Обобщение и исследование погрешности уравнения Кайтца при измерении потока излучения линейных УФ-ламп низкого давления «Светотехника», №6, 2021
Авторы статьи:
Прытков Сергей Владимирович, Капитонов Сергей Сергеевич, Винокуров Алексей Сергеевич, Колядин Максим Валерьевич
Прытков Сергей Владимирович, кандидат техн. наук. Окончил в 2010 г. МГУ им. Н.П. Огарёва. Научный сотрудник Испытательной лаборатории электрических ламп и светотехнических изделий НИИИС им А.Н. Лодыгина и доцент кафедры светотехники Института электроники и светотехники МГУ им. Н.П. Огарёва. Область научных интересов: метрология оптического излучения, разработка метрологических комплексов для измерения фотометрических, колориметрических величин видимого излучения, радиометрических и эффективных величин УФ излучения, светотехнический расчёт
Капитонов Сергей Сергеевич, кандидат техн. наук. Окончил в 2010 г. МГУ им. Н.П. Огарёва. Директор по научнотехническому развитию НИИИС им. А.Н. Лодыгина и доцент кафедры электроники и наноэлектроники Института электроники и светотехники МГУ им. Н.П. Огарёва. Область научных интересов: фотометрия, УФ излучение, исследование и разработка светодиодных источников света и устройств управления для них, разработка и исследование разрядных ламп низкого давления
Винокуров Алексей Сергеевич, инженер. Окончил в 2008 г. МГУ им. Н.П. Огарёва. Генеральный директор НИИИС им. А.Н. Лодыгина. Область научных интересов: фотометрия, УФ излучение, исследование и разработка светодиодных источников света и устройств управления для них, разработка и исследование разрядных ламп низкого давления
Колядин Максим Валерьевич, инженер. Окончил в 2020 г. МГУ им. Н.П. Огарёва. Инженер Испытательной лаборатории электрических ламп и светотехнических изделий НИИИС им А.Н. Лодыгина и магистрант 1 курса направления подготовки «Электроника и наноэлектроника» Института электроники и светотехники МГУ им. Н.П. Огарёва. Область научных интересов: метрология оптического излучения, разработка метрологических комплексов для измерения энергетических и эффективных величин ультрафиолетового излучения
Аннотация
В 2020 г. вышла первая редакция международного стандарта ISO 15727 по измерению потока излучения линейных бактерицидных УФ-ламп низкого давления. В основе документа лежит методика, разработанная членами Ассоциации производителей ультрафиолетового оборудования (IUVA), согласно которому измеряются облучённость от лампы в условиях ближнего поля, расстояние фотометрирования и длина лампы. Затем с помощью так называемого «уравнения Кайтца» рассчитывается поток излучения. При этом подразумевается следующее. Во-первых, элемент длины лампы обладает свойствами равнояркого цилиндра. Во-вторых, ось фотометрирования, соединяющая приёмник и лампу, делит её пополам. В-третьих, угловая характеристика приёмника – косинусная. Предмет настоящей статьи – исследование уравнения Кайтца в условиях, отклоняющихся от данных предположений. В ней выводится общая формула, связывающая облучённость от линейного излучателя и его поток излучения, которая не накладывает ограничений на пространственное светораспределение лампы, смещение приёмника относительно её центра и угловую характеристику приёмника. В статье рассматриваются и частные случаи, в том числе приводящие к уравнению Кайтца. Оцениваются погрешности уравнения Кайтца от различия индикатрис силы излучения УФ-ламп и равнояркого цилиндра, а также от смещения приёмника. Результаты исследования могут быть полезны разработчикам соответствующих стандартов и методик. Научный интерес представляет рассмотренный частный случай касательно измерения сферической облучённости. Несмотря на то, что в настоящее время радиометрические головки в основном предназначена для измерения облучённости на плоской площадке, для оценки эффективности воздействия УФ-излучения на микроорганизмы и химические соединения больше подходит измерение сферической облучённости.
Список использованной литературы
1. WHO | CLEAN AIR FOR HEALTH: Geneva Action Agenda // WHO [Электронный ресурс]. URL: http://www.who.int/phe/news/clean-air-for-health/en/ (дата обращения: 05.05.2021).
2. Lawal O. Proposed method for measurement of the output of monochromatic (254 nm) low pressure UV lamps // IUVA News. – 2008. – No. 1 (10).
3. Lawal O. Method for measurement of the output of monochromatic (254 nm) low pressure UV lamps // IUVA News. – 2017. – No. 1 (19).
4. Keitz H.A.E. Light calculations and measurement. An introduction to the system of quantities and units in light-technology and to photometry. – Eindhoven: Philips’ Technical Library, 1971. – 413 p.
5. Sasges M., Robinson J., Daynouri F. Ultraviolet Lamp Output Measurement: A Concise Derivation of the Keitz Equation // Ozone: Science & Engineering. – 2012. – No. 4 (34). – P. 306–309.
6. ISO 15727. UV–C devices – Measurement of the output of a UV–C lamp Switzerland: ISO copyright office CP 401, Ch. de Blandonnet 8 CH‑1214 Vernier, Geneva. – 2020. – 20 p.
7. Sasges M.R. et al. Standard Method for Quantifying the Output of UV Lamps // Proc. International Congress on Ozone and Ultrafiolet Technologies, 2007.
8. Jaworowicz S.W. Total UV Power from an Irradiance Measurement – Correcting the Keitz Equation // UV Solutions [Электронный ресурс]. URL: https://uvsolutionsmag.com/articles/2019/total-uv-power-from-an-irradiance-measurement-correcting-the-keitz-equation/ (дата обращения: 07.05.2021).
9. Prytkov S.V., Kapitonov S.S., Vinokurov A.S. A refinement of the determination method of the linear low-pressure uv lamps radiant flux // Light & Engineering. – 2021. – Vol. 29, No. 1. – P. 104–114. DOI: 10.33383/2020–080; Прытков С.В., Капитонов С.С., Винокуров А.С. Уточнение метода определения потока излучения линейных разрядных УФ-ламп низкого давления // Светотехника. – 2021. – № 1. – C. 30–37.
10. Сапожников Р.А. Теоретическая фотометрия / 3-е изд., перераб. и доп. изд. – М.: Энергия, 1977. – 264 c.
11. Василяк Л.М. Дроздов Л.А., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Собур Д.А, Соколов Д.В., Шунков Ю.Е. Методика измерения потока УФ излучения трубчатых бактерицидных ламп НД // Светотехника. – 2011. – № 1. – C. 29–32.
12. Сыромясов А.О., Прытков С.В. Аппроксимация фотометрических данных тригонометрическими полиномами одной переменной // Альманах современной науки и образования. – 2014. – № 5–6 (84). – C. 117–122.
13. SageMath Mathematical Software System – Sage // Sage-Math Mathematical Software System [Электронный ресурс]. URL: https://www.sagemath.org/ (дата обращения: 19.08.2020).
Ключевые слова
Выберите вариант доступа к этой статье
Купить
Иллюстрации - 11
Таблицы и схемы - 7
