När den önskade UV-dosen är fastställd och installationens irradians är känd återstår en storhet: hur länge man ska bestråla. Denna kalkylator besvarar precis det. Den tar målvärdet för dosen i mJ/cm² och den uppmätta irradiansen i mW/cm² och returnerar den nödvändiga tiden i sekunder och som minuter:sekunder.
Det är den vanligaste beräkningen vid uppsättning av en UV-process. Limleverantören anger en dos, lampans datablad eller en mätning ger irradiansen – cykeltiden är det du söker. Samma beräkning visar också om en process alls passar den avsedda cykeltiden: om irradiansen är för låg blir tiden orealistisk och du behöver en starkare källa eller ett kortare arbetsavstånd.
Resultatet gäller för en irradians som förblir konstant under perioden vid arbetsstyckets position. Om delen passerar källan är det inte cykeltiden som är avgörande utan uppehållstiden i den bestrålade zonen. En design blir bindande först genom en mätning med kalibrerade instrument – tillverkade och kalibrerade av Opsytec i eget laboratorium.
Den omvända beräkningen – dos från tid och irradians – finns i UV-doskalkylatorn; alla tolv radiometriska kalkylatorer är samlade i radiometrikalkylatorn.
Denna beräkning är avsedd för teknisk vägledning. Den gäller för en irradians som förblir konstant över exponeringstiden vid mätpositionen och tar varken hänsyn till uppvärmning, åldring eller spektral matchning. Processfrisläpp måste verifieras genom kalibrerade mätningar under verkliga förhållanden.
Grunder
Bestrålningstiden följer av dosekvationen H = E · t genom omskrivning: t = H / E. Om måldosen H anges i mJ/cm² och irradiansen E i mW/cm² fås t direkt i sekunder – enheterna tar ut varandra eftersom mJ = mW · s. I SI-enheter motsvarar detta H i J/m² dividerat med E i W/m². Kalkylatorn anger även tiden som min:s, eftersom produktionens cykeltider vanligtvis anges på det sättet.
En beläggning kräver 500 mJ/cm², installationen levererar en uppmätt irradians på 50 mW/cm² vid arbetsstycket. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Om ett större arbetsavstånd halverar irradiansen till 25 mW/cm², fördubblas tiden till 20 s.
För rörliga processer är det uppehållstiden i den bestrålade zonen som behövs, inte cykeltiden — dividera den bestrålade längden med bandhastigheten. För pulsade källor anger du medelirradiansen, inte toppvärdet. Och precis som med doskalkylatorn: en tillräcklig tid på papper garanterar ingenting om källans spektrum inte matchar fotoinitiatorn eller testuppgiften.
Vanliga frågor
Måldos dividerad med irradians: t = H / E. Vid en måldos på 500 mJ/cm² och 50 mW/cm² blir det 10 sekunder. Båda värdena måste avse samma spektralområde.
Det uppmätta värdet vid arbetsstyckets position. Databladsvärden gäller för ett definierat avstånd och en ny lampa; efter installation är det faktiska värdet ofta betydligt lägre på grund av avstånd, nedsmutsning och åldring.
Eftersom irradiansen varierar över ytan. Den beräknade tiden gäller för det angivna värdet; där irradiansen är lägre uppnås dosen senare. För en säker utformning bör du använda det lägsta värdet inom arbetsområdet.
Genom en underhållsfaktor: dimensionera med irradiansen vid slutet av utbytesintervallet, inte den för en ny lampa. Hur kraftigt UV-lampor och UV-LED avtar beskrivs i UV-källor & livslängd.
Endast indirekt. Där avgör uppehållstiden i den bestrålade zonen, det vill säga bestrålad längd delat med bandhastighet. Mätpraxisen beskrivs i UV-mätning för transportörsystem.
Tre alternativ: kortare arbetsavstånd, en starkare eller ytterligare källa, eller en källa med bättre matchande spektrum. Hur avstånd och placering påverkar kan utforskas i UV LED-simuleringen.
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 optisk strålningsmätteknik. Han är vice ordförande för DIN-standardiseringskommittén FNL 7 "Optical Radiation" och medlem i DVGW:s projektgrupp för UV-desinfektion.
