O calculador de irradiância para LED UV da Opsytec Dr. Gröbel simula a irradiância (mW/cm²) de luminárias de LED UV diretamente no seu navegador – gratuitamente, sem necessidade de instalação. Escolha uma lâmpada de LED UV tipo flood ou uma luminária da Série L, defina o comprimento de onda (265–450 nm), a distância de trabalho e a área-alvo, e obtenha instantaneamente a distribuição da irradiância como um mapa de calor, uma visualização 3D e perfis de seção transversal – opcionalmente sobre suas próprias peças importadas como modelos STEP/STL.
A simulação utiliza as características de emissão medidas de LEDs UV reais e apresenta valores-chave, como irradiância máxima, média e mínima, para o desenvolvimento de aplicações de cura UV, desinfecção UV, envelhecimento e fluorescência. Os resultados podem ser exportados como arquivos CSV e como um relatório de simulação em PDF. Os valores calculados são dados indicativos para a seleção de produtos; os níveis de irradiância vinculantes devem ser verificados por medição, por exemplo, com um radiômetro Opsytec.
Modelo: fontes LED (5 subfontes por LED) com a característica de emissão OPSY-LED medida (θ½ = ±32°) ou, opcionalmente, o modelo Lambertiano I(θ) = I₀·cosᵐθ. Irradiância E = Σ I(θ_LED)·cos(θ_incidência)/r². O ponto de pivô/origem do modelo situa-se à distância de trabalho h abaixo do plano do LED; a área geral é plana em z = 0. Para modelos CAD, E é calculado por face externa (triângulo); as faces traseiras recebem E = 0. Reflexões, perdas de Fresnel e autossombreamento não são considerados.
Fundamentos da simulação de LED UV
Selecione uma luminária de LED UV predefinida (lâmpada de inundação SFL ou Series L) e o comprimento de onda desejado — o fluxo radiante correspondente por LED é armazenado para cada comprimento de onda. Defina a distância de trabalho entre o plano dos LEDs e o alvo e determine o alvo como um retângulo, um círculo ou seu próprio modelo CAD (STEP/STL, processado inteiramente de forma local no seu navegador). O aplicativo calcula a distribuição da irradiância e a exibe como uma visualização 3D interativa, um mapa de calor e perfis de seção transversal pelo centro. Valores-chave como irradiância máxima, média e mínima e o valor no centro são exibidos diretamente; todos os resultados podem ser exportados como arquivos CSV ou como um relatório de simulação em PDF.
Cada LED UV é modelado como uma fonte compacta de cinco subfontes ao longo do die. A irradiância em um ponto do alvo é a soma incoerente de todas as contribuições dos LEDs: E = Σ I(θ) · cos(θinc) / r². Por padrão, a característica de emissão I(θ) é o modelo OPSY LED (semiângulo ±32°), validado com dados de medição e traçado de raios por Monte Carlo; alternativamente, está disponível o modelo lambertiano clássico I(θ) = I₀·cosᵐθ com semiângulo ajustável. Ambos os modelos são normalizados energeticamente: o fluxo integrado sobre o hemisfério é exatamente igual ao fluxo configurado por LED.
- Distância de trabalho: no campo distante, a irradiância cai com 1/r²; ao mesmo tempo, as contribuições individuais dos LEDs se sobrepõem mais com o aumento da distância, tornando a distribuição mais uniforme. Distâncias curtas geram valores de pico altos com um padrão de LED visível.
- Número de LEDs e espaçamento: mais LEDs e um espaçamento menor aumentam a irradiância e a uniformidade; em direção à borda do arranjo, a irradiância diminui inerentemente.
- Comprimento de onda: o fluxo radiante disponível por LED depende do comprimento de onda — os LEDs UVC (265–280 nm) fornecem consideravelmente menos potência do que os LEDs UVA (365–450 nm).
- Inclinação do alvo: uma superfície inclinada em torno do eixo X ou Y recebe menos irradiância de acordo com o cosseno do ângulo de incidência.
A simulação pressupõe irradiação direta em um semiespaço desobstruído: reflexões de superfícies ao redor, perdas de Fresnel na superfície da peça e autossombreamento em geometrias côncavas não são considerados; em modelos CAD, faces voltadas para longe dos LEDs recebem valor zero. Os resultados são, portanto, dados indicativos para seleção de produtos e projeto de processos — sem garantia. Valores vinculativos de irradiância e dose devem ser determinados por medição com um radiômetro UV calibrado da Opsytec Dr. Gröbel.
Todas as luminárias simuladas são produtos de série da Opsytec Dr. Gröbel GmbH: os refletores UV LED da série SFL irradiam grandes áreas de forma homogênea — para cura UV, excitação por fluorescência e desinfecção — enquanto as compactas luminárias UV LED da Série L geram alta irradiância em pequenas áreas. Ambas as séries estão disponíveis com comprimentos de onda de 265 nm a 450 nm. Teremos prazer em ajudá-lo na seleção e no projeto da unidade de irradiação UV adequada para sua aplicação.
Perguntas frequentes
A simulação utiliza características de emissão de LED medidas e é validada por comparação com traçado de raios Monte Carlo. Ela fornece dados indicativos para a seleção de produtos; reflexões e perdas de Fresnel não estão incluídas. Os valores vinculantes devem ser determinados por medição com um radiômetro UV calibrado.
Distâncias curtas maximizam a irradiância, mas mostram o padrão do LED como não uniformidade; distâncias maiores suavizam a distribuição em uma irradiância mais baixa. Compare várias distâncias na simulação usando os perfis de seção transversal e o indicador "E average" para encontrar o melhor compromisso para sua aplicação.
Sim — carregue um modelo STEP ou STL de sua peça. A irradiância é calculada por face externa; as faces voltadas para longe dos LEDs recebem zero. O arquivo é processado inteiramente de forma local em seu navegador e nunca é enviado.
A simulação abrange 265, 275, 280, 365, 385, 395, 405 e 450 nm — do UVC para desinfecção ao UVA/azul para cura e fluorescência. O fluxo radiante típico por LED é armazenado para cada comprimento de onda e utilizado automaticamente no cálculo.
Autor: Dr. Mark Paravia
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 tecnologia de medição de radiação óptica. Ele é vice-presidente do Comitê de Normas DIN FNL 7 "Radiação Óptica" e membro do Grupo de Projeto DVGW sobre Desinfecção UV.