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2016-05-17

【温度】被紫外线照射时物体温升的问题

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最近,维海立信业务人员(微信号:UVLED13048834002)接到一些客户对于被照物体表面温升问题的咨询。关于被照射物体温升的问题,现在不止一个客户有关注到,鉴于维海立信这么多年的经验,在此,跟大家做个探讨总结,并提出相应的解决方法,以供大家参考。

我们照射头出光具有一定的能量,当出光照到工作面上时,由于能量被工作面吸收,会造成工作面温度上升现象。在造成工作面温度上升的出光中既包含有效工作段的紫外光(不可见),也包含可见光,同时还包含少量的红外辐射。在UVLED照射头的出光中,只要散热达标,红外辐射的能量很小,几乎可以忽略。也就是说我们的UVLED照射头导致工作面温度上升的主要能量来源是不可见的紫外线和可见光。其中紫外线是我们工作需要的有效光,其辐射能量就是我们用能量计测出来的能量。理论上他的能量越高,UVLED照射头的性能就越好,同时造成工作面温度升高的能力也越强。另一个是可见光,可见光对我们的UVLED照射头来说是没有用处的,考虑到它也含有较高的能量,那么对工作面控制温度来说,它就是有害的,因为它会造成工作面温度进一步上升。也就是说造成工作面温度上升的能量是测得的紫外光和没有测量的可见光能量之和,而不仅仅是能量计测得的能量。

那么好,我们知道了造成工作面温度升高的能量来源了,现在告诉大家控制温度的方法。

其实能量不是决定温度上升的唯一原因,举个例子大家就明白了。如果我们用一个1000W的热水器加热一杯100mL的水,可能要不了1分钟水温就达到100度了;同样用1000W的热水器加热一桶100L的水,加热1分钟,可能都感觉不到水温有变化。好,这里就涉及到了一个物体的热容量问题。拿我们的照射头实际情况来说,比如我们的100*100照射头,其测试的紫外能量约为0.4W/cm2。其出光能量约为0.475W/cm2(估算方法参看说明一)。如果用这样一个照射头来照射一个只有0.1mm厚的铝材质的薄板,且照射时间为10秒的话,那么这个薄板的温度会非常高,甚至高于200度(估算方法参看说明二)。如果是照射一个有1mm厚的普通铝板,那么这个被照铝板的的温度就可能只有四五十度。若铝板厚度很厚的话你甚至感觉不到温度上升。总结来说,工作面温度影响因素包括如下几个方面:

一、     照射能量(正向升温因素,线性)

1、紫外线照射强度(测试能量)

2、可见光强度(随着紫外线强度增强而争强)

二、     工作面材料单位面积热容量(反向升温因素,线性)

1 材料密度

2 材料比热容

3 材料厚度或形状

三、     照射时间(正向升温因素,非线性,受限于平衡)

主要为某一面元上的连续总照射时间

四、     其他

1 外部环境

2 产品表面反光度

3 材料黑度(非只颜色,部分反映于颜色)

4 有无辅助散热措施等

因此综合上述影响因素。参考如下情况提供建议。

一、如果确定是被罩物为薄板(膜)材质,且无外加辅助散热措施,工作环境开放。提供如下建议:

      1、在工作面附件加辅助散热装置,如风扇等,对工作面进行冷却;

      2、若无条件加风扇,可以改用照射功率较小的照射头,通过增加照射时间来达到固化效果;

      3、如果上述两条都不能实现,则可以通过在工作面下方增加一块比较厚的金属板作为热沉来增加热容量,金属板必须有条件与工作面良好接触;

      4、若上述三条都不可行,则请专业工程人员设计专门辅助散热通道。

二、若工作面为非薄板(膜)材料,反应工作面温度过高,可联系维海立信专业工程人员到现场考察给出合理的意见和建议!

若想了解更多关于被照物体温升的问题,以及本文中提到的估算方法,都可与我们维海立信取得联系!联系方式:微信UVLED13048834002