RCH-xxx Serie

Allgemein Kriterien für Strahlenhärtungsdetektoren

UV-Strahlungsdetektoren für den Einsatz in der Strahlenhärtung müssen spezielle Konstruktions- und Funktionsmerkmale aufweisen, um in anspruchsvollen Anwendungen aussagefähige und stets gleichbleibende Messwerte zu bieten:

• Geringe UV-Alterung: Hochenergetische UV-Strahlung bewirkt die Vernetzung in der Strahlenhärtung. Die UV-Strahlung hat aber auch gleichzeitig einen negativen Einfluss auf die Langzeitstabilität der Detektoren der UV-Radiometer.
• Temperaturfestigkeit: In Anwendungen mit hochintensiven Bestrahlungsstärken liegt die Betriebstemperatur der UV-Detektoren in der Regel deutlich über der in anderen industriellen Applikationen. Der Einfluss der Temperatur auf die UV-Fotodioden und optischen Filter erhöht die Messunsicherheit stark.
• Geringe Bauhöhe: Die Messung der UV-Dosis muss möglichst nah beim Produkt erfolgen, da bei diffuser Beleuchtung die wirksame Bestrahlungsstärke über den Abstand zur Lichtquelle abnimmt.
• Große Messfläche: Kleine Messflächen erhöhen die Messunsicherheit bei inhomogener Bestrahlung.
• Schmalbandige Empfindlichkeit: Insbesondere in Anwendungen mit Mitteldrucklampen muss sich die spektrale Empfindlichkeit des Detektors auf den aktinischen Spektralbereich der Fotoinitiatoren begrenzen, um ausschließlich wirksame Strahlung zu messen.
• Großer Dynamikbereich: Für präzise Messergebnisse bei unterschiedlichsten Intensitäten.
• Sichere Handhabung: Haut und Auge des Bedieners sollten während der Messung einen möglichst großen Sicherheitsabstand zur UV- und Temperaturstrahlung haben.
• Rückführbare Kalibrierung: UV-Radiometer zum Einsatz in akkreditierten Prozessen erfordern ein Kalibrierzertifikat, dem die Rückführbarkeit der Kalibrierung zu entnehmen ist. In einzelnen Branchen werden bereits ISO/IEC 17025 Zertifikate für Messgeräte verlangt.

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Produktbeschreibung RCH-xxx Bestrahlungsstärke-Detektoren

Die UV-Detektoren der RCH-xxx Serie wurden speziell für den Einsatz in der UV-Strahlenhärtung entwickelt und bieten durch ihre Eigenschaften und Merkmale gerade auch im industriellen Einsatz aussagefähige und stetig gleichbleibende Messwerte. Lesen Sie auch unsere Applikationsseite zur UV Strahlenhärtung.

Zur Messung der Bestrahlungsstärke wird die optische Strahlung am Ort ihrer gewünschten Einwirkung auf das Produkt durch den Detektor erfasst. Die Strahlungsaufnahme erfolgt durch eine temperaturfeste Strahlung Integrator (RADIN) mit Kosinus Blickfeld. Die hohe Strahlungsdämpfung des RADIN minimiert die Belastung der Fotodiode und des optischen Filters durch UV- und Temperaturstrahlung und verlangsamt so ihre Alterung (Bild 1). Das RADIN, der Filter und die Fotodiode werden zusätzlich mit UV-Strahlung vorgealtert. Das verlangsamt den unvermeidlichen Alterungsprozess bei UV-Bestrahlung nochmals deutlich. Durch all diese Maßnahmen zeigen die Messköpfe der RCH-xxxx Serie auch im intensiven Einsatz sehr geringe Alterungseffekte auf. Diese werden zudem im Rahmen der jährlich empfohlenen Re-Kalibrierungen erfasst und korrigiert. Der Detektor bietet mit neun Millimeter Durchmesser eine sehr große Empfängerfläche und ist mit 8 mm Bauhöhe sehr flach.  

Die Fotodioden der RCH Detektoren sind nur im kurzwelligen Spektralbereich empfindlich. Dadurch wird längerwellige Strahlung wirkungsvoll unterdrückt. In Verbindung mit den optischen Bandpassfiltern wird somit ausschließlich die wirksame Strahlung von beispielsweise UV-Mitteldrucklampen im aktinischen Spektralbereich der Fotoinitiatoren gemessen (Bild 2). Für Anwendungen mit Leuchtdioden gibt es Detektoren die für UV-A LEDs eine angenähert wellenlängenunabhängige Empfindlichkeit bieten. In Verbindung mit spektralen Kalibrierstützpunkten für übliche LED-Wellenlängen ist dadurch eine präzise Messung der Bestrahlungsstärke hochintensiver LED-basierter Strahler möglich (Bild 3). Neben einer Auswahl an Katalogprodukten (siehe Bestellinformationen) sind weitere Detektoren auf Anfrage verfügbar.  

Die Fotodioden der RCH-xxx Detektoren bieten im Bereich von wenigen Picoampere (10^-12 A) bis mehreren Mikroampere (10^-6 A) einen streng linearen Zusammenhang zwischen Messsignal und Bestrahlungsstärke. In Verbindung mit den Messgeräten (Optometern) der Gigahertz-Optik bietet sich dem Anwender ein nutzbarer, linearer Messbereich von 0,1 mW / cm² bis 40.000 mW / cm². Die angebotenen Messgeräte unterscheiden sich im Umfang ihrer Messfunktionen und in ihrer Bauform (siehe Bestellinformationen).  

Die Lichtleiter-Verbindung zwischen dem RADIN und dem im Griff angeordneten Sensor kann starr (Bild 4) oder flexible gewählt werden (Bild 5). Beide Versionen bieten Aufgrund des Abstandes von 25 cm zwischen RADIN und Griff einen guten UV-Strahlenschutz in der Anwendung (Bild 6). Der Edelstahlmantel bietet eine geringe Wärmeleitung und ist UV-Resistent. Die Ausführung mit starrem Lichtleiter empfiehlt sich für robuste Anwendungen. Der minimale Biegeradius des flexiblen Lichtleiters beträgt 50 mm.

Trend zur UV Strahlenhärting mit Unterstützung von NIR LEDs

Die Spezialversionen RCH-017 und RCH-117 wurden speziell für NIR-LEDs entwickelt, die in Aushärtungsanwendungen zur Verbesserung der Viskosität oder zum Aufheizen des Klebstoffs eingesetzt werden.

UV Messgeräte für die Strahlenhärtung

Neben unserer Applikationsseite zur UV Strahlenhärtung finden sie hier eine Übersicht von UV Strahlenhärtungsmessgeräten.

Kalibrierung

Belastbare Messwerte in absoluten Messgrößen erfordern eine Kalibrierung des Messgerätes, die rückführbar auf Standards nationaler Metrologischer Institute sind.

Das Messlabor der Gigahertz-Optik ist bereits seit 1993 für die Strahlungsmessgrößen spektrale Empfindlichkeit und spektrale Bestrahlungsstärke als Kalibrierlabor durch die PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) und die DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle) akkreditiert. Sämtliche Werkkalibrierungen sind seit diesem Zeitpunkt eng an die Kalibrierstandards und das Qualitätsmanagement des akkreditierten Kalibrierlabor angelehnt. Damit bieten die Werkskalibrierungen der Gigahertz-Optik ein höchstmögliches Maß an Rückführbarkeit und damit seit über 27 Jahren eine weltweite Akzeptanz.

Den Forderungen einzelner Industriebranchen entsprechend wurde ein Teil des Messlabors im Jahr 2019 als DIN EN ISO / IEC 17025 Prüflabor durch die DAkkS akkreditiert. Dadurch kann Gigahertz-Optik für ihre UV-Radiometer zusätzlich zum Werkzertifikat optional ein DIN EN ISO / IEC 17025 Prüfzertifikat anbieten.  

• Die RCH-xxx Detektoren zur Anwendung mit Mitteldruck-Entladungslampen werden unter Verwendung eines spektral breitbandigen Standards kalibriert. Mit dieser Strategie werden die Einflüsse der radiometrisch nicht perfekten spektralen Empfindlichkeit der Detektoren deutlich präziser berücksichtigt als mit der teilweise angewendeten Kalibrierung mit einer monochromatischen Kalibrierlampe im Bereich der spektralen Spitzenempfindlichkeit der Detektoren.
• Die RCH-xxx Detektoren zur Anwendung mit LEDs werden hinsichtlich ihrer spektralen Empfindlichkeit kalibriert. Zur Messung muss am Messgerät die Wellenlänge ausgewählt werden, die der Wellenlänge der LED am nächsten liegt.