Val av UV-sensor: spektralområde och mätområde
En UV-sensor väljs inte enbart utifrån beteckningarna UVA, UVB eller UVC. Emissionsspektrum, förväntad irradians, avstånd, vinkelfördelning och den erforderliga viktningsfunktionen bestämmer tillsammans lämpligt spektral- och mätområde. Denna valguide utgår från källan och mätuppgiften till rätt sensortyp.
Val i sex steg
- Bestäm källan och dess emissionsspektrum.
- Definiera mätstorheten och den erforderliga spektrala viktningen.
- Uppskatta lägsta och högsta processvärde.
- Dokumentera mätgeometri, avstånd och vinkelfördelning.
- Kontrollera omgivningsförhållanden och det elektriska gränssnittet.
- Definiera kalibrering och den tillåtna mätosäkerheten.
Mätområde efter källa
Spektralområdet följer applikationen eller fotoinitiatorn, mätområdet följer den irradians som kan förväntas. Som riktvärden:
| Källa eller mätuppgift | Rekommenderat mätområde | Vad man ska tänka på |
|---|---|---|
| UV-punktkälla som HP-120i | 0–2000 mW/cm² och högre | Irradiansen avtar snabbt utanför punkten och med avståndet; mätområdet måste täcka toppvärdet i fokus. |
| UV-lågtrycks- och UVC-amalgamlampa | 0–200 mW/cm² | I bestrålningsplanet ligger värdena vanligtvis under 100 mW/cm². |
| UV-LED vid 275, 365, 385, 395 eller 405 nm | 0–2000 mW/cm² | UVA+-sensorn täcker det utökade spektralområdet. Mätningar vid filterkanten bör undvikas: minsta temperatur- och satsvariationer ger där stora fel. |
| Mätning på arbetsplats och exponeringsmätning | 0–2 mW/cm² | En verkansviktad sensor krävs. Gränsvärden, ett räkneexempel och en konstruktionsanvisning finns under UV-erytem på arbetsplatsen. |
Särskilda valfall
Arbetsmiljösäkerhet. För riskbedömning och arbetsplatssäkerhet reglerar DIN EN 14255-1 mätning och bedömning av personlig exponering för artificiell optisk strålning; själva gränsvärdena anges i direktiv 2006/25/EG. För sensorval innebär detta ett litet mätområde och en verkansviktad känslighet – konstruktionen behandlas i detalj under UV-erytem på arbetsplatsen, det rättsliga ramverket under arbetsmiljösäkerhet och fotobiologisk säkerhet.
Permanent installation. Där mätningen sker kontinuerligt istället för handhållet finns inline-sensorer tillgängliga; monteringsläge, gränssnitt och motståndskraft mot processförhållanden spelar då också en roll.
Medicinska tillämpningar. Vad som är avgörande här är en klart definierad mätuppgift, långtidsstabilitet och en spårbar kalibrering. Lämplighet för en specifik medicinsk tillämpning kräver teknisk godkännande från fall till fall.
Matchande instrument
Som visningsenhet för utbytbara mäthuvuden har radiometern RMD Pro visat sig fungera väl. Där flera spektralområden måste fångas samtidigt är en spektral mätning rätt väg – exempelvis med UVpad. Hur en sensor är uppbyggd invändigt och vilka felkällor som avgör dess noggrannhet förklaras under konstruktion och felkällor hos UV-sensorer.
Vanliga frågor om val av UV-sensorer
Vilken UVC-sensor passar lågtrycks-, mellantrycks- eller LED-strålare?
Sensorn måste matcha spektrumet, inte bara det spektrala området. För lågtryckslampor räcker en smalbandig responsivitet runt 254 nm, eftersom praktiskt taget all UVC-effekt ligger i den linjen. Mellantryckslampor sänder ut brett över hela UVC-området; här krävs en sensor med en bred, flack UVC-responsivitet, kalibrerad mot exakt denna lamptyp. UVC-LED (vanligtvis 265 till 280 nm) behöver en kalibrering mot sin toppvåglängd; standarddelarna DIN 19294-5 och -6 för UV-C LED är fortfarande under utarbetning. Utan källspecifika kalibreringsfaktorer levererar en och samma sensor inte jämförbara värden för alla tre källorna.
Vilken UV-sensor passar 254 nm?
För 254 nm-linjen från lågtryckskvicksilverlampor lämpar sig en UVC-sensor med en smalbandig responsivitet runt 254 nm, solblind mot UVA och synligt ljus och kalibrerad mot en lågtryckslampa. Inom dricksvattendesinfektion definierar DIN 19294-1 (apparatradiometrar) och DIN 19294-3 (referensradiometrar) kraven för lågtryckssystem; i Österrike gäller ÖNORM M 5873-1. Utformningen – inline-sensor, tryckbeständig sensor, UV-prob eller radiometer med utbytbar sensor – följer monteringspositionen och mätuppgiften.
Vilket mätområde behöver sensorn?
Det följer den förväntade irradiansen, inte instrumentet. UV-punktkällor når flera W/cm² inom punkten – ett område på 0–2000 mW/cm² eller mer är lämpligt här. UV-lågtrycks- och UVC-amalgamlampor ligger vanligtvis under 100 mW/cm² i bestrålningsplanet, för vilket 0–200 mW/cm² är lämpligt. Arbetsplatsmätningar enligt DIN EN 14255-1 kräver däremot känslighet: 0–2 mW/cm² där. För UV-LED utvecklades UVA+-sensorn med ett utökat spektralt område – detta undviker mätning på filterkanten, där även de minsta temperatur- och batchvariationerna orsakar stora mätfel.
Över vilken irradians måste en installation bedömas?
Som tumregel: installationer som kontinuerligt exponerar operatören för mer än 1 till 2 mW/cm² bör bedömas. Gränsvärdet, ett räkneexempel och kraven på sensorn beskrivs under UV-erytem på arbetsplatsen.
Hitta rätt sensor
Hitta rätt sensor: UV Sensor Finder föreslår de tre bäst matchande UV-sensorerna och mätarna efter tillämpning, våglängd och formfaktor – med nyckelvärden, systempartner och skäl.
Författare: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia är verkställande direktör för Opsytec Dr. Gröbel GmbH i Ettlingen och leder det ackrediterade kalibreringslaboratoriet. Efter sin forskning om pulsade xenon-excimerurladdningar vid Institute of Lighting Technology vid KIT ligger hans nuvarande fokus på mätteknik för optisk strålning. Han är vice ordförande för DIN-standardiseringskommittén FNL 7 "Optical Radiation" och medlem i DVGW:s projektgrupp för UV-desinfektion.
