УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В УФ-ДИАПАЗОНЕ

УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦРШ в УФНастоящая полезная модель относится к измерительной технике, а именно,- устройству для контроля уровня солнечной радиации в УФ-диапазоне и может быть использовано в качестве портативного экономичного прибора индивидуального назначения для оценки условий окружающей среды и принятия мер по недопущению отрицательного воздействия на организм человека, а также для текущего контроля за состоянием озонового слоя атмосферы.
Известно что одним из важных показателей экологической ситуации является уровень солнечной радиации в УФ-диапазоне излучения,
Известно также, что наиболее существенное влияние на солнечную радиацию в УФ-диапазоне оказывает поглощение озонового слоя, расположенного на высоте 10-50 км, с максимумом концентрации на высоте 20-25 км. При этом, в последние годы из-за неблагоприятных экологических условий наблюдается существенное нарушение озонового слоя, иногда сопровождающееся образованием так. называемых озоновых дыр. Поэтому наблюдения, особенно индивидуальные, солнечной радиации в УФ-диапазоне представляются крайне важным.
Известно устройство для индикации интенсивности солнечного излучения (Заявка Японии N 62-11294, кл. G01 3/02, G01 f 1/02, 1987), которое содержит корпус, в котором расположены несколько фотоэлектрических преобразователей с различной светочувствительностью по отношению к длинам волн
ДИАПАЗОНЕ
J
спектра в диапазоне 290-320 нм. К фотометрическим преобразователям подключены индикаторы, в качестве которых использованы светодиоды.
Хотя это устройство и имеет значительно меньшие габариты, чем спектрофотометрические устройства, оно, между тем, довольно сложно в техническом отношении из-за необходимости использовать сложную схему электрического питания в связи с различной чувствительностью фотоэлементов. Кроме того, габариты все еще относительно велики из-за наличия все тех же фотопреобразователей, что осложняет использование такого устройства в качестве индивидуального измерительного прибора для оценки состояния ультрафиолетового излучения. Следует иметь ввиду и то, что такое устройство требует специальной подготовки пользователя, что сужает возможности использования его в качестве индивидуального средства контроля.
Наиболее простое устройство для спектрального анализа излучения (Патент СССР 1753960, кл. G01 f 3/42, 1990) содержит корпус в виде изогнутой трубы, в котором спектроанализатор образован сочетанием диспергирующего ультрафиолетовое излучение элемента (призма или дифракционная решетка) и мозаичного экрана, имеющего множество полос из люминофора.
Это устройство наиболее простое из ранее известных. Однако имеет достаточно дорогой диспергирующий элемент для изготовления прибора массового потребления, требует дополнительно отвода тепла из-за проникновения в устройство
всего спектра солнечного излучения и, главное, не позволяет определять величину интенсивности УФ-излучения.
В основу полезной модели положена задача создания простого и надежного устройства контроля уровня излучения, который не требовал бы специальной подготовки потребителя.
Настоящая полезная модель предусматривает устройство контроля уровня солнечной радиации в УФ-диапазоне, содержащее трубчатый корпус, в котором установлены фильтр УФ-излучения, люминесцентный преобразователь УФ-излучения в излучение видимого диапазонадля наблюдения видимого излучения преобразователя, в котором имеется регулятор величины потока на единицу площади преобразователя и шкальный регистратор люминесценции в момент перехода порога преобразования преобразователя.
Преимущество такого устройства заключается в том, что оно может иметь малогабаритную портативную конструкцию, простую и удобную в эксплуатации и не требует специальных знаний в обращении с ним. Непосредственно со шкалы потребитель может получить полную информацию о влиянии на организм УФ-излучения Солнца.
Один из вариантов осуществления предусматривает, что регулятор величины потока может быть выполнен в виде диафрагмы, регулирующей размер поперечного сечения пучка потока.
В другом варианте регулятор удельной величины потока выполнен в виде линзы, установленной с возможностью перемещения относительно преобразователя для изменения
размера пятна фокусировки, при этом фильтрующее УФ-излучение покрытие нанесено непосредственно на линзу.
Целесообразно преобразователь выполнить в виде экрана, имеющего зоны различной чувствительности, а регулятор величины потока установить с возможностью перемещения от одной зоны к другой, что обеспечит возможность контроля радиации для различных диапазонов УФ-излучения.
Для удобства пользователя целесообразно предусмотреть шкалу, градуированную в единицах, характеризующих солнечную радиацию в УФ-диапазоне.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов осуществления полезной модели и прилагаемыми чертежс1ми, на которых:
фиг.1 изображает схематично в разрезе один вариант выполнения устройства контроля уровня солнечной радиации в УФ-диапазоне;
фиг.2 - схематично в разрезе другой вариант выполнения предлагаемого устройства;
фиг.З- один вариант выполнения люминисцентного преобразователя;
фиг.4- другой вариант выполнения люминесцентного преобразователя.
Обратимся вначале к фиг.1, где позицией 1 обозначено в целом устройство контроля уровня солнечной радиации в УФдиапазоне. Это устройство 1 имеет корпус, выполненный в виде трубки 2 с входным отверстием 3. Внутри трубки установлен светофильтр 4, пропускающий только УФ-излучение. За
/
светофильтром 4 в направлении распространении светового потока последовательно расположены переменная диафрагма 5, обеспечивающая регулировку размера поперечного сечения пучка, и люминесцентный преобразователь 6 в виде экрана, за которым размещен окуляр 7, предназначенный для наблюдения за свечением на экране люминесцентного преобразователя люминофора под действием падающего на него излучения (условно показано стрелками) люминофора. Экран преобразователя б представляет собой подложку из прозрачного материала, на которую нанесен слой люминофора 8 (фиг.З), светящегося под действием УФ-излучения определенного диапазона. Диафрагма 5 (фиг.1) кинематической цепочкой 9 (показана условно) соединена с подвижной шкалой 10, а на корпусе 2 закреплен указатель 11. На шкале 10 устройства нанесены деления, например, УФ-опасен, УФ-безопасен,УФполезен, дающие потребителю достаточную информацию о необходимости использования того или иного вида одежды или иного способа защиты от солнечной радиации.
Предварительно тарируют шкалу так, что заданному пороговому значению преобразования экрана-преобразователя б, соответствует определенное значение солнечной радиации солнечного излучения.
Использование описанного устройства осуществляется следующим образом.
Пользователь наводит устройство на участок неба, излучение со стороны которого интересует его. Затем, наблюдая в окуляр 7, следит за экраном.
., //5S -s
Если люминофорный слой 8 дает яркое свечение, то следует уменьшать размер отверстия диафрагмы 5, з еньшая тем самым удельную величину потока УФ-излучения до тех пор, пока не исчезнет это свечение, то есть пока не будет пройден порог преобразования экрана-преобразователя 6, В момент исчезновения свечения шкала 10 займет определенное положение относительно указателя 11 и по отметке на шкале (условно показаны штрихс1ми) потребитель может определить состояние солнечной радиации в УФ-диапазоне.
Если люминофорный слой 2 не дает свечения, то следует увеличивать размер отверстия диафрагмы 5, увеличивая тем самым удельную величину потока УФ до тех пор, пока свечение не возникнет. Момент появления свечения соответствует переходу порога чувствительности и по положению стрелки относительно делений шкалы можно определить значение радиации солнечного излучения.
В показанном на фиг.2 варианте осуществление изменения удельной плотности потока осуществляется посредством объектива 12, на поверхность которого нанесено покрытие, (на фиг.не показано) служащее фильтром УФ-излучения. Объектив 12 служит для получения на экране светового пятна и установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической (как условно показано стрелкой) оси для изменения удельной величины светового потока путем изменения фокусировки падающего светового пучка.
, ,
б
Работа с таким устройством сводится к перемещению объектива 12 из одного положения в другое, пока не будет пройден порог чувствительности преобразователем 13.
Для показанного на фиг.2 варианта выполнения устройства преобразователь 13 имеет три зоны чувствительности 14,15 и 16, каждая из которых чувствительна к соответствующему диапазону УФ-излучения, что позволяет определять распределение УФ-излучения по диапазонам, а это может оказаться весьма существенным в ряде случаев. При этом объектив выполнен с возможностью смещения в плоскости перпендикулярной оптической оси для сканирования по зонам различной чувствительности.
Из приведенного выше описания работы устройства для контроля уровня солнечной радиации в УФ-диапазоне ясна и суть предлагаемого способа, который может быть реализован и с помощью других средств. Способ заключается в том, что задают порог преобразования УФ-излучения в видимое и измен51ют удельную величину преобразуемого потока до тех пор, пока не будет достигнут порог преобразования.
Регистрирзпют излучение видимого спектра в момент перехода пороговой величины преобразования, а поскольку такому преобразованию в момент перехода заданной пороговой величины соответствует определенная доза УФ-излучения, то по преобразованию УФ-излучения в видимое можно судить о солнечной радиации.
Выше были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, в которые, как это понятно
iC / сведущему в этой области специалисту, могут быть внесены многочисленные изменения и модификации в пределах объема притязаний, изложенных в формуле изобретения. Так например, могут быть использованы различные системы кинематической связи шкалы с регулятором, или шкала может быть выполнена неподвижной, а индикатор кинематически соединен с регулятором. Вместо объектива состоящего из одной линзы можно использовать более сложную оптическз ю систему. И наконец, вместо окуляра, предусматривающего визуальную регистрацию, можно использовать фотоэлектронный преобразователь.
И наконец, само собой разумеется, что вместо окуляра для визуального наблюдения может быть использован фотоприемник.
i tf./7