Bestrahlungsstärke großer bestrahlter Flächen simulieren

Jede Leuchte besteht aus ihrem LED-Raster (Reihen × Spalten, Pitch 10 mm). Für jeden Punkt der Zielfläche wird der Beitrag jeder einzelnen LED aller Leuchten aufsummiert (fotometrisches Entfernungsgesetz):

Formel: E = Σ I₀ · rel(θ) · cos ε / r²

θ ist der Winkel zur Achse der jeweiligen Leuchte (bei gekippten Leuchten gekippt), ε der Einfallswinkel auf der Zielfläche, r der Abstand. rel(θ) ist die gemessene Abstrahlcharakteristik der LED, I₀ folgt aus dem Strahlungsfluss je LED. Jede LED geht im Nahfeld als 3,5-mm-Chip mit fünf Teilquellen ein. Für eine einzelne, senkrechte Leuchte ist das Ergebnis identisch mit dem UV-LED 3D-Bestrahlungsstärke-Rechner.

Alle Leuchten einer Anordnung sind gleich (Produkt, Wellenlänge, LED-Leistung). Reihe und Raster setzen die Gehäuse mit der eingestellten Lücke nebeneinander (0 = Stoß an Stoß); der Ring setzt die Gehäusemitten auf den Ringradius. Gekippt wird um die Mitte der Frontfläche; der Arbeitsabstand gilt von der Frontfläche bis zur Zielfläche.

Jedes Gehäuse ist ein Quader mit den Maßen des Produkts oberhalb der Frontfläche. Trifft die Sichtlinie von einer LED zum Zielpunkt das Gehäuse einer anderen Leuchte, entfällt ihr Beitrag. Bei senkrechten Leuchten mit gemeinsamer Frontebene kann keine Verschattung auftreten; der Test wird dann übersprungen.

• Orientierende Simulation – Fertigungstoleranzen, LED-Streuung/Binning und Temperatureffekte sind nicht enthalten
• Keine Reflexionen an Gehäusen, Zielfläche oder Umgebung, keine Streuung
• Gehäuse als einfache Quader; Kühlrippen, Kabel und Halterungen sind nicht berücksichtigt
• Unterhalb von 10 mm Arbeitsabstand dominieren Chipgeometrie, Linse und Gehäuse – dort ist die Rechnung gesperrt
• Beim CAD-Modell wird die Einfallsrichtung je Fläche berücksichtigt, Abschattungen durch das Modell selbst nicht

Die Simulation summiert die Beiträge aller LEDs mit der gemessenen Abstrahlcharakteristik und liefert orientierende Werte für Produktauswahl und Auslegung. Für eine einzelne Leuchte stimmt sie mit dem UV-LED 3D-Bestrahlungsstärke-Rechner überein. Fertigungstoleranzen, LED-Streuung und Binning, Temperatureffekte sowie Reflexionen an Gehäusen und Umgebung sind nicht enthalten. Verbindliche Bestrahlungsstärken bestimmen Sie durch Messung mit einem kalibrierten UV-Radiometer.

Der 3D-Rechner betrachtet eine einzelne Leuchte bzw. ein frei konfigurierbares LED-Raster. Diese Simulation ordnet mehrere gleiche Leuchten an – als Reihe, Raster n × m, Ring oder frei per Tabelle, gedreht und gekippt – und berücksichtigt dabei, dass die Gehäuse benachbarter Leuchten Licht abschatten können. Das Rechenmodell der einzelnen LED ist in beiden Werkzeugen dasselbe.

Bei Reihe und Raster geben Sie die Lücke zwischen den Gehäusen an; 0 mm bedeutet Stoß an Stoß. Beim Ring legen Sie den Radius fest, auf dem die Gehäusemitten liegen, und wählen, ob die Längsseite tangential oder radial ausgerichtet ist. Überschneiden sich Gehäuse, werden sie in der 3D-Ansicht und der Draufsicht rot markiert. Der Arbeitsabstand gilt von der Frontfläche bis zur Zielfläche.

Werden Leuchten gekippt, kann das Gehäuse einer Leuchte die Sichtlinie zwischen einer LED der Nachbarleuchte und dem Zielpunkt verdecken. Die Simulation prüft jede dieser Sichtlinien gegen die Gehäuse als einfache Quader; verdeckte Beiträge entfallen. Bei senkrechten Leuchten mit gemeinsamer Frontebene tritt keine Verschattung auf. Die Prüfung lässt sich unter „Berechnung & Anzeige“ abschalten.

Die Kennzahlen zeigen Uniformity (min/max) und Homogenität ((max − min)/(max + min)) auf der Zielfläche. Mit „Als A merken“ und „Als B merken“ vergleichen Sie zwei Varianten nebeneinander. Für Reihe, Raster und Ring sucht der Optimierer die Kombination aus Neigung zur Mitte, Lücke bzw. Ringradius und Arbeitsabstand mit der besten Uniformity, ohne dass sich Gehäuse überschneiden.

Zur Wahl stehen die Flächenstrahler SFL-UV-M, SFL-UV-L und SFL-UV-XL sowie die Serie L in den Größen XS, XS-HO, S, M und L; gerechnet wird mit Wellenlängen von 265 bis 450 nm. Ergebnisse lassen sich als CSV (Raster und Schnittprofile), die Anordnung als PNG und DXF und das Gesamtergebnis als PDF-Simulationsbericht exportieren; die Konfiguration lässt sich als Link weitergeben. STEP- und STL-Modelle werden ausschließlich lokal im Browser verarbeitet.