I en kontinuerlig process avgörs resultatet inte av cykeltiden utan av den tid en punkt på arbetsstycket faktiskt tillbringar under källan. Den här kalkylatorn härleder denna uppehållstid från bandhastighet och bestrålad längd, dosen därifrån – och omvänt den högsta hastighet vid vilken en önskad dos fortfarande uppnås.
Detta är beräkningen bakom varje transportörlinje: beläggningsleverantören anger en dos, linjen har en fast bestrålad längd, och matningshastigheten är det du söker. Om linjen körs snabbare sänks dosen i samma proportion; en fördubbling av hastigheten halverar den. Samma beräkning visar om en ytterligare emitter behövs för att alls nå en önskad genomströmning.
Beräkningen förutsätter att irradiansen är enhetlig längs den bestrålade längden. Verkliga emittrar har en profil som toppar i mitten – det som då räknas är integralen över passagen, vilket en rörlig dosimeter mäter direkt. Opsytec tillverkar och kalibrerar dessa instrument i sitt eget laboratorium.
Den statiska beräkningen utan bandrörelse finns i UV-doskalkylatorn och UV-exponeringstidskalkylatorn; alla tolv radiometriska kalkylatorer finns samlade i radiometrikalkylatorn.
Denna beräkning är avsedd för teknisk vägledning. Den gäller för en irradians som är enhetlig längs den bestrålade längden och för en konstant bandhastighet. Processfrisläpp måste verifieras genom en mätning med kalibrerade instrument under verkliga förhållanden – i en kontinuerlig process, lämpligen med en medlöpande dosimeter.
Grunder
Uppehållstiden är den bestrålade längden dividerad med bandhastigheten: t = L / v. Dosen följer som i det statiska fallet: H = E · t. Om man löser ut hastigheten ur båda ekvationerna får man den högsta hastigheten för en måldos: v_max = L · E / H_target. Kalkylatorn tar längden i millimeter och hastigheten i meter per minut — enheterna som används i produktionen — och konverterar internt till SI; från L i mm och v i m/min följer t i sekunder via faktorn 0,06.
En emitter bestrålar 200 mm av bandet, linjen går med 6 m/min. t = 200 mm ÷ 6 m/min = 2 s. Vid 500 mW/cm² ger detta H = 500 · 2 = 1000 mJ/cm². För samma måldos på 1000 mJ/cm² får bandet därför gå med högst 6 m/min; vid 500 mJ/cm² skulle det kunna gå med 12 m/min.
Irradiansen är sällan konstant längs passagen — den ökar mot mitten av emittern och avtar vid kanterna. Produkten E · t överskattar då dosen om toppvärdet används och underskattar den med kantvärdet. Flera emittrar i serie summerar sina bidrag, inte sina längder. Och som alltid: dosen är en energetisk storhet och säger ingenting om spektrumet matchar fotoinitiatorn.
Vanliga frågor
Först uppehållstiden från bestrålad längd och bandhastighet, sedan dosen från irradians och uppehållstid: t = L / v och H = E · t. Vid 200 mm och 6 m/min blir det 2 s; med 500 mW/cm² ger det 1000 mJ/cm².
Avståndet längs bandriktningen över vilket en punkt på arbetsstycket faktiskt bestrålas — inte den fysiska längden på strålarhuset. Med flera strålare i serie räknas varje sektion separat; dosbidragen adderas.
Omvänt proportionellt: dubbel hastighet innebär halva uppehållstiden och därmed halva dosen. En fördubbling av genomströmningen kräver dubbel irradians eller dubbel bestrålad längd.
Vanligtvis beror det på strålarprofilen: beräkningen förutsätter jämn irradians, medan arbetsstycket i verkligheten passerar genom ett maximum. Lägg till det ändringar i avstånd på grund av arbetsstyckets höjd, ett smutsigt fönster och åldring av källan. Hur starkt en källa avtar visas i åldring av UV-lampor och UV-LED.
En reseradiometer för processfrisläppning och en permanent installerad sensor för kontinuerlig övervakning. Mätpraxisen beskrivs i UV-mätning för transportörsystem.
Ja, med samma tillvägagångssätt: bandhastighet ersätts av verktygets banhastighet, och bestrålad längd av bestrålad banlängd. Tillämpningar beskrivs under robotik.
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.
