紫外線測定器の種類：放射照度計と分光放射照度計

最も基本的な種類として、放射照度計と分光放射照度計があります。

放射照度計は、特定の紫外線波長域（UVA、UVBまたはUVC）を測定する紫外線測定器です。これらの装置には、特定の波長域を選択的に透過し、他の波長域を遮断する光学フィルターと検出器が使用されています。放射照度計は、感度のある波長範囲内の紫外線放射を記録し、紫外線の強度を表す放射照度の合計値を提供します。

分光放射照度計は、対応した波長範囲の紫外線の強度をスペクトル分解能で測定する紫外線測定器です。放射照度計とは異なり、個々の波長または非常に狭い波長域の強度を連続的に測定することができます。分光放射照度計は、紫外光をスペクトル成分に分割する分光器を使用しています。分光器には、通常回折格子（グレーティング）やプリズムが用いられます。検出器としては、CMOSやCCD、光電子増倍管が使用されます。分光器によって選択された波長は検出器で記録され、電気信号に変換されます。

放射照度計の仕組み

分光放射照度計の仕組み

紫外測定器のアプリケーション

放射照度計は測定波長域全体の放射照度を測定するためのシンプルな用途で、分光放射照度計は詳細なスペクトル分析も行えます。放射照度計は、以下のような特定の波長域における合計の強度が重要な用途に最適です。

コーティング剤や接着剤の硬化：硬化プロセス最適化のための合計の紫外線強度の測定
治療やソラリウム：安全で効果的な使用のための紫外線積算光量のモニタリング
環境モニタリング：環境調査や保護対策のための大気中の紫外線照射の測定

分光放射照度計は、紫外線のスペクトル分析が必要な用途に適しています。例えば、UVランプやUV-LEDが温度や経年変化によって変化する場合のスペクトル放射の測定があります。分光放射照度計は、異なるランプや LEDを比較測定する場合にもご利用いただけます。

紫外線測定器の比較と選択基準

適切な紫外線測定器を選択する際には、以下の点を考慮する必要があります。

・フィルター付きの紫外線測定器である放射照度計は、分光放射照度計よりも感度が高く、低照度での測定に有利です。
・全体的な紫外線強度の評価が必要な場合は放射照度計で十分ですが、詳細なスペクトル情報が必要な場合は、分光放射照度計が必要となります。
・分光放射照度計は、高いスペクトル分解能と高い精度で測定ができますが、一般的に放射照度計より高価で使用方法が複雑になります。

紫外線放射照度計の構成部品

紫外線測定器は、フィルターと紫外線放射を電気信号に変換するセンサーを使用して動作します。正確な測定値を取得するために、拡散板（ディフューザー）、フィルター、検出器（フォトダイオード）、アナログ・デジタル変換器などの部品で構成されています。

拡散板（ディフューザー）：
拡散板は、入射した紫外線を均一に散乱させるために使用されます。方向依存性を補正するために重要であり、コサイン補正としても知られています。微細なガスバブルを含む不透明な石英ガラス、またはPTFEなどで作られます。

フィルター：
紫外線の特定の波長域（UVA、UVB、UVCなど）を選択分離するために、フィルターを使用します。干渉フィルタ、吸収フィルター、バンドパスフィルター、ロングパスフィルターなど、さまざまなタイプの光学フィルターが使用されます。これらのフィルターはUV測定装置の用途に合わせて選択されます。

検出器（フォトダイオード）：
検出器は、紫外線放射を電気信号に変換する紫外線測定器の主要なセンサーです。シリコン（Si）や炭化ケイ素（SiC）などの半導体材料で構成されています。これらの材料は紫外線に反応し、入射強度に比例した電流を発生します。

アナログ・デジタル変換器（ADC）：
アナログ・デジタル変換器は、検出器によって生成されたアナログ信号を、処理装置（マイクロプロセッサー）で扱えるデジタル信号に変換します。AD変換器はアナログ信号をサンプリングし、高精度でデジタル値に変換します。AD変換器の分解能（12ビット、16ビット、24ビットなど）は、測定値の精度に影響します。

紫外線測定器の測定値

紫外線測定器は、異なるアプリケーションに対応する様々な種類の測定値を提供します。代表的な測定値は以下の通りです。

スペクトル分布

放射照度（Irradiance）：
放射照度は紫外線放射の強度を表します。これは、ワット毎平方メートル（W/m²）、ミリワット毎平方センチメートル（mW/cm²）、マイクロワット毎平方センチメートル（μW/cm²）などの単位で測定されます。単位面積あたりの紫外線の強さを示します。面積の単位は簡単に換算でき、例えば、10mW/cm²は100W/m²（=100,000mW/m²）に相当します。

積算光量（dose）：
積算光量は、放射照度と照射時間の積で、１平方メートルあたりのジュール（J/m²）で示されます。これは、UV照射の累積効果が影響するUV硬化やUV殺菌などの用途で特に重要となります。

スペクトル分布：紫外線のスペクトル分布が測定できるのは分光放射照度計のみです。

紫外線測定器を選定のためのヒント

紫外線測定器を選ぶ際には、以下の基準を考慮する必要があります。

測定波長レンジ： アプリケーションに適した紫外線波長域（UVA、UVB、UVCなど）をカバーしていることを確認します。

精度と校正： Opsytec Dr. Gröbel社の RMD Pro のように、精度が高く、認定校正された測定器であることを確認します。

堅牢性と信頼性： 厳しい環境でも確実に動作する堅牢な設計であることを確認します。

サポートとスペアパーツ ：Opsytec Dr. Gröbel社は、包括的なサポート体制の構築、スペアパーツの確保、メーカーからの直接アドバイスを行い、長期的な信頼性とメンテナンスを提供します。

再校正：通常１週間以内で校正を実施し、ダウンタイムを最小限に抑えます。校正を実施することで、測定器の経年変化や汚れが生じた場合にも正確な測定を保証します。また、より高いグレードのISO 17025校正は、校正機関の能力を保証する国際的に認められた基準です。Opsytec Dr. Gröbel社は、幅広い紫外線測定器にISO 17025認証校正を提供しています。ISO 17025校正では、校正の不確かさが抑えられるため、より高い測定精度を保証します。

＜ISO17025認定の校正試験所＞

Opsytec Dr. Gröbel社は、ISO/IEC 17025:2018に準拠して認定されています。この認定はドイツのDAkkSによって与えられています。DAkkSは国際的な認定機関であるEA、IAF、ILACのメンバーであり、弊社の認定は国際的に認められています。

当社のキャリブレーションラボラトリ（K-20284-01-00）では、放射照度計とUVセンサーを低い不確かさで校正することができます。この校正サービスは、当社独自の測定機器だけでなく外部の機器に対しても提供しています。

また、分光放射計（分光計、モノクロメーター、ダブルモノクロメーター、アレイ分光計）やランプ/ランプシステムの校正試験も行っています。 IEC 62471-6:2022に準拠した、ランプ、LED、およびそれらを使用するシステムの光生物学的安全性の試験と分類も行っています。テストラボラトリー（PL-20284-01-00）も2017年よりDAkkSの認定も受けています。

紫外波長域の種類とアプリケーション

紫外線は、 UVA、UVB、UVCの主に３つの波長範囲に分けられます。
これらの波長域はそれぞれ特性が異なり、以下の用途に利用されます。

UVA（315 ～ 400 nm）：
コーティング剤や接着剤の硬化、殺菌、光線療法、蛍光の検出など

UVB（280 ～ 315 nm）：
皮膚疾患の治療など医療療法、殺菌、光化学など

UVC（200 ～ 280 nm）：
殺菌・消毒、空気や水の浄化、食品産業における殺菌など

紫外線測定器の用途

紫外線測定器は、工業分野や科学分野などの幅広い分野で活用されています。

• ・材料の製造過程、コーティングや接着剤の硬化における品質保証、消毒プロセスのモニタリング
• ・紫外線療法における正確な投与、医療機器の滅菌
• ・紫外線暴露モニタリング、紫外線が環境に与える影響に関する研究
• ・光化学反応の研究、新しい材料や技術の開発
• ・紫外線ランプとUV照射システムの放射照度
• ・UVランプ、UV LEDなどの光源の測定
• ・コンベアシステムや紫外線劣化試験での積算光量測定
• ・UV硬化およびUV接着のプロセス制御
• ・作業現場での紫外線安全管理
• ・製品の品質保証

紫外線測定器を利用するにあたって

紫外線測定器を最大限に活用するために、以下の点にご留意ください。

• ・測定器を使用環境に設置する際、放射照度は距離に依存するため、測定器を目的の場所に正確に配置する必要があります。例えば、UV接着の場合は接着を実施する場所、作業場の測定の場合は顔の位置で測定を行います。
• ・校正は、正しい校正用光源を使用して実施します。校正用光源のスペクトルが測定対象のUV照射器のスペクトルと完全に一致しない場合に、スペクトルの不一致が発生し、測定に大きな影響を与えます。Opsytec Dr. Gröbel社では、幅広い種類の校正用光源を所有しており、用途に応じた校正プロセスを取ることでこのようなミスマッチを最小限に抑えます。
• ・長く利用するために、測定器が汚れないように保護をお願いします。測定器が汚れている場合は、イソプロピルアルコール（IPA、イソプロパノール）と糸くずの出ないリントフリー布で丁寧に清掃します。
• ・定期的な校正を実施します。正確なデータ測定と汚染や経年劣化を防ぐために、測定器の定期的な校正を行います。