Датчик для определения микроорганизмов в воздухе

Полезная модель относится к устройствам анализа воздуха на наличие в нем микроорганизмов или любых биологических объектов, содержащих ДНК.
Известно устройство для анализа воздуха на наличие в нем биопримесей, содержащее корпус-сферу из алюминия с отверстиями для входа и выхода воздуха, насос, ультрафиолетовый фотодиод, дающий ультрафиолетовое излучение с длиной волны 260 нм, блок питания, фотоэлектронный умножитель, блок обработки сигнала, сигнализирующее устройство. Внутри сферы установлен фотоэлектронный умножитель для приема ультрафиолетовых лучей (ФЭУ), отгороженный от фотодиода металлической перегородкой, не пропускающей ультрафиолетовые лучи (патент РФ №2672787) [1].
Недостатком указанного устройства является недостаточная эффективность работы, связанная с тем, что ФЭУ имеет достаточно большие размеры, что является препятствием для циркуляции анализируемого воздуха внутри сферы (Загрубский А.А., Цыганенко Н.М., Чернова А.П. Детекторы излучения / А.А. Загрубский, Н.М. Цыганенко, А.П. Чернова // Санкт Петербург, - 2007 г., - 68 с.) [2].
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство предусматривает увеличение турбулентности тока воздуха внутри сферы.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются благодаря тому, что известное устройство, состоящее из корпуса-сферы с отверстиями для входа и выхода воздуха, магистрали с изогнутым патрубком на конце, насоса, ультрафиолетового фотодиода, фотоэлектронного умножителя, отгороженного от ультрафиолетового фотодиода металлической перегородкой, не пропускающей ультрафиолетовые лучи, блока питания, блока цифровой обработки сигнала и блока сигнализации, согласно полезной модели дополнительно содержит осевую крыльчатку с лопастями и электродвигатель, а металлическая перегородка выполнена в форме диска, который является ступицей осевой крыльчатки, приводимой во вращение электродвигателем, при этом радиус диска превышает габариты фотоэлектронного умножителя.
Сущность изобретения представлена на чертеже, где на фиг. 1 изображен предлагаемый датчик для определения микроорганизмов в воздухе, а на фиг. 2 - вид спереди осевой крыльчатки.
Датчик для определения микроорганизмов в воздухе включает корпус-сферу 3, отполированную изнутри и выполненную из алюминия. С одной стороны корпуса-сферы 3 выполнено отверстие, которое соединено посредством магистрали 2 с насосом 1, который улавливает окружающий воздух и доставляет его в корпус-сферу 3 для анализа. В центре корпуса-сферы 3 установлен УФ фотодиод 4, дающий излучение с длиной волны 260 нм, который соединен посредством проводов с блоком питания 13. Кроме того, внутри корпуса-сферы 3 установлен фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 8 для приема ультрафиолетовых лучей, отделенный от УФ фотодиода 4 металлической ступицей в форме диска 6 осевой крыльчатки 5 с лопастями 7. При этом радиус диска 6 превышает габариты ФЭУ 8 так, чтобы не было прямого попадания УФ-лучей от УФ фотодиода 4 на ФЭУ 8. Осевая крыльчатка 5 закреплена на валу 9 и приводится во вращение электродвигателем 12. УФ-лучи воспринимаются ФЭУ 8, соединенным с блоком цифровой обработки сигнала 14, и блоком сигнализации 15 обнаружения ДНК-содержащих биопримесей в анализируемом воздухе. УФ фотодиод 4, ФЭУ 8 установлены в центре корпуса-сферы 3, путем закрепления их на фиксаторе 10, который, в свою очередь, прикреплен к стенке корпуса-сферы 3. Второе отверстие 11 в корпусе-сфере 3 выполнено с
противоположной стороны от первого отверстия и служит для возврата проанализированного воздуха из прибора обратно в окружающую среду.
Предлагаемый датчик для определения микроорганизмов в воздухе работает следующим образом.
Анализируемый воздух постоянно подается в корпус-сферу 3 с помощью насоса 1 по магистрали 2, с изогнутым патрубком на конце. Изогнутый конец патрубка для воздуха нужен, чтобы создать турбулентность тока воздуха внутри корпуса-сферы 3. Степень поглощения ультрафиолетовых лучей, идущих от фотодиода 4, определяется с помощью ФЭУ 8 за счет поглощения излучения с длиной волны 260 нм молекулами ДНК, содержащимися в биопримесях. Данные о степени поглощения УФ-лучей ДНК-содержащими биопримесями поступают в блок цифровой обработки сигнала 14 от ФЭУ 8. При обнаружении ДНК-содержащих биопримесей в анализируемом воздухе выше фона сигнал подается на блок сигнализации 15 о загрязнении воздуха биопримесями.
Благодаря турбулентному движению воздуха внутри сферы, создаваемому изогнутым патрубком магистрали 2, увеличению потока воздуха, создаваемого лопастями 7 осевой крыльчатки 5 и многократному отражению УФ-лучей, испускаемых фотодиодом 4 от внутренней поверхности корпуса-сферы 3 на ФЭУ 8, достигается наиболее полное поглощение лучей биопримесями, содержащими ДНК. По возрастанию интегрального поглощения УФ-лучей, во всем объеме сферы выше фонового значения, загрязняющими биопримесями, содержащими ДНК, автоматически определяется наличие биологического загрязнения исследуемого воздуха и об этом подается сигнал. Проанализированный воздух возвращается обратно в окружающую среду через отверстие, которое расположено с противоположной стороны от отверстия для подачи воздуха.
Таким образом, предлагаемая конструкция датчика для определения микроорганизмов в воздухе позволяет повысить эффективность обнаружения микроорганизмов в воздухе закрытых помещений.