用于传送带系统和连续工艺的紫外测量

在传送带系统中，工件经过时的辐照度会持续变化。因此，仅在灯下进行一次静态读数往往不足以评估该工艺。真正重要的是在实际工件平面上的峰值辐照度、时间曲线以及由此积分得出的剂量。

本页介绍了如何在运行中的工艺中记录这些参量，以及在选择测量设备时应注意的事项。这些参量本身的定义请参阅页面正确测量紫外剂量和辐照度。

工件在有限的时间内通过辐照区域。它进入辐射场，在光源正下方达到峰值，然后再次离开该辐射场。作用于工件的剂量是该分布曲线的积分，而不是峰值与停留时间的乘积。两条具有相同峰值辐照度的产线，根据反射器几何形状、灯管数量和传送带速度的不同，所输出的剂量可能会明显不同。

此外，测量位置必须能够代表工件平面。在靠近灯管下方或与工件不同高度处所测得的数值，均无法转用于实际工艺。

穿透式仪器随时间记录辐照度，并据此得出三个量：

• 峰值辐照度——运行过程中的最大值。它限制了可达到的反应速率，也是衡量温度敏感基材负荷的指标。
• 时间曲线——曲线的形状与宽度反映了反射器、灯管间距和遮挡的影响。多个灯管会产生多个峰值。
• 累积剂量——整个运行过程的时间积分值。该量通常用于工艺放行的文档记录。

仪器的采样率必须与传送带速度相匹配：在辐照区较短的高速生产线中，采样过慢可能会漏掉峰值，从而低估剂量。

• 整体高度。仪器必须能够穿过现有间隙，且不能改变与光源之间的距离。
• 耐温性。在使用汞灯的产线中，热负荷相当可观；外壳和传感器允许的温度上限决定了可运行的次数。
• 光谱范围。传感器必须覆盖与工艺实际相关的范围。对于紫外LED产线，峰值波长起决定作用；对于汞灯，则是线谱。
• 采样率与存储容量。两者共同决定了曲线的分辨精细程度以及可存储的运行次数。
• 评估与文档记录。对于工艺放行而言，关键在于带有时间戳和校准参考的、可追溯且可导出的数据记录。

• curelog 和 curelog Base——用于产线直通式使用的扁平辐射计和剂量计，可自主运行或与产线联网。
• tinyTracker——适用于狭小辐照区域的紧凑型剂量记录仪。
• UVpad——扁平式光谱测量手持仪器，适用于光源变化的产线。
• XT 传感器——用于固化产线高温环境的传感器。
• 在线传感器——在规定测量位置进行永久安装式监测。

用于工艺放行的参考链与连续监测分别定义，并在经认可的校准实验室中进行可溯源校准。

本页面讨论测量问题本身。其行业特定形式在应用页面中有详细说明：印刷工艺方面请参见工业印刷中的紫外测量；工艺设计方面请参见紫外固化与光聚合；与控制系统和文档记录的关联方面请参见自动化与工艺集成。

在自动化工艺中，紫外剂量是如何控制的？
分两个步骤进行。为了放行，剂量记录仪会随工件一起通过系统，并给出峰值辐照度、时间曲线和积分剂量；该运行过程会被记录存档。此后，安装在固定位置的传感器会持续监测两次放行之间的状态，以保证可追溯性。采样率必须与传送带速度相匹配：在传送带速度为120 m/min、辐照区宽度为25 mm的情况下，需要约1,600 Hz的采样率。采样过慢会错过峰值，从而低估剂量。

为什么静止状态下的单次读数是不够的？
因为它只能描述系统静止时某一位置的辐照度。工艺中真正重要的量是表面单元在通过辐照区过程中所接收的剂量；该剂量是整个通过过程中随时间积分而得的结果。反射器、灯管间距和遮挡会影响该曲线的形状，多个灯管还会产生多个峰值。当传送带速度为20 m/min、辐照区宽度为100 mm时，通过时间约为0.3 s——这段时间太短，无法通过人工读取。

Dr.-Ing. Mark Paravia是位于Ettlingen的Opsytec Dr. Gröbel GmbH的总经理，负责管理经认可的校准实验室。在KIT照明技术研究所完成脉冲氙激励准分子放电研究后，他目前的研究重点是光辐射测量。他是DIN标准委员会FNL 7"光辐射"的副主席，同时也是DVGW紫外线消毒项目组的成员。