Opsytecs simulering av bestrålningskammare beräknar den spatiala irradiansen i UV- och UV-LED-bestrålningskammare. Simuleringen visar irradiansfördelningen, homogeniteten och UV-dosen som funktion av kammare, spektralt område, effekt och mätplanets position. Den omfattar UV-bestrålningskammarna i BS-serien med lågtrycks-kvicksilverlampor för UVA, UVB och UVC samt UV-LED-bestrålningskammarna i BSL-serien med våglängder från 365 till 450 nm.
För varje kammare beräknas irradiansen på ett höjdjusterbart mätplan – från kammarens golv upp till strax under lampans eller LED-planet. Irradiansfördelningen visas som en falskfärgskarta och som sektionsprofiler; nyckeltal som maximi- och medelvärde gör belysningens homogenitet direkt jämförbar. Utifrån medelirradiansen beräknar simuleringen även UV-dosen och den bestrålningstid som krävs för att uppnå en måldos – inklusive tändbeteendet hos lamporna och LED:erna. Egna prover och komponenter kan laddas in som STEP- eller STL-filer; simuleringen tar hänsyn till deras skuggning på mätplanet. Alla resultat kan exporteras som en CSV-fil eller en PDF-simuleringsrapport. Beräkningen körs helt i webbläsaren.
Detta gör det möjligt att redan innan ett köp eller ett experiment uppskatta vilken UV-bestrålningskammare som uppnår den önskade irradiansen och homogeniteten, och vilken bestrålningstid som ger den önskade UV-dosen. Simuleringen är lämplig för tillämpningar som sträcker sig från UV-härdning och nedbrytnings- eller åldringstester till desinfektion och bestrålning av cellkulturer.
Modell: bestrålningskammare av BS-serien (T8-lampor som isotropa linjekällor) och BSL-serien (UV-LED-grid med uppmätta OPSY-emissionsmodeller). Alla 4 sidoväggar speglas via bildkällmetoden (reflektanser anpassade till uppmätta fördelningar); källarrangemanget är förenklat. Simuleringsresultat utan garanti.
Grunderna för simuleringen av bestrålningskammaren
Simuleringen återger varje UV-bestrålningskammare med dess verkliga inre mått. Lampor och LED:er modelleras som strålningskällor; reflektionerna vid de spegelbelagda sidoväggarna beaktas i beräkningen med hjälp av spegelkälle-metoden. För varje punkt i mätplanet summerar simuleringen bidragen från alla källor och deras spegelbilder, vilket ger den rumsliga irradiansfördelningen inuti kammaren.
Efter val av kammare, spektralt område (UVA, UVA+, UVB eller UVC för BS-kamrarna, LED-våglängd 365–450 nm för BSL-kamrarna) och effekt beräknar simuleringen irradiansen i mW/cm² eller W/m². Två lampgrupper eller LED-våglängder med separata effektreglage kan valfritt kombineras — till exempel för blandad UVA- och UVB-bestrålning.
Irradiansfördelningen på mätplanet visas som en falskfärgskarta, kompletterad med relativa sektionsprofiler genom kammarens mitt. Nyckeltal som E max och E mean kvantifierar homogeniteten hos belysningen. Mätpunkter kan placeras genom att klicka på värmekartan för att avläsa irradiansen vid enskilda positioner — till exempel vid provplatser.
Höjden på mätplanet är fritt justerbar — från kammargolvet upp till strax under källorna. Med ett mindre avstånd till lamporna eller LED-lamporna ökar irradiansen enligt kvadratlagen medan homogeniteten oftast minskar. Simuleringen synliggör denna avvägning och hjälper till att hitta rätt provhöjd för jämn bestrålning.
Utifrån bestrålningsplanets medelirradians beräknar simuleringen UV-dosen som en tidsintegral. Efter att ett måldos i mJ/cm² har angetts visas irradiansen över tid och avstängningspunkten – inklusive tändningsbeteendet: lågtrycks-kvicksilverlampor startar långsamt, medan UV-LED:er når sin effekt inom några sekunder.
Dina egna prover och komponenter kan laddas in i kammaren som STEP- eller STL-filer. Modellen vilar centrerad på mätplanet, betraktas som ogenomskinlig och kastar en skugga; bidragen som reflekteras från väggar och tak reduceras i enlighet med detta. Filerna bearbetas uteslutande lokalt i webbläsaren — de laddas varken upp eller lagras.
Bestrålningskamrarnas spegelblanka sidoväggar ökar irradiansen och homogeniteten avsevärt; i simuleringen återges de med hjälp av spegelkällemetoden (image-source-metoden) med väggspecifika reflektansvärden – dörren och taket reflekterar svagare än sidoväggarna. Dessutom tar beräkningen hänsyn till infallsvinkeln (cos θ) och till avståndskvadratlagen för varje enskilt bidrag från strålkällorna.
BS-serien använder T8 lågtryckskvicksilverlampor, integrerade analytiskt som isotropa linjekällor — för UVA, UVA+, UVB och UVC. BSL-serien använder UV-LED-arrayer; deras emissionsegenskaper kommer från uppmätta LED-modeller för våglängder från 365 till 450 nm. Den dubbelsidiga BS-05 simuleras med separata övre och undre lampgrupper.
Den interna källplaceringen är förenklad; diffusa reflektionskomponenter, reflektioner vid golvet, Fresnelförluster vid målytan, spektrala effekter och åldring av källorna beaktas inte. Detaljer ges i modellbeskrivningen ovan. Resultaten är riktvärden för planering och jämförelse — de ersätter inte en mätning och tillhandahålls utan garanti.
Med BS-02 till BS-05 täcker BS-serien kammare från kompakta till storvolymiga; BS-05 bestrålar från båda sidor. BSL-serien erbjuder UV-LED-kammare i flera storlekar och effektklasser (HO, ECO, ECO+) med BSL-01i till BSL-04. Simuleringen gör en direkt jämförelse enkel; teknisk data och tillbehör finns på produktsidan Opsytec bestrålningskammare.
Vanliga frågor om simulering av bestrålningskammare
BS-serien med lågtrycks kvicksilverlampor täcker de klassiska spektralområdena UVA, UVA+, UVB och UVC och är lämplig för väderbeständighetstest, desinfektion och åldringstest. BSL-serien med UV-LED (365–450 nm) kopplar om direkt, är finjusterbar och ger hög irradians — idealisk för UV-härdning och reproducerbara dosexperiment. Simuleringen gör båda direkt jämförbara.
Simuleringen ger vägledande data: källarrangemanget är förenklat och reflektionsmodellen är anpassad till uppmätta fördelningar. Endast en mätning i den verkliga kammaren är bindande, till exempel med en Opsytec-radiometer.
Ange måldosen i mJ/cm² i dos- och tidskontrollen. Simuleringen integrerar medelirradiansen över tid – inklusive tändningsförloppet för lamporna eller LED:erna – och visar avstängningspunkten samt irradiansen som en funktion av tiden.
Ja — läs in en STEP- eller STL-modell; den placeras centrerad på mätplanet och kastar en skugga, och de vägg- och takreflekterade bidragen minskas också. Filen behandlas uteslutande lokalt i webbläsaren och laddas varken upp eller sparas.
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 på KIT ligger hans nuvarande fokus på optisk strålningsmätteknik. Han är vice ordförande för DIN-standardiseringskommittén FNL 7 "Optical Radiation" och medlem i DVGW:s projektgrupp för UV-desinfektion.
Beräkning av irradians i kammaren
För att beräkna irradiansen i en kammare behöver du tre saker: modell, lampmontering och avstånd till provplanet. Simulatorn ovan tar hänsyn till dessa och visar även fördelningen över brickan.
En beräknad irradians ersätter ingen mätning – men före ett köp visar den om den önskade dosen ackumuleras inom en rimlig tid.