Em um processo contínuo, o resultado não é determinado pelo tempo de ciclo, mas pelo tempo que um ponto da peça de trabalho efetivamente passa sob a fonte. Esta calculadora deriva esse tempo de permanência a partir da velocidade da esteira e do comprimento irradiado, a dose a partir dele – e, inversamente, a maior velocidade na qual uma dose exigida ainda é alcançada.
Este é o cálculo por trás de toda linha de transporte: o fornecedor do revestimento especifica uma dose, a linha tem um comprimento irradiado fixo, e a taxa de alimentação é o que você está procurando. Aumentar a velocidade da linha reduz a dose na mesma proporção; dobrar a velocidade a reduz à metade. O mesmo cálculo mostra se um emissor adicional é necessário para alcançar uma determinada capacidade de produção.
O cálculo pressupõe que a irradiância é uniforme ao longo do comprimento irradiado. Emissores reais têm um perfil com pico no meio – o que importa então é a integral sobre a passagem, que um dosímetro móvel mede diretamente. A Opsytec fabrica e calibra esses instrumentos em seu próprio laboratório.
O cálculo estático sem movimento da esteira está na calculadora de dose UV e na calculadora de tempo de exposição UV; todas as doze calculadoras radiométricas estão reunidas na calculadora de radiometria.
Este cálculo destina-se à orientação técnica. Ele se aplica a uma irradiância uniforme ao longo do comprimento irradiado e a uma velocidade constante da esteira. As liberações de processo devem ser verificadas por uma medição com instrumentos calibrados em condições reais – em um processo contínuo, de forma sensata com um dosímetro móvel.
Fundamentos
O tempo de permanência é o comprimento irradiado dividido pela velocidade da esteira: t = L / v. A dose resulta como no caso estático: H = E · t. Reorganizando ambas para a velocidade, obtém-se a velocidade máxima para uma dose-alvo: v_max = L · E / H_target. A calculadora utiliza o comprimento em milímetros e a velocidade em metros por minuto — as unidades usadas na produção — e faz a conversão para o SI internamente; a partir de L em mm e v em m/min, o t em segundos resulta pelo fator 0,06.
Um emissor irradia 200 mm da esteira, e a linha opera a 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. A 500 mW/cm² isso resulta em H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². Para a mesma dose-alvo de 1000 mJ/cm², a esteira pode, portanto, operar a no máximo 6 m/min; a 500 mJ/cm², poderia operar a 12 m/min.
A irradiância raramente é constante ao longo da passagem — ela aumenta em direção ao centro do emissor e diminui nas bordas. O produto E · t então superestima a dose se o valor de pico for usado e subestima-a com o valor de borda. Vários emissores em série somam suas contribuições, não seus comprimentos. E como sempre: a dose é uma grandeza energética e nada diz sobre se o espectro corresponde ao fotoiniciador.
Perguntas frequentes
Primeiro o tempo de exposição a partir do comprimento irradiado e da velocidade da esteira, depois a dose a partir da irradiância e do tempo de exposição: t = L / v e H = E · t. Com 200 mm e 6 m/min isso equivale a 2 s; com 500 mW/cm² resulta em 1000 mJ/cm².
A distância ao longo da direção da esteira sobre a qual um ponto na peça de trabalho é efetivamente irradiado — não o comprimento físico do invólucro do emissor. Com vários emissores em série, cada seção conta separadamente; as contribuições de dose se somam.
Inversamente proporcional: dobrar a velocidade significa metade do tempo de permanência e, portanto, metade da dose. Dobrar a taxa de produção exige o dobro da irradiância ou o dobro do comprimento irradiado.
Geralmente devido ao perfil do emissor: o cálculo pressupõe irradiância uniforme, enquanto na realidade a peça passa por um máximo. Some a isso as variações de distância decorrentes da altura da peça, uma janela suja e o envelhecimento da fonte. O quanto uma fonte pode declinar é mostrado em envelhecimento de lâmpadas UV e LEDs UV.
Um dosímetro portátil para liberação de processo e um sensor instalado permanentemente para monitoramento contínuo. A prática de medição é descrita em Medição UV para sistemas transportadores.
Sim, com a mesma abordagem: a velocidade da esteira é substituída pela velocidade de trajetória da ferramenta, e o comprimento irradiado pelo comprimento de trajetória irradiado. As aplicações são descritas em robótica.
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 excimer de xenônio pulsado no Instituto de Tecnologia de Iluminação do KIT, seu foco atual está na 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.
