UV光谱数据库浏览器对Opsytec光谱数据库中66条实测和计算光谱进行评估:您可选择紫外灯和紫外LED,将其叠加显示在图表中,并一次性计算所有辐射度量、光度量和光生物学量。这些量包括辐照度Ee、按CIE标准划分的UV-C、UV-B、UV-A2、UV-A1、可见光范围及红外范围所占比例、峰值波长和质心波长、FWHM、240 nm以下的产臭氧比例、照度、色坐标、相关色温和显色指数Ra,以及经加权计算的紫外光化学危害、蓝光危害、对枯草芽孢杆菌孢子和MS2的杀菌效果、红斑效应、维生素D合成和黑视素效应——每项均附有允许暴露时间以及在自选辐照时长下的剂量。
每条光谱均可缩放至目标值,例如UV-A范围内10 W/m²,以便在相同辐照度下比较不同灯型。您可添加.spec、.isd、CSV、TXT或XLSX格式的自有测量数据,并使用相同公式进行评估;这些数据仅在浏览器内存中处理,绝不会被存储。
计算结果可导出为CSV表格或PDF报告。计算所得数值仅供参考——唯有使用已校准的光谱辐射计进行的测量才具有约束力,例如Opsytec Dr. Gröbel在自有校准实验室中制造和校准的仪器。
光谱评估基础
无论是数据库光谱还是您自己的测量数据,每条所选光谱都会得出同一组量:
- 辐射测量:辐照度 Ee(单位为 W/m²)、峰值波长、质心波长、主谱线的 FWHM 以及 240 nm 以下产生臭氧的占比。
- 占比:UV-C、UV-B、UV-A2、UV-A1、UV-A、可见光范围和红外——分别以辐照度和占总辐射的百分比表示。
- 光度学与色度:照度 Ev、辐射的光视效能 K(单位为 lm/W)、按 CIE 1976 计算的色品坐标 x 和 y、u′ 和 v′、相关色温以及显色指数 Ra。
- 光生物安全性:光化学有效辐照度 Es(允许照射时间可达 30 J/m²)、UV-A 时间(可达 10,000 J/m²)以及蓝光危害 EB(时间可达 100 J/m²)。
- 作用光谱:杀菌有效辐照度、效率和剂量——分别针对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,sbakt)和肠道噬菌体 MS2(sMS2)——此外还有红斑有效辐照度、维生素 D 有效辐照度以及包含 mel-EDI 和 mel-DER 的褪黑激素效应。
- 剂量:辐照量 He以及针对所设定照射时长的所有加权剂量。
这些数值以图块形式显示于主曲线,并以对比表的形式呈现所有所选光谱;两者均可导出为 CSV 文件或 PDF 报告。
所有积分均在光谱的原始测量网格上采用梯形法则计算。作用光谱按线性插值映射到该网格,并在其定义域之外置零;光谱本身绝不会被重采样。若测量范围未完全覆盖某一作用光谱的定义域,Explorer 会对受影响的量进行标记。
波段界限遵循 CIE 定义:UV-C 100–280 nm、UV-B 280–315 nm、UV-A2 315–340 nm、UV-A1 340–400 nm、UV-A 315–400 nm、可见光 380–780 nm、IR 780 nm 以上。光度量与色度量源自 CIE 1924 / ISO 23539 的 V(λ) 以及 CIE 1931(2°)色匹配函数:Ev = 683 lm/W · ∫ E(λ) · V(λ) dλ。相关色温由 CIE 1960 uv 平面内到普朗克轨迹的最小距离得出;当色坐标距该轨迹过远时则保持为空——对于准分子灯和窄带 LED 而言,这属于常规情况。显色指数 Ra 依据 CIE 13.3-1995,采用八个测试色样、von Kries 适应和 U*V*W*。
光生物量采用 ICNIRP / EN 14255-1 / EN 62471 的 S(λ)(光化学作用,限值 30 J/m²)、UV-A 限值 10,000 J/m²、EN 62471 的 B(λ)(蓝光,100 J/m²)、ISO 17166 / CIE S 007 的红斑作用光谱、CIE 174:2006 的维生素 D 作用光谱、CIE S 026:2018 的褪黑素(melanopic)作用光谱,以及两个相互独立的杀菌作用光谱:依据 Cabaj 等人 2002 年(Water Supply 2(3), 175–181, 200–400 nm)用于枯草芽孢杆菌的 sbakt(λ),以及依据 Beck 等人 2015 年(Water Research 70, 27–37, 200–300 nm)用于肠道噬菌体 MS2 的 sMS2(λ)——两者均以 253.7 nm 归一化,但不可互换。哪一函数与哪一来源及定义域相对应,可在应用程序中的「计算基础」卡片中查看。Opsytec 在辐射度量和光度量页面中对相关基础量作了说明。
除数据库光谱外,您还可以加载并使用相同公式评估您自己的测量数据:来自Opsytec SRpro软件的.spec、来自SpecWin的.isd,以及格式为.csv、.txt、.dat或.xlsx的表格。对于表格,浏览器会自动识别分隔符、小数点符号、波长列、数值列及单位;若文件中包含多个数值列,每一列都将生成独立的光谱。可识别的单位范围从W/(m²·nm)、mW/cm²/nm到µW/cm²/nm,包括W m-2 nm-1的表示法。
文件仅在浏览器内存中处理:不会进行任何数据传输,也不会进行任何存储,重新加载页面后测量数据将被丢弃。已加载的光谱会与数据库光谱一同显示在图表、对比表格及PDF报告中。
该数据库包含66条光谱:来自15个类别的55种灯具和LED,以及11条参考光谱。
- 低压汞灯几乎单色地在254 nm处发射——紫外线消毒的经典光源;产臭氧型还额外带有185 nm谱线。
- 中压和高压汞灯在整个紫外范围内提供线状光谱,用于紫外固化;掺入铁或镓可将能量转移至UV-A波段。
- 准分子灯在172 nm(表面活化、产生臭氧)或222 nm(远紫外C)处窄带发射。
- 紫外LED包括用于固化和荧光检测的UV-A型(约365~405 nm)、UV-B型,以及用于消毒的UV-C型(约265~285 nm);其FWHM通常为10~15 nm。
- 可见光波段LED——蓝、绿、红和白光光源,再现标准照明体A、D50和E——在整个可见光范围内测量,因此还可得出色度坐标、色温和显色指数。
- 红外LED在750~950 nm范围内窄带发射——超出可见光极限——用于传感、夜视和光谱学;其光谱测量范围可达1045 nm。
- 紫外荧光灯覆盖较宽的UV-A或UV-B波段,用于耐候测试、光疗或诱虫灯。
- 氙灯和金属卤化物灯接近太阳光谱,用于太阳光模拟和耐候测试。
- 卤素灯和氘灯用作参考光源:卤素灯用于可见光和近红外,氘灯用于紫外。
- 参考光谱——实测太阳光谱、依据ASTM G173-03的AM参考光谱以及依据CIE 15的标准照明体——在灯具需要再现日光或标准照明体时用作基准。它们并非来自Opsytec校准实验室;每条记录均注明其来源。此外还包括依据DIN EN ISO 3059的窄带365 nm参考条件——渗透检测和磁粉检测用UV-A测量仪所参照的辐照度;该数据由我司校准实验室测得。
图表中叠加显示了若干精选光谱——以"峰值=1"比较形状,或按统一目标值缩放以进行能量比较。所有光谱的原始数据均可从紫外灯和紫外LED光谱数据库下载。
其中十一条条目已作相应标注,并非来自校准实验室;对于无法给出辐照度的光源——172 nm 准分子灯及标准光源——其曲线已归一化为1 W/m²,形状与比例保持不变。其余光谱为相应灯类的典型样本,由 Opsytec Dr. Gröbel GmbH 校准实验室依据 CIE 250:2022 测定。样品差异、老化、工作温度、镇流器及测量距离均会改变绝对辐照度,并在较小程度上改变光谱分布。计算所得数值仅供参考,不可用于验收检测。
具体而言:作用光谱超出测量范围的量值已作标记;对于远离普朗克轨迹的色度点,色温不予给出,且当 |Duv| 超过 0.0054 时,Ra 标记为不适用。具有约束力的数值只能来自可计量溯源校准仪器的测量——例如经 Opsytec 的紫外实验室校准的SR900光谱辐射计或RM-12紫外辐射计。
关于紫外光谱评估的常见问题
剂量是辐照度与时间的乘积:H = E · t。Explorer 会在光谱中对所需波段的辐照度进行积分;曝光时长在左侧设置。对于加权量——光化学、红斑、维生素D——光谱首先要用作用光谱进行加权,然后再积分,最后才乘以时间。
该数值表示达到相应限值所需的时间:根据EN 14255-1标准,光化学有效辐照量为30 J/m²;未加权UV-A辐照量为10,000 J/m²;根据EN 62471标准,蓝光危害辐照量为100 J/m²。该数值适用于所选光谱在显示辐照度下的情况,并不能替代风险评估。
可以。Explorer 可直接在浏览器中读取 .spec、.isd、CSV、TXT 和 XLSX 文件;文件不会离开您的计算机,也不会被存储。刷新页面即会将其丢弃。
相关色温只有在色度点足够接近普朗克轨迹时才有意义。对于紫外光源、准分子灯和窄带LED而言,情况并非如此——此时Explorer会显示N/A,而不是一个毫无意义的数字。出于同样的原因,一旦与轨迹的距离过大,显色指数也会被标记为不适用。
它们是以 W/(m²·nm) 为单位的绝对值,在校准实验室的测量距离下测得。由于该距离并不适合所有应用场合,每条光谱都可以缩放到目标值,而光谱形状保持不变。
因为它们描述的是不同的测试生物体,因此得出的结果也不同。sbakt(λ)代表生物剂量测定法所用测试生物体——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的孢子;sMS2(λ)代表用于验证中压系统的替代物——肠道噬菌体MS2。两者均以253.7 nm为基准进行归一化,并在该波长处按定义一致——但在其他波长处并非如此:在222 nm处,sMS2为2.09,而sbakt为0.90。因此,222 nm准分子光源对MS2的作用强度是同等辐照度下254 nm的两倍以上,但对枯草芽孢杆菌孢子的作用略弱。因此,Explorer分别报告这两种评估结果。这两条曲线均不可套用于其他生物体。