy najlepiej dopasowane czujniki i mierniki UV według zastosowania, długości fali i formy – wraz z kluczowymi wartościami, partnerem systemowym i uzasadnieniem.