Az UV-mérőműszerek calibrationa nem egyszerűen egy kijelzett value összehasonlítása. A detektor spektrális responsivitása, a referenciaforrás spektruma és az applyásban használt UV-forrás spektruma often lényegesen különbözik. Emiatt az ugyanabban a fizikai unitben közölt resultek között is jelentős, applyásfüggő eltérés lehet.
1. Measurement feladat és measurand
A példában egy UV-C power metert kalibrálunk 254 nm környezetében, 10,00 mW·cm−2 referencia-besugárzás mellett. A measurand az érzékelő referencia-síkjában, meghatározott spektrális distribution és geometria mellett fennálló besugárzás.
Ee = dΦe / dA
A measurand definíciójának tartalmaznia kell a hullámhossztartományt, a forrás modelát, a detektor referencia-síkját, a távolságot, a angle of incidenceet, az aktív felületet, a measurement időt, valamint a műszer üzemmódját és tartományát.
2. UV-A, UV-B és UV-C: nem felcserélhető measurement feladatok
315–400 nm. Ipari térhálósítás, fotopolimerizáció és anyagöregítés. A spektrum often széles, LED-alapú rendszereknél keskenyebb.
280–315 nm. Fotobiológiai és anyagvizsgálati applyások. A biológiai súlyfüggvények miatt a spektrális accuracy kiemelten fontos.
100–280 nm. Fertőtlenítés, higanylámpák és excimersources. A 254 nm, 222 nm és UV-C LED rendszerek measurement válasza nem kezelhető azonos korrekcióval.
3. Measurement modellek
EDUT = Eref · (RDUT / Rref) · Csp · Cgeo · Clin · CT · Cdrift
A referenciavalue önmagában is not sufficient. A modellben külön kell kezelni a spectral correctiont, a geometriai eltérést, a linearityt, a detektor temperaturei érzékenységét és a referenciaforrás driftjét.
S = ∫ Eλ(λ) · s(λ) dλ
Az azonos indication eltérő valós besugárzást jelenthet, ha a calibration és a használat spektruma nem azonos.
4. Referenciaforrás és metrológiai metrological traceability
A metrological traceability kialakítható spektrális besugárzási measurement standardból, calibrated referenciadetektorból vagy transzfer-radiometerből. A referencia validityéhez rögzíteni kell a hullámhosszt, a geometrical conditionset, az érzékeny felületet, a polarizációs és temperaturei viszonyokat, valamint a forrás üzemeltetési paramétereit.
- A higanylámpa intenzitása bemelegedés és üzemóra szerint változik.
- Az UV-LED hullámhossza és teljesítménye a csomóponti temperaturetel eltolódik.
- Az excimerforrás spektruma és térbeli distributiona érzékeny lehet a működtetésre.
- A referencia-detektor UV-expozíció hatására öregedhet.
5. Spektrális illesztetlenség
A spectral mismatch generally a domináns applyási komponens. Egy széles sávú UV-mérőnél is not sufficient egy névleges centrei hullámhosszt megadni. A teljes responsivitásgörbe és a mérendő forrás spektruma szükséges.
Csp = [∫ Euse(λ)dλ / ∫ Euse(λ)srel(λ)dλ] · [∫ Ecal(λ)srel(λ)dλ / ∫ Ecal(λ)dλ]
6. Geometria, referencia-sík és koszinuszválasz
A sugárforrás és a detektor közötti távolság, a detektor aktív felületének helye, a angle of incidence és a forrás spatial uniformitye közvetlenül hat a measurement resultre. Közelmezőben az inverz négyzetes törvény nem applyható automatikusan.
- A referencia-sík often nem azonos a műszer burkolatának homloksíkjával.
- Nagy aktív felület esetén a lokális besugárzás térbeli átlaga kerül measurementre.
- Ferde beesésnél a koszinuszválasz hibája külön komponens.
- Keskeny UV-nyalábnál a detektor pozicionálása és az apertúra jelentős lehet.
7. Linearitás, dark signal és dinamikatartomány
Az UV-detektorok linearitya a teljes measurement lánc tulajdonsága. A detektor, a transzimpedancia-erősítő, az analóg–digitális átalakító és a range switching egyaránt hozzájárulhat. Alacsony szinten a dark signal és offset, high szinten a telítődés és a responsivitásváltozás dominálhat.
8. Hőmérséklet, humidity és expozíciós öregedés
A félvezető UV-detektor responsivitása és dark signale temperaturefüggő lehet. A diffuser, szűrő és optikai ragasztó UV-terhelés hatására öregedhet. A laboratory calibration uncertaintya therefore nem feltétlenül írja le a terepi használat hosszú távú riskát.
CT = 1 + αT(T − Tref)
9. Számszerű uncertaintyi costvetés
A példa 10,00 mW·cm−2 UV-C besugárzásra, 254 nm referenciaforrásra és k = 2 coverage factorre vonatkozik.
| Komponens | Standard relatív u | Értékelés |
|---|---|---|
| Referencia-besugárzás | 0,70% | Calibration certificate |
| Ismételhetőség | 0,25% | A-modelú |
| Forrás rövid távú stabilitya | 0,35% | Monitor-detektor |
| Spektrális mismatch | 1,20% | Spektrum és responsivitás |
| Geometria és pozicionálás | 0,45% | Távolság, sík, szög |
| Linearitás | 0,30% | Tartományvizsgálat |
| Hőmérsékleti hatás | 0,25% | Detektor és elektronika |
| Sötétjel és resolution | 0,10% | Alacsony szintű komponens |
uc,rel = 1,58% · Urel = 3,16% (k = 2)
E = 10,00 mW·cm−2 ± 0,32 mW·cm−2
A példában a spectral mismatch adja a variancia több mint felét. Ez mutatja, hogy az UV-mérő calibrationának applyhatóságát primarily a kalibráló- és felhasználási spektrum egyezése határozza meg.
10. UV-dózis és időintegrálás
UV-dózismérőnél a besugárzást idő szerint integráljuk:
He = ∫ Ee(t) dt
A uncertaintyi costvetéshez hozzáadódik az időalap, a mintavétel, a triggerelés, a rövid impulzusok csúcslevágása, a indicationi update és az integráló algoritmus validálása. Impulzusos UV-forrásnál a folyamatos sugárzásra végzett calibration nem feltétlenül elegendő.
11. Interaktív costvetés-számító
Adja meg a standard relatív uncertaintyi komponenseket százalékban. A számító négyzetes összegzést és varianciarészesedést végez.
| Komponens | urel (%) | Varianciarész |
|---|---|---|
| Referencia-besugárzás | ||
| Ismételhetőség | ||
| Forrásstability | ||
| Spektrális mismatch | ||
| Geometria | ||
| Linearitás | ||
| Hőmérsékleti hatás | ||
| Sötétjel és resolution |
12. Resultközlés és applyási korlát
A certificateban a measurement result és a uncertainty mellett szerepeljen a referenciaforrás modela és spektruma, a névleges hullámhossz vagy tartomány, a detektor referencia-síkja, a távolság, a beesési geometria, az aktív felület, a measurement tartomány, a environmental conditions és az applyott spectral correction.
13. ISO/IEC 17025 auditori ellenőrzőpontok
- A measurand hullámhossz-, geometria- és időfüggő definíciója egyértelmű.
- A referenciaforrás és detektor metrological traceabilitye dokumentált.
- A forrás bemelegedése, rövid távú stabilitya és öregedése ellenőrzött.
- A spectral mismatch calculationa a tényleges responsivitás- és spektrumadatokon alapul.
- A referencia-sík, távolság, angle of incidence és aktív felület reprodukálható.
- A linearity és a range switching validált.
- A temperaturei hatás és UV-expozíciós drift szerepel a modellben.
- Dózismeasurementnél az időalap és integráló algoritmus validált.