Виклик
Ефективна дезінфекція УФ-C вимагає доставки мінімальної бактерицидної дози (флюенсу, у мДж/см²) до кожної точки цільової зони — включно з зонами, розташованими глибоко в середовищі, що поглинає й розсіює УФ-C (вода, гель, плівка, біоплівка). Випромінювання УФ-C сильно поглинається, тому доза швидко спадає з глибиною (закон Бера-Ламберта), а розсіювання додатково порушує розподіл. Занадто низька доза на глибині означає патогени, що вижили; занадто висока доза означає марно витрачену енергію, скорочений термін служби лампи та ризик пошкодження матеріалу. Вимірювання дози на глибині фізичними методами (актинометрія, біодозиметрія) трудомістке та непряме.
Рішення
Середовище було змодельовано в TracePro як твердотіла з об’ємним поглинанням та об’ємним розсіюванням, з оптичними властивостями, що відповідають реальному матеріалу в діапазоні УФ-C, разом з геометрією джерела. Після трасування променів функція Volume Flux розраховує потік, поглинутий у послідовних об’ємних комірках уздовж осі проникнення — тобто профіль дози як функцію глибини. Об’єм поділено на комірки (у прикладі документації: 90 комірок уздовж осі Z, просторова роздільна здатність 0,1 мм).
Ключовий момент полягає в тому, що макромова TracePro дозволяє поєднувати кілька трасувань, зберігаючи обсяг пам’яті одного прогону: у прикладі підсумовано 18 000 прогонів по 1000 променів кожен, що дало 18 000 000 променів при вартості пам’яті одного трасування з 1000 променів. Результат — виключно плавний, без шуму розподіл поглинутого потоку — надійний профіль дози, на якому можна базувати проєктні рішення.
Ключовий момент полягає в тому, що макромова TracePro дозволяє поєднувати кілька трасувань, зберігаючи обсяг пам’яті одного прогону: у прикладі підсумовано 18 000 прогонів по 1000 променів кожен, що дало 18 000 000 променів при вартості пам’яті одного трасування з 1000 променів. Результат — виключно плавний, без шуму розподіл поглинутого потоку — надійний профіль дози, на якому можна базувати проєктні рішення.
Результати
- Доза на кожній глибині — профіль поглинутого потоку (пропорційний дозі в мДж/см²) зчитується комірка за коміркою уздовж осі проникнення.
- Ефективна глибина дезінфекції — одразу видима: глибина, на якій доза падає нижче бактерицидного порогу (залежить від патогена та необхідного логарифмічного зниження).
- Плавний результат без шуму — поєднання мільйонів променів при вартості пам’яті одного прогону дає згладжений розподіл, тому варіанти порівнюються за даними, а не за артефактами вибірки.
- Менше фізичних випробувань — вибір потужності джерела, геометрії та часу експозиції в моделі зменшує дороге біодозиметричне тестування.
- Ефективна глибина дезінфекції — одразу видима: глибина, на якій доза падає нижче бактерицидного порогу (залежить від патогена та необхідного логарифмічного зниження).
- Плавний результат без шуму — поєднання мільйонів променів при вартості пам’яті одного прогону дає згладжений розподіл, тому варіанти порівнюються за даними, а не за артефактами вибірки.
- Менше фізичних випробувань — вибір потужності джерела, геометрії та часу експозиції в моделі зменшує дороге біодозиметричне тестування.
Чому TracePro
Volume Flux — рідна функція TracePro для розрахунку потоку, поглинутого в об’ємі поглинального та розсіювального середовища — саме тієї величини, з якої виводиться доза УФ-C. Це частина області енергетичного балансу та освітлення, без потреби в аналізі дифракції чи аберацій, які є областю інших інструментів.
Хочете перевірити, чи досягає ваша доза УФ-C необхідної глибини перед побудовою камери? Замовте пробну версію TracePro або зв’яжіться з нами — ми покажемо, як побудувати такий аналіз Volume Flux для вашої системи.
Ілюстративний приклад, заснований на функціональності Volume Flux в TracePro (документація TracePro 2026, «Volume Flux Calculations Example»). Наведені значення мають лише ілюстративний характер.