A simulação de fonte pontual UV LED da Opsytec Dr. Gröbel calcula o perfil do feixe e a irradiância (mW/cm²) das fontes pontuais UV LED solo P, Spot P e Spot P short diretamente no seu navegador. Escolha o produto e a óptica (Standard, High Power ou Parallel Beam), defina o comprimento de onda (365–450 nm) e a distância de trabalho, e obtenha instantaneamente a distribuição como um mapa de calor, uma visualização 3D e perfis de seção transversal.
O cálculo é uma computação de transferência radiativa através da óptica (traçado de raios reverso) com premissas simplificadas, calibrada de acordo com os perfis de irradiância das fichas técnicas dos produtos. Os resultados podem ser exportados como arquivos CSV e como um relatório de simulação em PDF. Os valores calculados são dados indicativos para seleção de produtos; os níveis de irradiância vinculantes devem ser verificados por medição, por exemplo, com um radiômetro Opsytec.
Modelo: transferência radiativa determinística através da óptica (traçado de raios reverso, E = Σ L·cosθ·dΩ) com premissas simplificadas, calibrado conforme os perfis de irradiância das folhas de dados do produto (385 nm). O plano-alvo é perpendicular ao eixo do feixe na distância de trabalho a partir da parte frontal do invólucro; a área total é plana em z = 0. As perdas de transmissão da óptica são incluídas como um fator agregado; tolerâncias de fabricação, dispersão dos LEDs e efeitos de temperatura não são considerados – valores indicativos, não medições.
Modelo e premissas da simulação de fonte pontual
As fontes pontuais são calculadas com um cálculo determinístico de transferência radiativa através da óptica: para cada ponto do plano-alvo, a irradiância é obtida como a integral da radiância sobre a abertura de saída da óptica,
Fórmula: E = Σ L(u, θ) · T · cos θ · ΔΩ
As linhas de visada são traçadas para trás através da óptica. O método é livre de ruído e exatamente reproduzível; a simetria rotacional da óptica é aproveitada (cálculo sobre raios, síntese da grade).
O caminho óptico de cada opção de óptica (Standard, High Power, Parallel Beam) é representado por um modelo simplificado com superfícies ópticas idealizadas; o LED entra como uma fonte extensa com uma distribuição espacial e angular simplificada. O modelo é calibrado de acordo com os perfis de irradiância das fichas técnicas dos produtos (385 nm) e converte outros comprimentos de onda por meio da dispersão da óptica. As perdas de transmissão da óptica são incluídas como um fator agregado. O fluxo radiante por comprimento de onda vem da parametrização do LED; o UV-LED solo P é calculado com potência de LED reduzida, e o Spot P short é opticamente idêntico ao Spot P (invólucro mais curto).
- Simulação indicativa — tolerâncias de fabricação, dispersão/binning dos LEDs e efeitos de temperatura não estão incluídos
- Reflexões na parede do tubo são incluídas como especulares com uma refletância agregada (padrão 15 %, alumínio anodizado em ângulos acentuados) até o terceiro rebote; o espalhamento difuso não está incluído
- Arranjos multi-spot: todos os spots idênticos (produto, óptica, potência), pivô de inclinação = centro da face frontal, sem sombreamento mútuo; soma feita via campo de spot único pré-calculado
- Plano-alvo perpendicular ao eixo do feixe (cálculo com simetria rotacional); para modelos CAD, o ângulo de incidência local é levado em conta, o sombreamento não
Perguntas frequentes sobre a simulação de fonte pontual
A simulação é determinística: um cálculo de transferência radiativa através da óptica, calibrado com os perfis de irradiância das fichas técnicas dos produtos em 385 nm. Ela fornece valores indicativos para seleção e projeto de produtos. Tolerâncias de fabricação, dispersão e binning dos LEDs, efeitos de temperatura e espalhamento difuso não estão incluídos. Os níveis de irradiância vinculantes devem ser determinados por medição com um radiômetro UV calibrado.
A óptica Standard foca a radiação do LED em um ponto de poucos milímetros, com melhor foco em uma distância de trabalho de aproximadamente 15–20 mm. A High Power foca de forma mais concentrada e mais próxima da face frontal (cerca de 4–8 mm) e atinge a maior irradiância. A Parallel Beam fornece um feixe quase paralelo com irradiância mais baixa, porém com grande profundidade de campo para distâncias de trabalho a partir de aproximadamente 30 mm. Os cartões "Beam profile" e "Section view" mostram a comparação conforme apresentada na folha de dados.
A distância de trabalho é medida da face frontal da carcaça até o plano do alvo, que é perpendicular ao eixo do feixe. Para modelos STEP ou STL, a distância refere-se à borda superior do modelo. O controle deslizante percorre a distância; os valores principais mostram a irradiância central, a média, o máximo e o diâmetro do ponto.
Sim. Na seção "Arrangement", até 16 pontos podem ser organizados em linha, quadrado ou anel, com espaçamento e inclinação ajustáveis (perpendicular, em direção ao centro, em direção a um ponto-alvo ou individualmente). Após "Calculate", a irradiância de todos os pontos é somada; o otimizador melhora a uniformidade por meio do ângulo de inclinação, do espaçamento e da distância de trabalho. A geometria pode ser exportada como tabela, vista superior cotada (PNG) e DXF.
Sim. Carregue um modelo STEP ou STL; a irradiância é calculada por face externa com o ângulo de incidência local, faces voltadas para longe dos pontos recebem zero, o sombreamento não é considerado. O arquivo é processado inteiramente de forma local no seu navegador e nunca é enviado.
A simulação cobre 365, 385, 395, 405 e 450 nm. O fluxo radiante típico do LED é armazenado por comprimento de onda e entra diretamente no cálculo; a óptica é convertida para o comprimento de onda selecionado por meio de sua dispersão.
Autor: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia é diretor-gerente da Opsytec Dr. Gröbel GmbH em Ettlingen e chefia o laboratório de calibração acreditado. Após sua pesquisa sobre descargas de excímero 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.