UV-dosen är produkten av irradians och exponeringstid. Den ger svaret på hur mycket strålningsenergi en yta faktiskt tog emot under en process – vid härdning av ett lim, desinfektion av en yta eller genomförande av ett åldringstest. Denna kalkylator tar den uppmätta irradiansen i mW/cm² och tiden i sekunder och returnerar dosen i mJ/cm² och J/cm².
Dess värde ligger i planeringen: innan en linje sätts upp kan du uppskatta den exponeringstid som krävs för en önskad dos och om den tillgängliga källan levererar den. Du kan likaså kontrollera om två installationer med olika irradians ger samma dos.
Beräkningen förutsätter att irradiansen är konstant under hela exponeringen och att den mättes vid arbetsstyckets position. En dos blir bara bindande genom en mätning med en kalibrerad radiometer eller dosimeter under verkliga processförhållanden – Opsytec tillverkar och kalibrerar dessa instrument i sitt eget laboratorium.
Om du behöver de andra radiometriska omvandlingarna finns de samlade i radiometrikalkylatorn; om du istället vill mäta dosen snarare än att beräkna den, se korrekt mätning av UV-dos och irradians.
Denna beräkning är avsedd för teknisk vägledning. Den förutsätter en irradians som förblir konstant över exponeringstiden vid mätpositionen och ger inget uttalande om den uppnådda effekten. Processfrisläpp och säkerhetsrelaterade bedömningar måste verifieras genom lämpliga, kalibrerade mätningar under verkliga förhållanden.
Grunder
Strålningsexponering — vanligen kallad UV-dos — är tidsintegralen av irradians. Vid konstant irradians förenklas detta till H = E · t, med irradians E, tid t och dos H. Om E anges i mW/cm² och t i sekunder erhålls H i mJ/cm². I SI-enheter motsvarar 1 mW/cm² exakt 10 W/m² och 1 mJ/cm² exakt 10 J/m². Kalkylatorn räknar internt i SI-enheter och avrundar endast resultatet.
En limfog exponeras för 50 mW/cm² under tio sekunder. H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0,5 J/cm² = 5000 J/m². Omvänt kräver en måldos på 500 mJ/cm² vid 50 mW/cm² 10 s.
Om irradiansen varierar under processen — eftersom arbetsstycket passerar källan, lampan värms upp eller åldras — är produkten E · t bara en approximation; det som räknas är integralen över tiden, som en dosimeter mäter direkt. Dos är också en rent energetisk storhet: den säger ingenting om våglängden matchar fotoinitiatorn, organismen eller teststandarden. Två processer med samma dos men olika spektrum kan ge helt olika resultat.
Vanliga frågor
UV-dos är den strålningsenergi som tas emot per ytenhet. I praktiken anges den oftast i mJ/cm², i SI-enheter i J/m². 1 mJ/cm² motsvarar 10 J/m². Den korrekta termen är strålningsexponering; "dos" är den etablerade kortformen.
Med en faktor 10: 1 mJ/cm² = 10 J/m². Alltså är 500 mJ/cm² 5000 J/m² eller 0,5 J/cm².
Aritmetiskt ger det samma dos. Om det också ger samma effekt är en annan fråga — det kräver att reciprocitetslagen gäller. Vid UV-härdning kan den brytas vid mycket hög irradians eftersom fotoinitiatorn förbrukas lokalt eller syreinhibering beter sig annorlunda. Vid osäkerhet, testa processvarianten, inte bara dosen.
Vanliga orsaker: irradiansen mättes på ett annat avstånd eller en annan position än där arbetsstycket befinner sig; lampan var uppvärmd vid mätningen men inte under processen; eller sensorn utvärderar ett annat spektralområde än det källan avger.
För en säker design, det lägsta värdet inom arbetsområdet — det avgör var den erforderliga dosen uppnås sist. Hur starkt irradiansen varierar över ytan visas av UV LED-simuleringen eller av en serie radiometermätningar.
Ja. En dos utan det utvärderade spektralområdet är inte jämförbar. Typiska uppgifter lyder "1000 mJ/cm² UV-A (315–400 nm)". Vilket intervall som mäts beror på sensorn — se UV-sensorsökaren.
Med en genomlöpande dosimeter som integrerar över passagen, eller med en permanent installerad sensor som kontinuerligt övervakar irradiansen. Båda beskrivs under mäta UV-dos och irradians korrekt.
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 Standards Committee FNL 7 "Optical Radiation" och medlem av DVGW:s projektgrupp för UV-desinfektion.
