Medição de UV para sistemas transportadores e processos contínuos

Em sistemas transportadores, a irradiância na peça de trabalho muda continuamente à medida que ela passa. Uma leitura estática sob a lâmpada, portanto, muitas vezes não é suficiente para avaliar o processo. O que importa é a irradiância de pico, o perfil temporal e a dose integrada a partir dele no plano real da peça de trabalho.

Esta página descreve como essas grandezas são registradas no processo em funcionamento e o que observar ao selecionar o equipamento de medição. As próprias grandezas são definidas na página medindo corretamente a dose UV e a irradiância.

Uma peça passa pela zona de irradiação em um tempo finito. Ela entra no campo de radiação, atinge seu máximo sob a fonte e deixa o campo novamente. A dose que atua sobre a peça é a integral desse perfil, não o produto do valor de pico pelo tempo de permanência. Duas linhas com a mesma irradiância de pico podem fornecer doses claramente diferentes, dependendo da geometria do refletor, do número de lâmpadas e da velocidade da esteira.

Além disso, o local de medição precisa representar o plano do componente. Uma medição realizada próxima à lâmpada, ou em uma altura diferente da peça, gera valores que não podem ser transferidos para o processo.

Um instrumento de passagem registra a irradiância ao longo do tempo e deriva três grandezas a partir dela:

• Irradiância de pico – o valor máximo da corrida. Ela limita a taxa de reação alcançável e é uma medida de carga para substratos sensíveis à temperatura.
• Perfil temporal – a forma e a largura do perfil revelam o efeito de refletores, espaçamento entre lâmpadas e sombreamento. Várias lâmpadas produzem vários máximos.
• Dose integrada – a integral no tempo sobre toda a corrida. Essa grandeza geralmente é documentada para a liberação do processo.

A taxa de amostragem do instrumento precisa corresponder à velocidade da esteira: em linhas rápidas com zonas de irradiação curtas, uma amostragem muito lenta pode não captar o máximo e subestimar a dose.

• Altura total. O instrumento precisa passar pela abertura disponível sem distorcer a distância até a fonte.
• Resistência à temperatura. Em linhas com lâmpadas de mercúrio a carga térmica é considerável; os limites permitidos de temperatura do invólucro e do sensor determinam o número de passagens.
• Faixa espectral. O sensor precisa cobrir a faixa que é realmente relevante para o processo. Em linhas de LED UV o comprimento de onda de pico é decisivo, em lâmpadas de mercúrio o espectro de linhas.
• Taxa de amostragem e memória. Ambas determinam com que precisão o perfil é resolvido e quantas passagens podem ser armazenadas.
• Avaliação e documentação. Para a liberação do processo, o que conta é um registro de dados rastreável e exportável, com marca de tempo e referência de calibração.

• curelog e curelog Base – radiômetros planos e dosímetros para uso de passagem, autônomos ou conectados à linha.
• tinyTracker – registrador de dose compacto para zonas de irradiação confinadas.
• UVpad – instrumento portátil de medição espectral plano para linhas com fontes variáveis.
• Sensores XT – sensores para temperaturas elevadas em linhas de cura.
• Sensores inline – monitoramento instalado permanentemente na posição de medição definida.

A cadeia de referência para liberação do processo é definida separadamente do monitoramento contínuo e calibrada de forma rastreável no laboratório de calibração acreditado.

Esta página trata do próprio problema de medição. Sua forma específica por setor é descrita nas páginas de aplicação: medição UV na impressão industrial para processos de impressão, cura UV e fotopolimerização para o design de processos, e automação e integração de processos para a conexão com sistemas de controle e documentação.

Como a dose UV é controlada em um processo automatizado?
Em duas etapas. Para a liberação, um dose logger percorre o sistema junto com a peça de trabalho e fornece a irradiância de pico, o perfil temporal e a dose integrada; essa execução é documentada. Depois disso, um sensor instalado permanentemente em uma posição definida mantém rastreável a condição entre duas liberações. A taxa de amostragem precisa corresponder à velocidade da esteira: a 120 m/min com uma zona de irradiação de 25 mm são necessários cerca de 1.600 Hz. Uma amostragem lenta demais não captura o máximo e subestima a dose.

Por que uma única leitura em repouso não é suficiente?
Porque ela descreve apenas a irradiância em uma posição com o sistema parado. A grandeza relevante para o processo é a dose que um elemento de superfície recebe ao passar pelo sistema; ela resulta de uma integral temporal ao longo de toda a passagem. Refletores, espaçamento das lâmpadas e sombreamento moldam o perfil, e várias lâmpadas produzem vários máximos. A uma velocidade de esteira de 20 m/min e uma zona de irradiação de 100 mm, a passagem dura cerca de 0,3 s – tempo curto demais para ser lido manualmente.

Dr.-Ing. Mark Paravia é diretor-executivo da Opsytec Dr. Gröbel GmbH em Ettlingen e chefia o laboratório de calibração acreditado. Após suas pesquisas sobre descargas de excímero de xenônio pulsado no Institute of Lighting Technology do KIT, seu foco atual é a medição de radiação óptica. Ele é vice-presidente do comitê de normas DIN FNL 7 "Optical radiation" e membro do grupo de projeto da DVGW sobre desinfecção UV.