UV-LED-Flächenstrahler SFL
Der UV-LED-Flächenstrahler SFL-UV ist ein wassergekühlter Hochleistungsstrahler für die großflächige, gleichmäßige UV-Bestrahlung. Drei Leuchtflächen von 100 × 100 mm bis 200 × 200 mm stehen in den Wellenlängen 365, 385, 395, 405 und 450 nm zur Verfügung; die HO-Version erreicht bis zu 6000 mW/cm², die ECO-Version bis zu 2200 mW/cm², jeweils in 10 mm Abstand zum Emissionsfenster.
Die UV-LED-Module arbeiten mit intelligenten LED-Treibern. Das Fehlen unwirksamer Infrarotstrahlung reduziert die Wärme im Vergleich zu herkömmlichen UV-Lampen erheblich.
Sondergrößen sind zusätzlich auf Anfrage erhältlich.
Für die Abnahme und die laufende Kontrolle der Bestrahlungsstärke eignen sich unsere UV-Messgeräte und Radiometer.
Für die Steuerung der UV-LED-Flächenstrahler bieten wir die LedControl S als Tischgerät und die LedControl DC für die Hutschienenmontage an. Die UV-Flächenstrahler werden mit den entsprechenden Schnittstellen geliefert.
Die LedControl S kann als Master oder Slave konfiguriert werden und ist beliebig kaskadierbar. Mit der mehrkanaligen LedControl 5S lassen sich bis zu 5 UV-LEDs einzeln steuern. Die Steuerung erfolgt über RS485, USB oder RS232, was den Einsatz in der industriellen Produktion erleichtert. Zudem stehen digitale und analoge SPS-Eingänge als Option zur Verfügung.
Die LedControl DC eignet sich optimal für die Integration in eine SPS und erreicht ein hohes Performance Level.
Die Bestrahlungsstärke kann mit unseren langzeitstabilen UV-Sensoren an der gewünschten Position gemessen werden. Zur Überwachung und Steuerung der Bestrahlungsstärke kann die interne Rückkopplung mit dem externen Sensor kalibriert werden. Hierdurch werden LED-Temperaturdrift und Alterung erfolgreich minimiert.
Anwendungen des UV-LED-Flächenstrahlers SFL
- Automatisiertes UV-Härten und UV-Kleben
- IC-Verkapselung
- Versiegeln und Vergießen
- Gleichzeitige und gleichmäßige Bestrahlung
- Riss-/Lecksuche mit Fluoreszenzmarkern
- Oberflächeninspektion
Wer ein älteres CCFL-Lichthärtungsgerät ersetzt, gewinnt beim Wechsel auf den LED-Flächenstrahler vor allem Standzeit und sofortige Verfügbarkeit – die Bestrahlungsstärke liegt um ein Vielfaches höher.
Für durchlaufende Bahn- und Druckprozesse beschreibt die Seite UV-Messung im industriellen Druck die Messaufgaben in der Werkstückebene.
3D-Berechnungstool für individuelle Auslegungen
Bestrahlungsstärke am Bauteil berechnen – auch mit STEP-Daten, kostenfrei im Browser.
Bestrahlungsstärke des SFL-UV im 3D-Rechner auslegen
Für den SFL-UV zeigt der UV-LED 3D Bestrahlungsstärke-Rechner, wie sich die Bestrahlungsstärke jenseits des Nennabstands von 10 mm entwickelt: Leuchtfläche, Wellenlänge, Leistung und Arbeitsabstand lassen sich einstellen, mehrere Strahler zu einem Array kombinieren und das Ergebnis auf ebenen, geneigten oder als STEP-Datei importierten Bauteilen auswerten.
Gemeinsame technische Daten UV-LED Flächenstrahler SFL
| Wellenlänge | 365, 385, 395, 405 oder 450 nm |
| Bestrahlungsstärke 365 nm | 4500 / 1250 mW/cm² |
| Bestrahlungsstärke 385 nm | 6000 / 1600 mW/cm² |
| Bestrahlungsstärke 395 nm | 5800 / 1600 mW/cm² |
| Bestrahlungsstärke 405 nm | 5800 / 1600 mW/cm² |
| Bestrahlungsstärke 450 nm | 6000 / 2200 mW/cm² |
| Peakwellenlänge | ± 5 nm |
| Emission, FWHM | 10–20 nm |
| Gleichmäßigkeit | > 90 %, typisch in 10 mm Abstand (5 % Standardabw.) |
| Kühlwassertemperatur | > 18 °C, nicht kondensierend, max. 40 °C |
| Anschlüsse | Trigger, Dimmung (0–10 V), Interlock, Fehlerausgang |
| Programmierschnittstelle (opt.) | RS485, RS232 oder USB |
| Sicherheitsüberwachung | Übertemperatur, LED N.C. |
| Optische Rückkopplung, optional | Interner und externer Sensor |
| Kabellänge | 3 m, optional bis 10 m |
| Wassereingang, Druck | < 4 bar |
| Klassifizierung | Risikogruppe 3 nach DIN EN 62471:2009-03 |
| Betriebstemperatur | 5 bis 40 °C |
| Lagertemperatur | -10 bis 60 °C |
| Luftfeuchtigkeit | unter 80 %, nicht kondensierend |
| Lichtaustrittsöffnung | 100 × 100 mm |
| Maße | 135 × 135 × 75 mm |
| Leistung HO-Version (el.) | 2000 W |
| Leistung ECO-Version (el.) | 500 W |
| Kühlwasserfluss | 4 bis 1 l/min (typisch) |
| Lichtaustrittsöffnung | 200 × 100 mm |
| Maße | 235 × 135 × 75 mm |
| Leistung HO-Version (el.) | 3800 W |
| Leistung ECO-Version (el.) | 1000 W |
| Kühlwasserfluss | 10 bis 2,5 l/min (typisch) |
| Lichtaustrittsöffnung | 200 × 200 mm |
| Maße | 235 × 235 × 75 mm |
| Leistung HO-Version (el.) | 7700 W |
| Leistung ECO-Version (el.) | 1900 W |
| Kühlwasserfluss | 20 bis 5 l/min (typisch) |
Spektren des UV-LED-Flächenstrahlers SFL
Der SFL-UV ist in allen fünf Wellenlängen lieferbar, die erreichbare Bestrahlungsstärke hängt jedoch von der Wahl ab: 4500 mW/cm² bei 365 nm gegenüber 6000 mW/cm² bei 385 und 450 nm in der HO-Version. Die Abbildung normiert dagegen jede Kurve auf ihr eigenes Maximum und zeigt damit allein die spektrale Lage. Für Arrays lassen sich Module verschiedener Wellenlänge nebeneinander setzen.
Gleichmäßigkeit der Bestrahlung
Die gemeinsamen technischen Daten nennen für die Gleichmäßigkeit typisch mehr als 90 % in 10 mm Abstand zum Emissionsfenster, bei einer Standardabweichung von 5 %. Auch in größerem Abstand bleibt die Fläche gleichmäßig bestrahlt – die Aufnahme zeigt einen Flächenstrahler SFL-UV-L ECO mit 385-nm-UV-LEDs.
Es sind orientierende Werte: sie hängen von Leuchtfläche, Wellenlänge, Leistungsstufe und Abstand ab. Mit größerem Abstand wird die bestrahlte Fläche größer und die Bestrahlungsstärke geringer.
Remote-Steuerung der LedControl
Die LedControl lässt sich über die rückseitige Programmierschnittstelle steuern – wahlweise USB, RS485 oder RS232. Die Kommunikation erfolgt als ASCII-Kommunikation, hier am Beispiel „Einschalten“:
- Steuerung sendet:
LOnOff:1! - LedControl antwortet:
LOnOff: 1 (CRC-16)
Jeder Kanal lässt sich einzeln steuern. Die LedControl sendet nur nach Aufforderung durch die Steuerung, und es lassen sich beliebig viele LedControl kaskadieren.
Über die SPS-Schnittstellenoption werden die LED-Leistung (0 bis 10 V), das Ein- und Ausschalten (Trigger-Eingang 24 V) und der Status (Trigger-Ausgang 24 V) eingestellt beziehungsweise abgefragt. Diese Option eignet sich mit ihren robusten Signalen für die einfache Anlagenintegration.
Die Steuerung erfolgt mit kurzen ASCII-Befehlen. Eine Auswahl:
| Befehl | Bedeutung |
|---|---|
| LAnzahlCH? | Anfrage der verbundenen Kanäle |
| LSelect: 0 1 !? | aktive Kanäle setzen |
| LPowerSet: 000.0 033.7!? | Leistung einstellen |
| LTriggerOnOff: 11!? | Triggereingang aktivieren |
| LFirmware? | Anfrage der Firmwareversion |
Wird der Strahler mit Programmierschnittstelle geliefert, liegt eine Remote-Beispielsoftware zum sofortigen Testen bei. Die Test- und Kontrollsoftware zeigt die Kanäle mit Intensität und Status, schaltet sie einzeln, stellt Timer und Presets ein und protokolliert die Kommunikation mit dem Gerät.
Die Sicherheitsoption PLready
Um Maschinen sicher zu gestalten und die Anforderungen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG zu erfüllen, sind Sicherheitsfunktionen in den Steuerungen nötig. Üblicherweise wird für jede Sicherheitsfunktion der erforderliche Performance Level PLr bestimmt. Genau hier beginnt bei UV-Anlagen die erste Schwierigkeit: Schwere der Verletzung, Häufigkeit und Dauer der Exposition und die Vermeidung der UV-Gefährdung müssen bestimmt werden.
Kurzfristig führt die UV-Exposition der Haut zu Erythemen, Elastose und Hautkrebs; die Exposition des Auges kann zu Photokeratitis, Konjunktivitis und Kataraktogenese führen. Hautkrebs ist dabei eine schwere, in der Regel irreversible Verletzung.
Die Richtlinie 2006/25/EG „künstliche optische Strahlung“ erlaubt eine regelmäßige Exposition bis zu einem Tagesexpositionslimit von 30 J/m². Die Schwere der Verletzung lässt sich also über Dauer und Intensität der Exposition mindern, ohne eine absolute Null-Exposition einhalten zu müssen: bei Einhaltung des Grenzwertes ist zu erwarten, dass gesunde, erwachsene Personen wiederholt ohne akute schädliche Wirkungen exponiert werden können. Im Fehlerfall kann es bei kurzer Exposition zu einer reversiblen Verletzung wie einem leichten Erythem kommen. Die Abgrenzung ist aber nicht sicher, Maßnahmen und Sicherheitsfunktionen sind in jedem Fall nötig.
An bestehenden Anlagen lässt sich messen; in der Planungsphase ist das nicht oder nur mit zusätzlichem Aufwand möglich, weshalb oft ein höherer PLr gefordert wird. Genau dafür sind die LedControl und die Option PLready gedacht – schon in der Planung.
Die Sicherheitsoption PLready ist geeignet bis PL-Kategorie 4 nach EN ISO 13849-1 und SIL 3 nach EN 62061, wenn Querschlüsse in der Ansteuerung zum LED-Modul sowie im Sensorkreis ausgeschlossen werden können.
Sie arbeitet mit einer Sicherheitskleinspannung (SELV) von 48 VDC, die durch eine externe Schaltung sicher getrennt wird und im Fehlerfall die LED-Module komplett ausschalten kann.
Die optionale Abschaltung für den Performance Level trennt die LED-Module über einen externen Kontakt:
Eine zweikanalige Schutztürüberwachung mit automatischem Start zeigt das folgende Beispiel. Vorteilhaft gegenüber der einfachen Trennung der DC-Spannungen ist die Überwachung der externen Schütze. Das Beispiel ist geeignet bis Kategorie 4, PL e (EN ISO 13849-1) oder SIL 3 (EN 62061), wenn Querschlüsse in der Ansteuerung zum Aktor sowie im Sensorkreis ausgeschlossen werden können.
Sicherheitshinweise
Das Gerät emittiert UV-A und blaues Licht. UV-Strahlung ist unsichtbar. Das eventuell sichtbare Licht ist nur Lumineszenz, die von der Strahlung angeregt wird; sie ist meist deutlich schwächer als die anregende UV-Strahlung. Die Bestrahlungsstärke des Geräts ist mehrere hundertmal stärker als die von Sonnenlicht.
UV-A-Strahlung kann grauen Star in der Augenlinse und Netzhautentzündungen hervorrufen. Tragen Sie beim Betrieb immer eine geeignete UV-Schutzbrille. UV-A ruft außerdem Hautverfärbungen und Hautalterung hervor; verwenden Sie geeignete Kleidung, Handschuhe und weitere persönliche Schutzausrüstung – abhängig von der Bestrahlungsdosis.
Die Geräte sind nach DIN EN 62471:2009-03 „Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen“ ausgelegt und klassifiziert; der SFL fällt in die Risikogruppe 3. Blicken Sie nicht in die LED und setzen Sie die Haut nicht dauerhaft der UV-Strahlung aus.
Bei der Einrichtung von UV-Arbeitsplätzen und der Risikobewertung nach DIN EN 14255:2005 unterstützen wir Sie gern.
Bestellnummern, Lieferumfang, Zubehör und Versionen
| Ausführung | Bestellnummer |
|---|---|
| SFL-UV-M ECO | 860616-M |
| SFL-UV-L ECO | 860616-L |
| SFL-UV-XL ECO | 860616-XL |
Die Größen M, L und XL unterscheiden sich in der bestrahlten Fläche.
Lieferumfang: das SFL-UV-Modul, die LedControl, ein Kabel von 3 m und die Anleitung; bei Bestellung der optischen Rückkopplungsoption zusätzlich ein UV-Sensor mit Werkskalibrierschein. Bitte geben Sie Wellenlänge und Optionen bei der Bestellung an.
| Wellenlänge | Ergänzung der Bestellnummer |
|---|---|
| 365 nm | -365 nm |
| 385 nm | -385 nm |
| 395 nm | -395 nm |
| 405 nm | -405 nm |
| 450 nm | -450 nm |
Die Bestellnummer setzt sich aus Ausführung und Wellenlänge zusammen – für SFL-UV-M ECO bei 365 nm also 860616-M-365 nm. Die Peakwellenlänge liegt innerhalb von ± 5 nm.
| Bezeichnung | Bestellnummer |
|---|---|
| Leistungsstufe HO | 560609-HO |
Die HO-Ausführung (high output) liefert die höhere Bestrahlungsstärke.
| Ausführung | Bestellnummer |
|---|---|
| LedControl S | 860609B |
| LedControl DC | 860610DC |
Die Strahler werden über ein LedControl betrieben – S für den Netzbetrieb, DC für den Betrieb an 24 V.
| Option | Bestellnummer |
|---|---|
| Test- und Kontrollsoftware | 860609-SW |
| Programmierschnittstelle RS485 * | 860609-RS485 |
| Programmierschnittstelle RS232 * | 860609-RS232 |
| Programmierschnittstelle USB * | 860609-USB |
| SPS-Schnittstellenoption (I/O) | 860609-CP |
| Sicherheitsoption PLready | 860609PL |
Die Schnittstellen und die Sicherheitsoption PLready werden zusammen mit dem Steuergerät bestellt.
* inklusive SPS-Schnittstellenoption.
| Bezeichnung | Bestellnummer |
|---|---|
| Wandhalter für LedControl S | 860609-WA |
| Fußschalter | 860611 |
| Anschlusskabel UV-LED, 3 m | 860609C |
| UV-Schutzbrille | 918800 |
| Kabel, je weiterer Meter | 86060X-m |
| Radiometer RMD | 814401 |
| UVA+ Sensor | 814447 |
Das Anschlusskabel ist 3 m lang, auf Wunsch bis 10 m; zusätzliche Meter berechnen wir einzeln.
Die UV-Schutzbrille schützt Augen und Umgebung vor Streustrahlung; die Strahler sind nach DIN EN 62471 in Risikogruppe 3 eingestuft.
Die Bestrahlungsstärke lässt sich mit dem Radiometer RMD und dem UVA+ Sensor messen; mit dem Sensor wird auch die optische Rückkopplung kalibriert.
