ИНДИКАТОР УФ-ОБЛУЧЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G01J1/58 

Изобретение относится к области измерительной индикаторной техники, в частности к области идентификации электромагнитного излучения, и может быть использовано при определении "жесткой" и "мягкой" составляющих УФ-диапазона излучения, преимущественно Солнца и искусственных источников УФ-облучения.

Индикатор УФ-облучения относится к типу люминесцентных индикаторов, работающих без внутренних источников энергии и радиоэлектронных схем. Подобные приборы предназначены для экспрессного определения наличия полевых воздействий и могут быть использованы для определения вредного воздействия на организм человека ультрафиолетового излучения Солнца.

Спектр излучения Солнца, кроме видимых лучей, дающих свет и энергию для фотосинтеза в зеленых растениях, содержит также ультрафиолетовые лучи, невидимые глазом. Эти лучи имеют длину волны 0,23-0,42 нм и по воздействию на живые организмы разделяются на две группы. Длинноволновая группа ультрафиолетовых лучей (0,32-0,42 нм) вызывает преимущественно появление пигментной окраски кожи человека (так называемый загар), что способствует повышению иммунитета организма человека к внешним воздействиям, а также накоплению в организме человека витаминов группы D. Более коротковолновые лучи соответствуют эритемной чувствительности кожи человека, а также обладают бактерицидным действием.

Известен (GB, 1422631) датчик для определения дозы облучения УФ-излучением, содержащий держатель, фоточувствительный элемент, изменяющий свой цвет или прозрачность в видимом диапазоне под действием УФ-излучения, а также эталон сравнения.

Известен (RU, 2107266) дозиметр УФ-излучения индивидуального пользования, содержащий контейнер в виде кулона или медальона, выполненный из пластического материала, причем в контейнере размещены оптический фильтр и два слоя фотохромного материала, между которыми размещен оптический фильтр, выполненный в виде набора светофильтров, в качестве фотохромного использован материал, обладающий обратным фотохроизмом, спектр поглощения исходной формы которого лежит в диапазоне меньше 320 нм, а фотоиндуцированный - в диапазоне ~550 нм.

Известно устройство (RU, 2150973) для определения рекомендуемого времени нахождения человека под воздействием УФ-излучения, содержание фотоприемник для измерения биологически активности УФ-излучения, фотоприемник для измерения коэффициента отражения света кожей и приспособление с рекомендуемыми временами нахождения человека под воздействия УФ-излучения.

Недостатком указанных устройств следует признать их принципиальную непригодность для разделения "жесткой" и "мягкой" составляющих УФ-диапазона.

Известно устройство контроля уровня солнечной радиации (RU, 2094820), содержащее трубчатый корпус, в котором установлен фильтр УФ-излучения, люминесцентный преобразователь УФ-излучения в излучение видимого диапазона для наблюдения видимого излучения преобразователя, причем оно дополнительно содержит регулятор величины потока на единицу площади преобразователя и шкальный регистратор люминесценции в момент перехода порога преобразования преобразователя. В предпочтительном варианте устройство содержит корпус, выполненный в виде трубки с входным отверстием, причем внутри трубки установлен светофильтр, пропускающий только УФ-излучение, за светофильтром расположена диафрагма и люминесцентный преобразователь в виде подложки из светопрозрачного материала, на которую нанесен слой люминофора, светящегося под действием УФ-излучения определенного диапазона. Хотя указанный индикатор и позволяет различать различные диапазоны УФ-излучения, но одновременное обнаружение "мягкого" и "жесткого" поддиапазонов УФ-излучения невозможно.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке устройства, позволяющего раздельно одновременно качественно определять "жесткий" и "мягкий" поддиапазоны УФ-излучения.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении возможности определения преобладания "жесткого" или "мягкого" поддиапазонов УФ-излучения.

Указанный технический результат достигается использованием устройства, содержащего полый корпус, на одной стороне которого размещен УФ-фильтр, пропускающий предпочтительно электромагнитное излучение в диапазоне от 280 до 420 нм, за УФ-фильтром расположена проницаемая для указанного диапазона электромагнитного излучения пластина, на одну половину которого нанесен люминофор, активируемый электромагнитным излучением в первом диапазоне (от 340 до 420 нм), а на вторую половину - люминофор, активируемый электромагнитным излучением во втором диапазоне (от 280 до 380 нм). На другой стороне полого корпуса размещено приспособление для визуального контроля свечения люминофоров в видимом диапазоне. Указанное приспособление может содержать окуляр, а также двояковыпуклую линзу, увеличивающее изображение указанной проницаемой пластины. Предпочтительно корпус выполнен трубчатым и из пластических материалов. Светопроницаемая пластина выполнена из полиметилметакрилата. В качестве люминофоров использованы для диапазона 340-420 нм соединение YVO₄, активированный Еu, и для диапазона 280-340 нм соединение YPVO₄, также активированный Еu. Однако возможно использование и других люминофоров, обладающих теми же характеристиками. Линза может быть выполнена из поликарбоната. Однако возможны и другие варианты реализации изобретения.

Предпочтительный вариант реализации индикатора приведен на чертеже, где приняты следующие обозначения: трубчатый корпус 1, светофильтр 2, светопроницаемая пластина 3, люминофор 4, активируемый УФ-излучением с длиной волны 340-420 нм, люминофор 5, активируемый УФ-излучением в диапазоне от 280 до 340 нм, линза 6, окуляр 7.

В предпочтительном варианте реализации индикатора корпус 1 выполнен из полиэтилена, светопроницаемая пластина 3 - из полиметилметакрилата, люминофор 4 содержит YVO₄, активированный европием, люминофор 5 содержит YPVO₄, также активированный европием, линза 6 выполнена из поликарбоната. На пластине 3 под слоем люминофора 4 нанесено изображение Солнца, означающее возможность находиться под прямыми солнечными лучами, а под люминофором 5 нанесено изображение зонта, означающее необходимость экранировать себя от прямых солнечных лучей.

Индикатор используют следующим образом. Ориентируют корпус 1 индикатора светофильтром 2 в сторону солнца. УФ-излучение, проходя через светофильтр 2, активирует люминофоры 4 и 5. Если в спектре УФ-излучения превалирует поддиапазон от 340 до 420 нм, то свечение люминофора 4 покажет возможность находиться под прямыми солнечными лучами. Если в спектре УФ-излучения превалирует поддиапазон от 280 до 340 нм, то свечение люминофора 5 покажет необходимость изоляции от прямых солнечных лучей. Свечение наблюдают через линзу 6 и окуляр 7.

Использование изобретения позволяет определять преобладание "жесткого" или "мягкого" поддиапазонов УФ-излучения, особенно в оптическом излучении, генерированном Солнцем.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к области измерения электромагнитного излучения. Индикатор УФ-облучения содержит корпус и светочувствительный элемент. Указанный корпус выполнен полым, на одной стороне его размещен УФ-фильтр, пропускающий электромагнитное излучение в диапазоне от 320 до 420 нм и не пропускающий солнечные лучи видимого диапазона, за УФ-фильтром расположен светочувствительный элемент в виде пластины, на одну половину которой со стороны УФ-фильтра нанесен люминофор, активируемый электромагнитным излучением в диапазоне от 340 до 420 нм, а на вторую половину со стороны УФ-фильтра - люминофор, активируемый электромагнитным излучением в диапазоне от 280 до 340 нм, причем на другой стороне полого корпуса размещено приспособление для визуального контроля свечения люминофоров. Техническим результатом является возможность определения преобладания "жесткого" или "мягкого" поддиапазонов УФ-излучения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Индикатор ультрафиолетового (УФ) облучения, содержащий полый корпус и светочувствительный элемент, причем на одной стороне корпуса размещен УФ-фильтр, пропускающий электромагнитное излучение в диапазоне от 280 до 420 нм, за УФ-фильтром расположен светочувствительный элемент в виде проницаемой для указанного диапазона электромагнитного излучения пластины, на одну половину которой нанесен люминофор, активируемый электромагнитным излучением в первом диапазоне, а на вторую половину - люминофор, активируемый электромагнитным излучением во втором диапазоне, при этом на другой стороне полого корпуса размещено приспособление для визуального контроля свечения люминофоров, отличающийся тем, что в качестве люминофора, активируемого электромагнитным излучением в первом диапазоне, использовано соединение YVO₄, активированное Eu, а в качестве люминофора, активируемого электромагнитным излучением во втором диапазоне, использовано соединение YPVO₄, также активированное Eu, при этом пластина светочувствительного элемента выполнена из полиметилметакрилата. 2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из пластических материалов.