OPSYTEC Bestrahlungskammer Simulation

Kammer-Ansicht

Ziehen: Ansicht drehen · Mausrad: Zoom · Farbfläche: Messebene

Bestrahlungsstärke auf der Messebene

x/y sind Koordinaten in der Messebene (Kammermitte = 0/0)

Kurzer Klick auf die Heatmap setzt einen Messpunkt.

Kennzahlen (Messebene)

Schnittprofile durch die Kammermitte

Profil entlang x (y = 0)

Profil entlang y (x = 0)

Dosis- & Zeitkontrolle

Ziel-Dosis [mJ/cm²]:

Datenexport

Dezimaltrennzeichen:

3D-Ansicht mit Farbskala und Parametern

Modellbeschreibung

Erklärung des Simulationsmodells anzeigen

Grundprinzip

Die Bestrahlungskammern werden mit ihren Innenmaßen von der Opsytec-Homepage nachgebildet.

Berechnung der Bestrahlungsstärke

Für jeden Punkt der Messebene (höhenverschiebbar vom Boden bis kurz unter die Quellenebene) wird über alle Quellpunkte und alle Spiegelbilder summiert:

E(P) = k · Σ ρ^n · I(θ_Quelle) · cos(θ_Einfall) / r²

mit n = Anzahl der Wandreflexionen des jeweiligen Spiegelbilds und k als Kalibrierfaktor. Beim CAD-Modell wird E pro Dreieck am Flächenschwerpunkt berechnet (Normale aus den Eckpunkten, Rückseiten erhalten E = 0).

Was berücksichtigt wird

Innenmaße und Quellenebenen der Kammern BS-02/03/04/05 und BSL-01i/02/03/04
Abstrahlcharakteristik: isotrope T8-Oberflächenstrahler (BS) bzw. gemessene LED-Modelle je Wellenlänge (BSL)
Spiegelung an allen 4 Seitenwänden mit wandabhängigem Reflexionsgrad (an gemessene Verteilungen angepasst)
Wahlweise zwei Lampengruppen bzw. LED-Wellenlängen: je halbe Bestückung, abwechselnd platziert, getrennte Leistungsregler
Dimmkennlinie: BS linear von 10 % Soll = 30 % Strahlungsfluss bis 100 % = 100 %; BSL linear 1:1 (2–100 %)
Quadratisches Abstandsgesetz und Einfallswinkel (cos θ)
Beidseitige Bestrahlung der BS-05 (getrennt kalibriert, Anzeige oben/unten/Summe)
Schatten des CAD-Modells auf der Messebene: das Modell gilt als opak, steht immer auf der Messebene (Höhenverschiebung über deren Regler; die Modell-Oberkante bleibt mindestens 4 cm unter den Quellen) und blockiert den Direktanteil strahlgenau (konvexe Silhouetten-Näherung); die wand-/decken- reflektierten Anteile werden über den vom Modell verdeckten Raumwinkel (Sichtfaktor) ebenfalls absorbiert; unter der Grundfläche ist die Bestrahlung von oben exakt null
Dosis- & Zeitkontrolle: Einbrennverhalten (Lampen: Start 45 %, Maximum 110 % nach 15 s, 100 % nach 2 min; LEDs: Einschalten mit 115 %, 110 % nach 2 s, 100 % nach 20 s), Abschaltung bei Erreichen der Ziel-Dosis

Was nicht berücksichtigt wird

Diffuse Reflexionsanteile der Wände sowie Reflexionen am Boden (Probe absorbiert)
Reflexionen vom Modell auf die Messebene (das Modell absorbiert, strahlt aber nicht zurück)
Fresnel-Verluste an der Zieloberfläche, spektrale Effekte, Alterung der Quellen
Die tatsächliche (interne) Lampen-/LED-Anordnung — sie ist vereinfacht und kalibriert

Einheiten

Alle Maße in cm, Ergebnis in mW/cm² (Umschaltung auf W/m²: 1 mW/cm² = 10 W/m²). Das Simulationsergebnis liefert orientierende Daten — ohne Gewähr.

Show explanation of the simulation model

Basic principle

The irradiation chambers are reproduced with their inner dimensions from the Opsytec homepage.

Irradiance calculation

For every point of the measuring plane (movable from the floor up to just below the source plane) the sum runs over all source points and all mirror images:

E(P) = k · Σ ρ^n · I(θ_source) · cos(θ_incidence) / r²

with n = number of wall reflections of the respective image and k the calibration factor. For CAD models, E is evaluated per triangle at its centroid (normal from the vertices, back faces receive E = 0).

What is taken into account

Inner dimensions and source planes of the chambers BS-02/03/04/05 and BSL-01i/02/03/04
Emission characteristic: isotropic T8 surface emitters (BS) or measured LED models per wavelength (BSL)
Mirroring at all 4 side walls with wall-specific reflectance (fitted to measured distributions)
Optionally two lamp groups or LED wavelengths: half the sources each, placed alternately, separate power sliders
Dimming characteristic: BS linear from 10 % setpoint = 30 % radiant flux up to 100 % = 100 %; BSL linear 1:1 (2–100 %)
Inverse-square law and angle of incidence (cos θ)
Double-sided irradiation of the BS-05 (calibrated separately, display top/bottom/sum)
Shadow of the CAD model on the measuring plane: the model is considered opaque, always rests on the measuring plane (height adjustment via its slider; the model top stays at least 4 cm below the sources) and blocks the direct component ray-exactly (convex silhouette approximation); the wall-/ceiling-reflected components are likewise absorbed via the solid angle covered by the model (view factor); underneath its footprint the irradiance from above is exactly zero
Dose & time control: run-up behaviour (lamps: start at 45 %, maximum 110 % after 15 s, 100 % after 2 min; LEDs: switch-on at 115 %, 110 % after 2 s, 100 % after 20 s), switch-off at the target dose

What is not taken into account

Diffuse reflection components of the walls and reflections at the floor (sample absorbs)
Reflections from the model onto the measuring plane (the model absorbs but does not re-emit)
Fresnel losses at the target surface, spectral effects, ageing of the sources
The actual (internal) lamp/LED arrangement — it is simplified and calibrated

Units

All dimensions in cm, result in mW/cm² (switchable to W/m²: 1 mW/cm² = 10 W/m²). The simulation result provides orientation data only — without guarantee.