ОБЕРЕГ-ИНДИКАТОР ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ГЕННАДИЯ ГОНЧАРОВА

Полезная модель относится к области бытовой техники и может быть использована для индикации достижения предельной дозы облучения кожи человека ультрафиолетом Солнца и ультрафиолетом от искусственных источников излучения.
Известно устройство для индикации дозы облучения человека ультрафиолетом [1], содержащее соединённые между собой входной оптический блок, блок формирования преобразуемого электрического сигнала, аналого-цифровой преобразователь, жидкокристаллический дисплей, блок формирования рабочего напряжения, причем входной оптический блок снабжен оптическим окном-преобразователем из кристалла природного алмаза с оптически активными центрами, в качестве которых выступают нескомпенсированные А-дефекты.
Недостатком известного устройства является низкая чувствительность и ограниченная автономность, последний из недостатков обусловлен необходимостью использовать в данном устройстве источника тока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является индикатор дозы ультрафиолетового облучения [2],принятый в качестве прототипа.
Устройство-прототип состоит из чувствительного элемента, маркера цвета и корпуса, выполненного в виде составного основания, снабжённого по меньшей мере одним элементом удержания, и защитного экрана. Корпус устройства-прототипа может быть выполнен из металла, дерева, полимера, резины, кожи, керамики, минерала, кости, стекла, камня и, наконец, композита, а в качестве материала защитного экрана могут быть, применены кварцевое стекла или сапфир.
-5
-1
Чувствительный элемент устройства-прототипа представляет собой по меньшей мере один кристалл фотохромного материала, в частности, легированный натрием в интервале значений от 1×10 до 1×10% вес. монокристалличский материал ряда йодистый
калий, хлористый калий или фтористый калий, а маркер цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом размещён в зоне оптической видимости чувствительного элемента, причём маркёр цвета коррелирует характеристик чувствительности кожи пользователя.
Недостаток устройства-прототипа состоит в ограниченном сроке службы из-за деструктивного воздействия на поверхность водорастворимого чувствительного; кристалла паров воды, содержащихся в атмосферном воздухе и проникающих в объем, образованный составным корпусом.
Техническим результатом, ожидаемым от использования заявленной полезной модели, является повышения срока службы.
Указанный технический результат достигается тем, что индикатор от солнечной радиации, выполненный из составного корпуса, снабженного по меньшей мере одним участком поверхности прозрачным для видимого и ультрафиолетового спектров излучения, маркёра цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом и фотохромного индикатора ультрафиолетового излучения, дополнительно содержит сорбент, помещенный в корпус.
Желательно, чтобы сорбент был выполнен в виде капиллярно-пористой структуры.
Предпочтительно, чтобы в качестве капиллярно-пористой структуры был применён селикагель.
Целесообразно, чтобы в качестве капиллярно-пористой структуры был применён по меньшей мере один волос.
Имеет значение, чтобы в качестве волоса был использован волос человека.
Желательно, чтобы сорбент был импрегнирован по меньшей мере одной антибактериальной добавкой.
Из уровня техники заявителем не была установлена известность всей совокупности признаков, характеризующей предложенную полезную модель. Помимо этого в результате сопоставительного анализа с устройством-прототипом выявлено отличие, состоящее в использовании нового признака, а именно: сорбента, размещенного в составном корпусе.
Всё это что дает основание полагать о соответствии предлагаемой нами полезной модели критерию «новизна».
Сущность заявленного техническое решение иллюстрируется следующими чертежами:
- на Фиг.1 схематично изображен внешний вид индикатора от
солнечной радиации в стилизованном виде Солнца;
- на Фиг.2 представлено сечение А-А из Фиг.1 ;
Перечень позиций:
1. Первая часть составного корпуса.
2. Вторая часть составного корпуса.
3. Прозрачный участок поверхности составного корпуса.
4. Маркер цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом.
5. Средство для позиционирования маркера цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом.
6. Перфорация.
7. Селикагель.
8. Волос человека.
9. Фотохромный кристалл.
10. Средство скрепления составного корпуса.
11. Ушко для подвески.
Индикатор от солнечной радиации состоит из стилизованного «под Солнце» составного корпуса, образованного первой 1 (Фиг.1 и Фиг.2) и второй 2 (Фиг.2) частями, каждая из которых может быть выполнен из любого известного конструкционного материала, например (по аналогии с устройством-прототипом), из металла (платины и её сплавов, золота и его сплавов, серебра и его сплавов, различной бронзы, титана и его сплавов, алюминия и его сплавов, железа и его сплавов типа нержавеющей стали, кобальта и его сплавов, никеля и его сплавов, гафния и его сплавов, ванадия и его сплавов и т.д.), дерева (дуба, клёна, ясеня, сандала, липы, баобаба, черного дерева, карельской берёзы, обычной берёзы и т.д.), полимера (полистирола, плексигласа, полиуретана, проедена, полиэтилена низкого и высокого давлений и т.д.), резины (натуральной из сока гевеи, синтетической, смесей резины с серой типа эбонита), керамики
(фарфора, фаянса, кермета и т.д.), минерала (александрита, лазурита, чароита, малахита, аметиста, рубина, сапфира и т.д.), кости (кости бивней слона, кости бивней мамонта, моржовой кости, китового уса, рогов оленей, рогов коз, рогов горных баранов и т.д.), стекла натриевого, ванадиевого, оптического и т.д.), камня (гранита, базальта, беспористого бетона и т.д.) и композита (на базе стеклянных или сапфировых микросфер, на базе мелкодисперсного армирования углеволокном, на базе пространственного армирорания кевларом и т.д.).
2
3
В первой 1 (Фиг.1 и Фиг.2) и/или второй 2 (Фиг.2) частях составного корпуса устройства предусмотрен прозрачный участок поверхности 3 (Фиг.1 и Фиг.2), который проницаем практически без ослабления для лучей видимого и ультрафиолетового диапазона волн. Упомянутый прозрачный участок поверхности составного корпуса 3 (Фиг.1 и Фиг.2) может быть конструктивно изготовлен в виде вставки из кварцевого стекла или прозрачного искусственного сапфира (беспримесного АlO). В поле оптической видимости сквозь прозрачный участок поверхности составного корпуса 3 (Фиг.1 и Фиг.2) в составном корпусе размещены маркер цвета предельной дозы обличения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2), представляющий собой отражатель насыщенного (интенсивного) синего цвета. Отражатель может быть изготовлен в частности, в виде полиграфически окрашенной в интенсивно синий цвет бумаги, прикрепленной к подложке, или алюминиевого профиля, поверхность которого приведена к указанной цветности известными методами анодирования. Маркер цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) фиксируется в объеме составного корпуса благодаря средству для позиционирования 5 (Фиг.2), в простейшем случае представляющем собой пленку, снабженную перфорацией (Фиг.2), и образующую с маркером цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) посредством скрепления, например, склеиванием, конструкцию Т-образной формы.
В объеме, образованном составным корпусом и средством для позиционирования маркера цвета, предельной дозы облучения ультрафиолетом 5 (Фиг.2) размещает сорбент, в частности селикагель 7 (Фиг.2) или волос человека 8 (Фиг.2). Перед помещением
сорбента в составной корпус его необходимо подвернуть 15-20 минутной обработке потоком теплого (температура более 40°С) воздуха, например, используя для этого бытовой электрофен.
-5
-1
Помимо выполнения своей основной функции в предлагаемом устройстве маркер цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 5 (Фиг.1 и Фиг.2) дополнительно выполняет функцию держателя для фотохромного кристалла 9 (Фиг.1 и Фиг.2), который может быть выполнен с характерным размером в интервале значений от 0,5 до 30 мм из монокристаллического галогенида калия, например монокристаллического йодистого или хлористого калия, легированного натрием в интервала значений от 1×10 до 5×10% вес. Свободное пространство между прозрачным участком составного корпуса и фотохромным кристаллом 9 (Фиг.1. и Фиг.2) может быть заполнено кремнийорганикой (не показана), которая также проницаемой для лучей видимого света и ультрафиолета. Первая 1 (Фиг.1 и Фиг.2) и вторая 2 (Фиг.2) части составного корпуса скрепляются между собой разборно, при этом в качестве средства скрепления составного корпуса 10 (Фиг.2) может быть применена штекерная система скрепления. Для удобства использования (в части переноски и прикрепления) индикатор от солнечной радиации снабжен ушком для подвески 11 (Фиг.1 и Фиг.2), которое скреплено с составным корпусом любым из известных способ, например, посредством «холодной сварки» соответствующим синтетическим клеем.
Индикатор от солнечной радиации используют следующим образом.
ПРИМЕР 1.
Берут первую часть составного корпуса 1 (Фиг.1 и Фиг.2), выполненную из ударнопрочного полистирола цвета слоновой кости, снабженного прозрачным участком поверхности 3 (Фиг.1 и Фиг.2) в виде кварцевой вставки. Затем берут вторую часть составного корпуса 2 (Фиг.2), выполненную из серебра. В качестве сорбента используют 0,05 г человеческого волоса 8 (Фиг.2) и проводят его тепловую обработку бытовым электрофеном в течение 20 минут. Затем состыковывают средства для скрепления 10 (Фиг.2) первой 1 (Фиг.1 и фиг.2) и второй (Фиг.2) частей снизу составного корпуса так, чтобы верхние створки образовывали между собой угол от 50 до 65 градусов. Помещают на внутренною
-4
поверхность указанного стыка выбранный сорбент и посыпают (импрегнируют) его тетрациклином в количестве 0,1 г. Затем через верхние створки в составном корпусе размещают заранее собранный в монтажный узел фотохромный кристалл 9 (Фиг.1 и Фиг.2), (монокристаллический йодистый калий с уровнем легирования натрием 1×10% вес.) закрепленный в окружении маркера цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2), подложка которого Т-образно скреплена с виниловым кольцевым средством для позиционирования 5 (Фиг.2), перфорация которого составляет 40% об. Захлопывают створки, образованные первой 1 (Фиг.1 и Фиг.2) и второй 2 (Фиг.2) частями сверху составного корпуса, при этом происходит штыревая посадка средства крепления составного корпуса 10 (Фиг.2) по всему периметру их соединения. В ушко для подвески 11 (Фиг.1 и Фиг.2) вдевают тесьму (не показала) и далее вручают пользователю, направляющемуся для солнечной экспозиции на пляж.
Пользователь закрепляет тесьму на своём теле, конкретно на шее. При размещении под лучами Солнца пользователь перманентно подвергается радиационному облучению ультрафиолетом. Одновременно с этим солнечные ультрафиолетовые лучи через прозрачный участок 3 (Фиг.1 и Фиг.2) также пронизывают фотохромный кристалл 9 (Фиг.1 и Фиг.2). С течением времени под воздействием солнечной радиации в фотохромном кристалле 9 (Фиг.1 и Фиг.2) происходит изменение цветности, а именно: со светло-серого окраса он набирает интенсивный синий окрас. Пользователем производится периодическое визуальное сравнение интенсивности окраса на маркере цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) с интенсивностью текущего окраса фотохромного кристалла 9 (фиг.1 и Фиг.2). При достижении фотохромным кристаллом 9 (Фиг.1 и Фиг.2) визуальной схожести по интенсивности окраса с интенсивностью окраса поверхности маркера цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) (что является сигналом о достижении допустимой дозы облучения ультрафиолетом незащищенных кожных покровов пользователя) пользователь обязан покинуть территорию пляжа на котором возможно уже губительное для здоровья продолжение экспозиции его кожи лучами Солнца и укрыться в тени.
ПРИМЕР 2.
-2
Берут первую часть составного корпуса 1 (Фиг.1 и Фиг.2), выполненную из дерева (клена), снабженного прозрачным участком поверхности 3 (Фиг.1 и Фиг.2) в виде вставки из искусственного сапфира. Затем берут вторую часть составного корпуса 2 (Фиг.2), выполненную из нержавеющей стали. В качестве сорбента используют 0,1 г селикагеля 7 (Фиг.2) и проводят его тепловую обработку бытовым электрофеном в течение 15 минут. Затем состыковывают средства для, скрепления 10 (Фиг.2) первой 1 (Фиг.1 и фиг.2) и второй (Фиг.2) частей снизу составного корпуса так, чтобы верхние створки образовывали между собой угол от 50 до 65 градусов. Затем через верхние створки в составном корпусе размещают заранее собранный в монтажный узел фотохромный кристалл 9 (Фиг.1 и Фиг.2), (монокристаллический хлористый калий с уровнем легирования натрием 1×10% вес.) закрепленный в окружении маркера цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2), в свою очередь Т-образно скрепленного с резиновым кольцевым средством для позиционирования 5 (Фиг.2), перфорация которого составляет 10% об. Помещают на внешнюю поверхность средства для позиционирования 5 (Фиг.2) выбранный сорбент и посыпают на него 0,1 г пенициллина, т.е импрегнируют поверхность выбранного сорбента. Захлопывают створки, образованные первой 1 (Фиг.1 и Фиг.2) и второй 2 (Фиг.2) частями сверху составного корпуса, при этом происходит штыревая посадка средства крепления составного корпуса 10 (Фиг.2) по всему периметру их соединения. В ушко для подвески 11 (Фиг.1 и Фиг.2) вдевают металлическую булавку (не показана) и далее вручают пользователю, направляющемуся в бокс солярия. Пользователь (в данном случае женщина) закрепляет булавку на своих волосах над лобной частью головы. При экспозиции под лучами «искусственного Солнца», сформированными техническими средствами солярия, пользователь перманентно подвергается радиационному облучению ультрафиолетом. Одновременно с этим ультрафиолетовые лучи через прозрачный участок 3 (Фиг.1 и Фиг.2) также пронизывают фотохромный кристалл 9 (Фиг.1 и Фиг.2). С течением времени под воздействием ультрафиолетового облучения в фотохромном кристалле 9 (Фиг.1 и Фиг.2) происходит изменение цветности, а именно: со светло-серого
окраса он набирает интенсивный синий окрас. Пользователем производится периодическое визуальное сравнение интенсивности окраса на маркере цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) с интенсивностью текущего окраса фотохромного кристалла 9 (Фиг.1 и Фиг.2).
При достижении фотохромным кристаллом 9 (Фиг.1 и Фиг.2) визуальной схожести по интенсивности окраса с интенсивностью окраса поверхности маркера цвета предельной дозы облучения ультрафиолетом 4 (Фиг.1 и Фиг.2) (что является сигналом о достижении допустимой дозы облучения ультрафиолетом незащищенных кожных покровов пользователя) пользователь обязан покинуть бокс солярия в котором возможно уже губительное для здоровья продолжение экспозиции его кожи ультрафиолетовыми лучами «искусственного Солнца».
В предлагаемом устройстве использованы материалы свойства которых изучены и доступны из общеизвестных научно-технических источников информации. Помимо этого, заявленный индикатор от солнечной радиации не требует при его изготовлении применения особых (неизвестных или малоизученных на дату приоритета) технологических приемов и реализующих эти приемы приспособлений. Указанные обстоятельства дают основания полагать о соответствии предложения критерию полезной модели «промышленная применимость».
Достижение заявленного технического результата было исследовано экспериментально при условиях, соответствующих примеру №1 и примеру №2. Результаты эксперимента приведены в Таблице №1 и Таблице №2.
Относительная влажность воздуха при экспериментальных исследованиях на солнечном пляже в среднем колебалась от 71% до 77%, (измерения производились с 3% точностью), а в боксе солярия - от 55% до 62% соответственно. При этом средняя температура воздуха на солнечном пляже составляла 32°С, а средняя температура воздуха в боксе солярия составляла 26°С (измерения производились с точность в 1°С).
Таблица №1
№ п/п
Устройство-прототип
Предлагаемое устройство
1
Материал фотохромного кристалла
Иодистый калий
Материал фотохромного кристалла
Иодистый калий
2
Уровень легирования натрием
1×10<sup>-4</sup>% вес.
Уровень легирования натрием
1×10<sup>-4</sup>% вес.
3
Теоретическая наработка на отказ в вакууме
800 циклов
Теоретическая наработка на отказ в вакууме
800 циклов
4
Исходная погрешность
5% от номинальной дозы УФ-облучения
Исходная погрешность
5% от номинальной дозы УФ-облучения
5
Погрешность 10%
1 месяц
Погрешность 10%
4 месяца
6
Погрешность 15%
3 месяца
Погрешность 15%
9 месяцев
7
Погрешность 30%
6 месяцев
Погрешность 30%
16 месяцев
8
Погрешность 50%
12 месяцев
Погрешность 50%
25 месяцев
9
Погрешность 90%
18 месяцев
Погрешность 90%
33 месяца
Таблица №2
№ п/п
Устройство-прототип
Предлагаемое устройство
1
Материал фотохромного кристалла
Хлористый калий
Материал фотохромного кристалла
Хлористый калий
2
Уровень легирования натрием
1×10<sup>-2</sup>% вес.
Уровень легирования натрием
1×10<sup>-2</sup>% вес.
3
Теоретическая наработка на отказ в вакууме
800 циклов
Теоретическая наработка на отказ в вакууме
800 циклов
4
Исходная погрешность
5% от номинальной дозы УФ-облучения
Исходная погрешность
5% от номинальной дозы УФ-облучения
5
Погрешность 10%
1,8 месяца
Погрешность 10%
7 месяцев
6
Погрешность 15%
4 месяца
Погрешность 15%
12 месяцев
7
Погрешность 30%
9 месяцев
Погрешность 30%
21 месяц
8
Погрешность 50%
14 месяцев
Погрешность 50%
32 месяца
9
Погрешность 90%
24 месяцев
Погрешность 90%
41 месяц
Как видно из обеих таблиц, на уровне 10% погрешности, срок службы предлагаемого индикатора от солнечной радиации в несколько раз выше срока службы устройства-прототипа, что подтверждает достижение заявленного технического результата.
Источники информации:
7
1. Патент РФ №2184354 от 16 апреля 2001 года, МПК G 01 J 1/42, «Способ измерения интенсивности ультрафиолетового излучения Солнца и устройство для его осуществления», авторы: Квасков В.Б. и др.
7
2. Патент РФ №39703 от 03 июня 2004 года, МПК G 01 J 5/18, «Индикатор дозы ультрафиолетового облучения», авторы: Бурнашов С.И. и др., опубл. 10.08.2004 г. Бюл. №22