UV-Bestrahlungsgerät für Materialien

Dieses Gerät ist konzipiert für den Einsatz in Laboratorien, wenn Bestrahlungsstärken mit hoher Leistung im UV-Bereich benötigt werden. Beispielsweise läßt sich als Anwendung die Materialprüfung auf UV-Beständigkeit nennen [Versuchsdurchführung als Dienstleistung].

Technische Daten: Spektrum der Bestrahlung: 280 nm bis 400 nm Leistungsbereich: 30 W/m² bis 70.000 W/m² 1,2fache bis 2746fache UV-Sonnenbestrahlung in Mainflingen-Offenbach UV-A/UV-B = 24/1 Leistungsaufnahme: 2,0 kW elektrischer Anschluß: 400 V, 3 Phasen, 50 Hz, 16 A, CEE - Stecker UV-Quelle: Radium HTC 2000-327 KX10s Reflektor: Elliptischer Paraboloid; 680 mm massiv Aluminium, poliert Spektralfilter: Schott DESAG M-UG6 Spiegelfilter: URBB Prinz Optics Abmessungen [mm]: H/B/T = 2430/800/880 (andere Höhe möglich)

Mit dem TÜV-geprüften und unter Nr. 19839669 patentierten Gerät zur Simulation solarer ultra-violetter-Bestrahlung können Materialien wie Farben, Kunststoffe, Bitumen oder Stoffe auf ihre Verträglichkeit mit der natürlichen Sonnenbestrahlung untersucht werden. Hierzu erzeugt das Gerät in den UV-Bereichen A und B sehr hohe Bestrahlungsstärken bis zu 70.000 W/m² mit einer spektralen Verteilung, wie sie das Sonnenlicht aufweist. Jahrelange Bestrahlung durch die Sonne läßt sich in Stunden simulieren. Verlustwärme, die im Gerät entsteht, wird mit Hilfe von Heat-Pipes an die Umgebung abgegeben. Eine digitale Schaltuhr ermöglicht die automatische Abschaltung nach Ablauf der voreingestellten Bestrahlungszeit. Die zu prüfenden Materialien können auf einem Probekörperträger im Inneren des Gerätes und durch Wahl der Höhe in der Maschine auf die gewünschte Bestrahlungsstärke justiert werden. Das Bedienpersonal wird durch redundante Sicherheitsvorkehrungen vor den UV-Strahlen geschützt.

Die Geräte werden einzeln auf Bestellung gefertigt. Andere Bauhöhen sind möglich, wenn der Anwender auf kleine Bestrahlungsstärken verzichtet Die Angabe 1,2fache bis 2746fache UV-Sonnenbestrahlung bezieht sich auf die über mehrere Jahre, Tag und Nacht gemittelte, waagerecht gemessene Bestrahlungsstärke der amtlichen Wetterbeobachtungsstelle in Mainflingen-Offenbach, unter Berücksichtigung des variierenden Einfallwinkel. UV-C und Infrarotstrahlung von der UV-Quelle werden vom Probekörper ferngehalten.

Im Zusammenhang mit diesem aktuellen Projekt bedanke ich mich für die ausführende Unterstützung der Maschinenbaufirma Johne & Co. Präzisionstechnik, Dorsten-Wulfen und ihrer Mitarbeiter, besonders Herrn Dipl.-Ing. Kmiecik und Dipl.-Ing. Tanja Baumann, die bei der Durchführung der Bestrahlungsmessungen am Prototypen tätig war. [Anfang]

Berechnungsverfahren und Gerätetechnik

Ein Script mit der Berechnung der wirksam bestrahlten Fläche für beliebige geografische Positionen, der mittleren UV-Bestrahlung von der Sonne, den grundlegenden Überlegungen zu dem Gerät und den Messungen am Prototypen können mathematisch und physikalisch Interessierte [hier] als PDF-Dokument herunterladen.

Aufgrund vielfachen Wunsches unserer Interessenten haben wir uns entschlossen die Versuchdurchführung als Dienstleitung anzubieten Hierzu wurde eine Versuchsanordnung eingerichtet. Wenn Sie uns Proben zusenden, sollten diese Abmessungen von mindestens 40 mm x 40 mm, maximal 150 mm x 150 mm, und ein maximales Gewicht von 1 kg aufweisen. Die Kosten für eine Versuchsdurchführung belaufen sich auf Geräteeinsatz €/h 28,50, Energieverbrauch €/h 0,26 und Bedienpersonal €/h 75,00.Während der Bestrahlungszeit werden keine Personalkosten in Rechnung gestellt. Zusätzlich ist mit geringen Kosten für Postversand und Verpackung der Probekörper zu rechnen. Bitte geben Sie an, welche Zeit der Exposition in der Natur simuliert werden soll, also z. B. 1 Jahr, 5 Jahre oder 10 Jahre. Alternativ können Sie eine gewünschte Bestrahlungsdosis bezogen auf die bestrahlte Fläche, also W/m² x Zeit angeben.

Versuchsauswertung

Es besteht die Möglichkeit die bestrahlten Probekörper in Zusammenarbeit mit einem Labor der Universität Essen elektronenrastermikroskopisch untersuchen zu lassen. In der Regel erkennt man bei der fotografischen Dokumentation die direkte Einwirkung der UV-Belastung. Die Mikrorissbildung auf der Oberfläche wird unter starker Vergrößerung vermessen. (Kosten auf Anfrage).

DIN, EU-Norm und Richtlinie

Es gibt bezüglich der Verfahrensweise bei der Simulation natürlicher UV-Belastung in der Natur zur Zeit keine Norm oder Richtlinie. Bisher wurden in Forschung und Entwicklung, sowohl in der Industrie als auch an den Universitäten Nullstrecken eingerichtet, also die Proben lange Zeit in der Natur deponiert, oder man hat Versuche mit Xenon-Lampen durchgeführt. Nachteile sind die lange Versuchsdauer und Verfäschung der Ergebnisse durch UV-C-Anteile, wodurch die Polymerketten verschiedener Kunststoffe direkt zerstört werden. Um die bestehende Unsicherheit für die Art der Durchführung zu beseitigen haben wir, auch auf Wunsch internationaler Interessenten, die entsprechenden Normengremien kontaktiert.