Opsytec Dr. Gröbel tarafından geliştirilen UV LED spot kaynağı simülasyonu, solo P, Spot P ve Spot P short UV LED nokta kaynaklarının demet profilini ve irradyansını (mW/cm²) doğrudan tarayıcınızda hesaplar. Ürünü ve optiği (Standard, High Power veya Parallel Beam) seçin, dalga boyunu (365–450 nm) ve çalışma mesafesini ayarlayın; dağılımı ısı haritası, 3D görünüm ve kesit profilleri olarak anında elde edin.
Hesaplama, basitleştirilmiş varsayımlarla optik üzerinden radyatif transfer hesaplamasıdır (geriye doğru ışın izleme) ve ürün veri sayfalarındaki irradyans profillerine göre kalibre edilmiştir. Sonuçlar CSV dosyaları ve PDF simülasyon raporu olarak dışa aktarılabilir. Hesaplanan değerler ürün seçimi için gösterge niteliğinde verilerdir; bağlayıcı irradyans seviyeleri, örneğin bir Opsytec radyometresiyle ölçüm yapılarak doğrulanmalıdır.
Model: basitleştirilmiş varsayımlarla optik üzerinden deterministik radyatif transfer (geriye doğru ışın izleme, E = Σ L·cosθ·dΩ), ürün veri sayfalarındaki irradyans profillerine (385 nm) göre kalibre edilmiştir. Hedef düzlem, muhafaza ön yüzünden çalışma mesafesinde ışın eksenine diktir; genel alan z = 0'da düzdür. Optiğin iletim kayıpları toplu bir faktör olarak dahil edilmiştir; üretim toleransları, LED yayılımı ve sıcaklık etkileri dahil değildir – gösterge niteliğinde değerlerdir, ölçüm değildir.
Nokta kaynak simülasyonunun modeli ve varsayımları
Nokta kaynaklar, optik boyunca deterministik radyatif transfer hesaplaması ile hesaplanır: hedef düzlemin her noktası için ışınım yoğunluğu, optiğin çıkış diyaframı üzerindeki radyans integrali olarak elde edilir,
Formül: E = Σ L(u, θ) · T · cos θ · ΔΩ
Görüş hatları optik boyunca geriye doğru izlenir. Yöntem gürültüsüzdür ve tam olarak tekrarlanabilir; optiğin dönel simetrisinden yararlanılır (yarıçaplar üzerinde hesaplama, ızgaranın sentezi).
Her optik seçeneğinin (Standard, High Power, Parallel Beam) ışın yolu, idealize edilmiş optik yüzeylere sahip basitleştirilmiş bir model ile temsil edilmektedir; LED, basitleştirilmiş bir uzamsal ve açısal dağılıma sahip geniş bir kaynak olarak modele girer. Model, ürün veri sayfalarındaki irradyans profillerine göre kalibre edilmiştir (385 nm) ve diğer dalga boylarını optiğin dispersiyonu üzerinden dönüştürür. Optiğin geçirgenlik kayıpları toplu bir faktör olarak dahil edilmiştir. Dalga boyu başına ışınım akısı LED parametrelendirmesinden gelir; UV-LED solo P, azaltılmış LED gücüyle hesaplanır, Spot P short ise optik olarak Spot P ile aynıdır (daha kısa gövde).
- Gösterge niteliğinde simülasyon — üretim toleransları, LED sapması/binning işlemi ve sıcaklık etkileri dahil değildir
- Tüp duvarındaki yansımalar, üçüncü sıçramaya kadar sabit bir yansıtma değeriyle (varsayılan %15, dik açılarda anodize alüminyum) speküler olarak dahil edilmiştir; difüz saçılma dahil değildir
- Çok noktalı düzenlemeler: tüm noktalar birbirinin aynıdır (ürün, optik, güç), eğim pivotu = ön yüzün merkezidir, karşılıklı gölgeleme yoktur; toplam, önceden hesaplanmış tek nokta alanı üzerinden yapılır
- Hedef düzlem ışın eksenine diktir (dönel simetrik hesaplama); CAD modelleri için yerel geliş açısı dikkate alınır, gölgeleme dikkate alınmaz
Nokta kaynak simülasyonu hakkında sıkça sorulan sorular
Simülasyon deterministiktir: optik boyunca radyatif transfer hesaplaması olup, ürün veri sayfalarının 385 nm'deki irradyans profillerine göre kalibre edilmiştir. Ürün seçimi ve tasarım için gösterge niteliğinde değerler sağlar. Üretim toleransları, LED sapması ve binning, sıcaklık etkileri ve difüz saçılma dahil değildir. Bağlayıcı irradyans seviyeleri, kalibre edilmiş bir UV radyometresiyle ölçüm yapılarak belirlenmelidir.
Standard optik, LED ışınımını yaklaşık 15–20 mm çalışma mesafesinde en iyi odaklamayla birkaç milimetrelik bir noktaya odaklar. High Power, ön yüze daha yakın (yaklaşık 4–8 mm) ve daha sıkı bir odaklama yaparak en yüksek irradyansa ulaşır. Parallel Beam, daha düşük irradyansa sahip ancak yaklaşık 30 mm'den itibaren çalışma mesafeleri için büyük alan derinliği sunan neredeyse paralel bir demet sağlar. "Beam profile" ve "Section view" kartları, karşılaştırmayı veri sayfasındaki gibi gösterir.
Çalışma mesafesi, muhafazanın ön yüzeyinden, ışın eksenine dik olan hedef düzleme kadar ölçülür. STEP veya STL modelleri için mesafe, modelin üst kenarına göre belirtilir. Kaydırıcı mesafeyi taramaktadır; ana rakamlar merkez irradyansı, ortalama, maksimum ve nokta çapını göstermektedir.
Evet. "Arrangement" bölümünde ayarlanabilir aralık ve eğim (dikey, merkeze doğru, bir hedef noktaya doğru veya bireysel olarak) ile en fazla 16 spot bir sıra, kare veya halka şeklinde düzenlenebilir. "Calculate"e bastıktan sonra tüm spotların irradyansı toplanır; optimize edici, eğim açısı, aralık ve çalışma mesafesi üzerinden homojenliği iyileştirir. Geometri bir tablo, ölçülendirilmiş bir üstten görünüm (PNG) ve DXF olarak dışa aktarılabilir.
Evet. Bir STEP veya STL modeli yükleyiniz; irradyans, yerel geliş açısı ile her dış yüzey için hesaplanır, spotlara ters dönük yüzeyler sıfır değer alır, gölgeleme dikkate alınmaz. Dosya tamamen tarayıcınızda yerel olarak işlenir ve hiçbir zaman sunucuya yüklenmez.
Simülasyon 365, 385, 395, 405 ve 450 nm'yi kapsamaktadır. LED'in tipik radyan akısı dalga boyu başına depolanır ve hesaplamaya doğrudan girer; optikler ise dispersiyonları üzerinden seçilen dalga boyuna dönüştürülür.
Yazar: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia, Ettlingen'de bulunan Opsytec Dr. Gröbel GmbH'nin genel müdürüdür ve akredite kalibrasyon laboratuvarını yönetmektedir. KIT bünyesindeki Aydınlatma Teknolojisi Enstitüsü'nde darbeli ksenon eksimer deşarjları üzerine yaptığı araştırmaların ardından, şu anki çalışmalarını optik radyasyon ölçüm teknolojisi üzerine odaklamıştır. DIN Standartlar Komitesi FNL 7 "Optik Radyasyon"un başkan yardımcısıdır ve DVGW UV Dezenfeksiyonu Proje Grubu üyesidir.