Opsytec ışınlama kabini simülasyonu, UV ve UV-LED ışınlama kabinlerindeki mekânsal irradyansı hesaplar. Simülasyon, kabin, spektral aralık, güç ve ölçüm düzleminin konumuna bağlı olarak irradyans dağılımını, homojenliği ve UV dozunu gösterir. Simülasyon; UVA, UVB ve UVC için düşük basınçlı cıva lambalı BS serisi UV ışınlama kabinlerini ve 365 ila 450 nm dalga boylarına sahip BSL serisi UV-LED ışınlama kabinlerini kapsar.
Her kabin için irradyans, kabin tabanından lamba veya LED düzleminin hemen altına kadar yüksekliği ayarlanabilir bir ölçüm düzleminde hesaplanır. İrradyans dağılımı, yanlış renk haritası olarak ve kesit profilleri şeklinde gösterilir; maksimum ve ortalama değer gibi anahtar rakamlar, aydınlatmanın homojenliğini doğrudan karşılaştırılabilir hâle getirir. Simülasyon, ortalama irradyanstan yola çıkarak UV dozunu ve hedef bir doza ulaşmak için gereken ışınlama süresini de hesaplar – lambaların ve LED'lerin açılma davranışı da dahil olmak üzere. Kendi numuneleriniz ve bileşenleriniz STEP veya STL dosyaları olarak yüklenebilir; simülasyon bunların ölçüm düzlemi üzerindeki gölgeleme etkisini dikkate alır. Tüm sonuçlar bir CSV dosyası veya bir PDF simülasyon raporu olarak dışa aktarılabilir. Hesaplama tamamen tarayıcı içinde çalışır.
Bu sayede, bir satın alma veya deneyden önce hangi UV ışınlama kabininin gerekli irradyansı ve homojenliği sağladığını ve hangi ışınlama süresinin istenen UV dozunu verdiğini tahmin etmek mümkün olur. Simülasyon, UV kürlemeden bozunma veya yaşlanma testlerine, dezenfeksiyondan hücre kültürlerinin ışınlanmasına kadar geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur.
Model: BS serisi (izotropik hat kaynağı olarak T8 lambalar) ve BSL serisi (ölçülen OPSY emisyon modelleriyle UV-LED ızgarası) ışınlama kabinleri. 4 yan duvarın tümü görüntü kaynağı yöntemiyle (ölçülen dağılımlara uydurulmuş yansıtma katsayılarıyla) yansıtılmaktadır; kaynak düzeni basitleştirilmiştir. Simülasyon sonucu garanti içermez.
Işınlama kabini simülasyonunun temelleri
Simülasyon, her UV ışınlama kabinini gerçek iç boyutlarıyla yeniden oluşturur. Lambalar ve LED'ler ışınım kaynağı olarak modellenir; aynalı yan duvarlardaki yansımalar görüntü kaynağı yöntemiyle hesaplamaya dahil edilir. Ölçüm düzlemindeki her nokta için simülasyon, tüm kaynakların ve bunların ayna görüntülerinin katkılarını toplayarak kabin içindeki uzamsal irradyans dağılımını elde eder.
Kabin, spektral aralık (BS kabinleri için UVA, UVA+, UVB veya UVC; BSL kabinleri için 365–450 nm LED dalga boyu) ve güç seçildikten sonra, simülasyon mW/cm² veya W/m² cinsinden irradyansı hesaplar. İsteğe bağlı olarak, örneğin karma UVA ve UVB ışınlaması için, ayrı güç kaydırıcılarına sahip iki lamba grubu veya LED dalga boyu birleştirilebilir.
Ölçüm düzlemindeki ışınım yoğunluğu dağılımı, kabin merkezinden geçen bağıl kesit profilleriyle desteklenen bir yalancı renk haritası olarak gösterilir. E max ve E mean gibi ana değerler, aydınlatmanın homojenliğini sayısal olarak ifade eder. Isı haritasına tıklanarak ölçüm noktaları yerleştirilebilir ve — örneğin numune konumlarında — belirli noktalardaki ışınım yoğunluğu okunabilir.
Ölçüm düzleminin yüksekliği serbestçe ayarlanabilir — kabin tabanından kaynakların hemen altına kadar. Lambalara veya LED'lere olan mesafe azaldığında, irradyans ters kare yasasına göre artarken homojenlik genellikle azalır. Simülasyon bu dengeyi görünür kılar ve homojen ışınlama için doğru numune yüksekliğinin bulunmasına yardımcı olur.
Simülasyon, ölçüm düzleminin ortalama irradyansından UV dozunu zaman integrali olarak hesaplar. mJ/cm² olarak bir hedef doz girildikten sonra, irradyansı zamana bağlı olarak ve kapanma noktasını gösterir – açılma davranışı da dahil: düşük basınçlı merkür lambalar yavaş ısınır, UV LED'ler ise güçlerine birkaç saniye içinde ulaşır.
Kendi numunelerinizi ve bileşenlerinizi STEP veya STL dosyaları olarak kabine yükleyebilirsiniz. Model, ölçüm düzleminin ortasında yer alır, opak olarak kabul edilir ve bir gölge oluşturur; duvarlardan ve tavandan yansıyan katkılar buna göre azaltılır. Dosyalar yalnızca tarayıcıda yerel olarak işlenir — ne yüklenir ne de depolanır.
Işınlama kabinlerinin aynalı yan duvarları irradyansı ve homojenliği önemli ölçüde artırır; simülasyon bunları duvara özgü yansıtma değerleriyle görüntü kaynağı yöntemi üzerinden yeniden oluşturur — kapı ve tavan, yan duvarlara kıyasla daha zayıf yansıtır. Buna ek olarak hesaplama, her kaynak katkısı için geliş açısını (cos θ) ve ters kare yasasını da dikkate alır.
BS serisi, UVA, UVA+, UVB ve UVC için izotropik çizgi kaynaklar olarak analitik biçimde entegre edilen T8 düşük basınçlı cıva lambaları kullanır. BSL serisi ise UV-LED dizileri kullanır; bunların emisyon karakteristikleri, 365 ila 450 nm dalga boyları için ölçülmüş LED modellerinden alınmıştır. Çift taraflı BS-05, ayrı üst ve alt lamba grupları ile simüle edilir.
İç kaynak düzeni basitleştirilmiştir; yaygın yansıma bileşenleri, zemindeki yansımalar, hedef yüzeydeki Fresnel kayıpları, spektral etkiler ve kaynakların yaşlanması dikkate alınmamıştır. Ayrıntılar yukarıdaki model açıklamasında verilmiştir. Sonuçlar planlama ve karşılaştırma için yönlendirici verilerdir — bir ölçümün yerini tutmaz ve garanti verilmeksizin sunulur.
BS serisi, BS-02'den BS-05'e kadar kompakt ile büyük hacimli kabinleri kapsar; BS-05 her iki taraftan ışınlama yapar. BSL serisi ise BSL-01i'den BSL-04'e kadar çeşitli boyut ve güç sınıflarında (HO, ECO, ECO+) UV-LED kabinleri sunar. Simülasyon, doğrudan karşılaştırmayı kolaylaştırır; teknik veriler ve aksesuarlar Opsytec ışınlama kabinleri ürün sayfasında bulunabilir.
Işınlama kabini simülasyonu hakkında sıkça sorulan sorular
Düşük basınçlı cıva lambalı BS serisi, klasik spektral aralıklar olan UVA, UVA+, UVB ve UVC'yi kapsar ve hava koşullandırma, dezenfeksiyon ve yaşlandırma testleri için uygundur. UV LED'li (365–450 nm) BSL serisi ise anında açılıp kapanır, hassas şekilde kısılabilir ve yüksek irradyans sağlar — UV kürleme ve tekrarlanabilir doz deneyleri için idealdir. Simülasyon, ikisini doğrudan karşılaştırılabilir hale getirir.
Simülasyon oryantasyon verisi sağlar: kaynak düzeni basitleştirilmiştir ve yansıma modeli ölçülen dağılımlara göre uyarlanmıştır. Sadece gerçek kabinde yapılan bir ölçüm, örneğin bir Opsytec radyometresiyle, bağlayıcıdır.
Doz & süre kontrolünde hedef dozu mJ/cm² olarak giriniz. Simülasyon, lambaların veya LED'lerin açılma davranışı da dahil olmak üzere ortalama irradyansı zaman içinde integre eder ve kapanma noktasını ile irradyansın zamana bağlı grafiğini gösterir.
Evet — bir STEP veya STL modeli yükleyiniz; model ölçüm düzleminin ortasında durur ve bir gölge oluşturur, ayrıca duvar ve tavandan yansıyan katkılar da azaltılır. Dosya yalnızca tarayıcıda yerel olarak işlenir ve ne yüklenir ne de depolanır.
Yazar: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia, Ettlingen'de bulunan Opsytec Dr. Gröbel GmbH'nin genel müdürüdür ve akredite kalibrasyon laboratuvarının başında bulunmaktadır. KIT bünyesindeki Aydınlatma Teknolojisi Enstitüsü'nde darbeli ksenon eksimer boşalmaları üzerine yaptığı araştırmaların ardından, şu anki odak noktası optik ışınım ölçüm teknolojisidir. Kendisi, DIN Standartlar Komitesi FNL 7 "Optik Işınım"ın başkan yardımcısı ve DVGW UV Dezenfeksiyonu Proje Grubu'nun bir üyesidir.
Kabin içindeki ışınım yoğunluğunun hesaplanması
Bir kabinin ışınım yoğunluğunu hesaplamak için üç şeye ihtiyacınız vardır: model, lamba donanımı ve numune düzlemine olan mesafe. Yukarıdaki simülatör bunları temel alır ve ayrıca tepsi üzerindeki dağılımı gösterir.
Hesaplanan bir ışınım yoğunluğu ölçümün yerini almaz – ancak satın almadan önce, gereken dozun makul bir sürede birikip birikmeyeceğini gösterir.