準直光束裝置 BSH-03 CBD
BSH-03CBD 是一款精密設計的準直光束照射腔室，可對液體樣品進行可重現且劑量精確的紫外線照射。搭配三支 150 W UVC 汞齊燈管，確保提供均勻、高強度的 254 nm 輻射源。此系統的開發依據 Bolton & Linden 於技術文獻中所描述的通量與劑量測定標準方法「Standardization of Methods for Fluence "UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments"」（2003 年）－此方法被視為紫外線消毒科學研究中的參考標準。
該程序已被 DIN 19294-1:2020-08 採用，因此 BSH-03CBD 可用於測定孢子懸浮液中的平均通量率。
去活化程序必須依照 DIN 19294-1:2020-08 附錄 D 的規定，在 BSH-03CBD 中執行。
汞齊燈管在整個實驗過程中維持在操作溫度；曝露時間僅由內部快門決定，該快門由 UV-MAT 調節至目標劑量。因此，該腔室可在運作期間開啟以裝載及卸載樣品，而不需讓燈管冷卻－安全監控機制可確保此過程中不會產生任何紫外線輻射。
因此，BSH-03CBD 照射腔室是科學研究與紫外線消毒工業應用中可靠且精確的解決方案。其堅固的結構、安全性及友善的操作介面，使其成為水處理與化學分析領域中不可或缺的工具。
UVC 準直光束裝置的主要特點：
- BSH-03CBD 配備三支無臭氧型 150 W UVC 汞齊燈管。這些燈管可確保均勻且高強度的紫外線照射。
- 封閉式防護外殼可完全遮蔽三支汞齊燈管所產生的 UVC 輻射。
- 60 × 40 cm 的照射區域可容納客戶自備的培養皿，並搭配磁力攪拌器，用於依 DIN 19294-1 進行孢子懸浮液實驗。
- 內建 UV 參考感測器，可進行劑量控制運作。
- 第二個 UVC 感測器可簡化系統設定。
- UV-MAT Touch 透過 UVC 參考感測器調節照射，並在達到目標劑量後自動關閉。
- 監控與連鎖式艙門：安全機制可防止艙門開啟時發射紫外線輻射。
- 具螺紋孔的底板可用於量測照射場並依 Bolton/Linden 方法測定培養皿係數（Petri factor）。
- 氣動式平板快門：汞齊燈管維持在操作溫度，曝露時間僅由快門決定。
- 運作時數計數器－汞齊燈管的典型使用壽命為 3,000 至 5,000 h。
- 原始資料與簡易報告（PDF）由隨附的電腦軟體儲存，並以管理員及操作員帳號進行密碼保護。
BSH-03 CBD 或 BSM-03 CBD？
BSH-03 CBD 搭載三支 150 W UVC 汞齊燈管，發射幾乎為單一波長的 254 nm 輻射。這使得依 Bolton 與 Linden 方法進行通量計算時可省略光譜加權，並使該腔室既適合依 DIN 19294-1 測定平均通量率，也適合在特定紫外線劑量下進行去活化實驗。以 230 V 電源下 550 W 的功耗及 3,000 至 5,000 h 的燈管壽命而言，此腔室也是更經濟的選擇。若需使用中壓燈管的多色輻射－例如光解反應、AOP 實驗、光譜作用函數等應用，則搭載 1 kW 中壓水銀燈的 BSM-03 CBD 是相符的變體型號。
照射由 UVC 燈管於 254 nm 下進行－單一波長，因此所測得的輻照度可直接換算為通量，而無需進行光譜加權。
背景與資訊
James R. Bolton 與 Karl G. Linden（2003 年）所發表的論文「Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments」提出了一套用於實驗室實驗中測定紫外線劑量（UV dose）的基本標準程序。該論文的目的是將紫外線消毒的實驗方法標準化，並確保水處理領域科學結果的可比較性。
紫外光已成為使飲用水與廢水中致病微生物失去活性的有效方法。
其作用機制是基於核酸吸收紫外輻射，導致嘧啶鹼基發生二聚化，從而阻止 DNA 或 RNA 的複製。低壓水銀燈所發射的約 254 nm 波長特別有效。
文獻中對於紫外線實驗的設計、校正與實施存在重大差異。除其他因素外，燈管類型、與樣品的距離、輻射的均勻性以及劑量的計算方式皆有所不同。這種變異性使劑量—反應曲線難以比較，並在法規應用與紫外線消毒系統的技術實施上造成不確定性。
Bolton 與 Linden 開發了一套統一的方法來測定劑量，該方法適用於單色（低壓）與多色（中壓）紫外光源（BSM-03CBD），並提出了一種照射腔室。此照射腔室的目的在於實現水面均勻、近似平行的照射，以確保劑量分佈的一致性。
該協議包括：
- 照射腔室的機械構造，
- 量測儀器的校正，
- 輻射參數的數學修正，
- 以及微生物學與安全方面的指導原則
標準協議說明：
劑量定義為輻照度（E）與照射時間（t）的乘積：
量測是使用感測器置於水面高度的輻射計進行的。為提高量測精確度，需考慮多項修正因子：
- 反射因子：水面反射造成的損耗（約 2.5%）
- Petri 因子：修正整個樣品面積上的不均勻性（應 > 0.9）
- 水因子：依據 Beer–Lambert 定律考慮水中的紫外線吸收
- 發散因子：修正非完全平行的光束路徑
對於中壓燈管，還需考慮感測器因子（偵測器的光譜靈敏度）以及殺菌因子（波長的加權）。
微生物學測試程序
- 攪拌：使懸浮液均勻混合而不形成漩渦。
- 以不同劑量值進行照射
- 重複次數：每個劑量值至少重複三次；劑量—反應曲線至少進行兩次。
- 隨機化：照射順序隨機排列，以降低系統性誤差。
- 評估：計算微生物 log10 減少量與劑量的函數關係，並以線性回歸確定紫外線敏感度。
該論文定義了一套完整且國際公認的協議，用於將實驗室規模的紫外線消毒測試標準化。
透過精確的修正方法、明確的設計要求以及微生物學指導原則，該協議為測定紫外線劑量—效應關係提供了可重現且可比較結果的基礎。
Bolton & Linden（2003 年）方法仍是使用平行光束系統進行實驗室測試的參考標準，並在諸如 DIN 19294 等法規應用、驗證測試以及工業用紫外線消毒技術開發中扮演核心角色。
測定螢光通量率：準直光束試驗能提供什麼
準直光束試驗能回答一個廠內量測無法回答的問題：樣品實際接收到多少通量？系統會量測樣品表面的輻照度，並以四項因子加以校正——培養皿因子、反射因子、發散因子與水因子。只有將校正後的通量率與曝照時間相乘所得的通量，才能與文獻資料以及反應器的等效削減通量相互比較。
本方法源自 Bolton 與 Linden，詳細內容連同標準流程說明於下方「背景與資訊」一節。以此方式測定的通量如何用於反應器的驗證，則說明於紫外線水處理。
BSH-03 CBD 正是為此試驗而設計：254 nm 單色輻射照射、明確界定的照射面積、經量測的輻照度以及劑量控制的曝照——因此一次試驗是以通量設定，而非以秒錶讀數設定。若需使用中壓燈管進行多色光試驗，則有 BSM-03 CBD 可供搭配選用。
訂購編號、供貨範圍、配件與版本
| 版本 | 訂購號碼 |
|---|---|
| Collimated Beam Device BSH-03CBD | 860915 |
此平行光束裝置可產生平行 UVC 場，用於依 Bolton 方法進行輻射曝露量測定。
| 版本 | 訂購號碼 |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
照射腔室由 UV-MAT Touch 控制。它透過 UVC 參考感測器量測輻照度，一旦達到目標劑量即自動關閉，並記錄輻射照射過程。
| 名稱 | 訂購號碼 |
|---|---|
| 輻射計感測器 | 814412 |
該腔室配備內建紫外線參考感測器；第二個 UVC 感測器可讓照射場的設置與量測更加輕鬆。 更多光譜範圍請參見輻射計感測器。
| 名稱 | 訂購號 |
|---|---|
| 更換用燈管 | 860814H |
| 服務項目 | 訂購編號 |
|---|---|
| 校正 | CAL254 |
| 17025 校正 | 17025 |
CAL254 為波長 254 nm 量測通道之校正；此外，本公司亦提供符合 ISO/IEC 17025 之認證校正服務。
