UV-scope

UV-scope —  переносной прибор для обнаружения ультрафиолетового излучения и для определения его интенсивности и направления.

Прибор изначально был задуман для организаций, которые занимаются монтажом систем пожарной сигнализации, работающих в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне, но может быть использован и для других целей.

Проблема эксплуатации УФ-систем состоит в том, что УФ не виден глазом, и обнаружить его источник не прибегая к техническим средствам представляется возможным. В результате этого возникают очень неприятные ситуации — пожара нет, а Пожарные Извещатели (ИП) постоянно дают ложные срабатывания (гонят «ложняк»).

После нескольких ложных тревог, всякие неродивые пожарные диспетчеры типа Шарикова П.П. как правило, либо отключают ИП совсем (чтобы впредь более не беспокоили), либо заменяют их на другие такие же. До первого «ложняка».

В любом случае это не правильные решения, так как они не устраняют причину, а вся активность эксплуатирующих организаций сосредоточивается на борьбе с «симптомами болезни».

Поэтому назрела необходимость создать прибор, который позволяет определять направление и интенсивность УФ излучения, и таким образом оперативно (в реальном времени) находить источник излучения.

Прибор не требует особых знаний от оператора и очень прост в эксплуатации. Достаточно его включить, а затем медленно поворачивая вокруг вертикальной оси, определять направление (азимут) наибольшего излучения.

На приборе имеется графический ЖКИ индикатор и несколько кнопок. Результаты измерений выводятся на индикатор в виде гистограммы (графика) интенсивности излучения от времени. На индикаторе отображается результаты измерений за последние 30 секунд.

Прибор так же производит статистические вычисления, строит график вероятности плотности излучения и вычисляет средне-арифметическое значение (математическое ожидание).

На индикаторе — гистограмма уровня УФ излучения

Кнопки позволяют приостанавливать измерения, очищать результаты, а так же изменять диапазон интенсивности УФ излучения.

Прибор питается от батарейки типа «Крона» 9В. Типовое энергопотребление не превышает 2-3 мА в работающем состоянии и менее 0.0001 мА в выключенном состоянии.

UV-scope и его питание

В основе прибора находится УФ датчик фирмы HAMAMATSU, который работает в УФ диапазоне длин волн от 185 до 265 нм. При попадании на датчик УФ излучения он выдает счетные импульсы. По количеству импульсов можно судить об интенсивности излучения.

В окне виден датчик R2868

Так например, прибор выдает от 8 до 20 импульсов при виде зажженной спички (свечки, газовой зажигалки) на расстоянии 3 м метров от него. Поскольку интенсивность излучения падает согласно обратной квадратичной зависимости от расстояния (I ~ 1/R²) от источника излучения. Таким образом, та же спичка будучи зажженной на расстоянии 10 метров будет вызывать примерно 1-2 импульса в секунду, а на расстоянии 30 метров — примерно один импульс за 10 секунд.

Источники с более мощным УФ излучением будут видны на значительно большем расстоянии. Например, электросварку можно обнаружить даже на расстоянии в несколько километров. (Что, собственно, и является источником ложных срабатываний ИП.)

В то же время, солнечный УФ в указанном диапазоне интенсивно поглощается атмосферой и практически не доходит до поверхности земли. Таким образом, можно говорить, что прибор (и ИП) не «видят» солнце.

Возможно прибор окажется полезен для каких-либо исследований еще где-нибудь, где требуется количественно оценивать уровень УФ излучения и знать его изменение по времени. Например в медицине. Мне сложно оценить рынок и потребителей. Поэтому, я готов с удовольствием выслушать все Ваши пожелания.

Прибор серийно не выпускается. Изготовлен пока только прототип прибора в единственном экземпляре, на котором производится «обкатка» его эксплуатационных свойств и функциональности. Растиражровать прибор в нескольких экземплярах в принципе возможно, но мне для этого потребуется время.

Я прошу вас не реагировать на брутальный вид прибора. Во первых, это всего-лишь прототип, который был изготовлен из того, что было «под рукой». А во вторых, он находится в эксплуатации уже длительное время, как минимум съездил на Черное море.

Реклама

7 responses to “UV-scope

  1. Хамамацу заменить на счетчик Гейгера, например, СИ-8б и получится отличный поисковый дозиметр:)

  2. Хамамацу заменить на счетчик Гейгера, например, СИ-8Б — и выйдет отличный поисковый радиометр.

  3. А можете как-нибудь обрисовать на основе чего источник высокого напряжения?

    • На основе катушки индуктивности. Но я встречался с пожарными извещателями, у которых источник высокого напряжения был реализован на основе диодных умножителей.

  4. Могу подсказать рыночную нишу, где такой прибор будет востребован. Целевая аудитория — жители мегаполисов, пользующиеся соляриями. Многие сейчас озабочены здоровьем и экологией, а недобросовестные владельцы студий загара бывает экономят на лампах для соляриев ( в Евросоюзе брендовые лампы подвержены жёсткому контролю, исключающему излучение во вредном диапазоне UVC, как раз в том, который регистрирует ваш прибор, но в реальности я встречал даже в евро-соляриях лампы произ-ва Китая и СНГ, которые в 3-4 раза дешевле оригинальных. Загорать в них подчас просто страшно! И поверьте, такие опасения не у меня одного.
    Кроме того, этот прибор пригодился бы для количественной оценки вредного излучения различных бытовых медицинских «чудо-ламп», террариумных ламп, промышленных лазеров и т.д., а так же для тестирования средств защиты от УФ — масок, очков, солнцезащитных кремов и т.д. Если цена будет не заоблачная, а маркетинг продуманным, то на такие приборы точно будет определённый спрос.

    • Прежде всего хочу поблагодарить Вас за Ваше отношение к проблеме — желание решать проблемы и стремление изменять мир в лучшую сторону. Спасибо Вам за Ваши предложения и идеи.

      К сожалению, не всё так просто, как кажется с первого взгляда. Если честно, то я тоже думал на эту тему. И даже таскал с собой в отпуск (выезжал на Черное море) приборчик, который позволяет измерять уровень ультрафиолета.

      Проблема в том, что датчики (R2868) работают в области более «жестого» ультрафиолета. Если мне не изменяет память, то в области «B» или «С». В то время, как для получения загара кожи необходим ультрафиолет в области «A».

      На сколько я отображаю биофизику процесса, то ультрафиолет «А» (на память длины волн 300-400 нм) вызывает пигментное потемнение кожи. А более коротковолновый ультрафиолет (200-300 нм) не «поджаривает» белки, а физически их разрушает, то есть вызывает ожог.

      Самое смешное, что атмосфера земли устроена так, что она хорошо пропускает видимый свет, а ультрафиолет она «давит». Причем, чем меньше длина волны, тем сильнее подавляется излучение. Кроме того, уровень ультрафиолета очень сильно зависит от толщины слоя воздуха. Например, солнечные лучи, попадающие на экватор и попадающие на полюса земли проходят разное расстояние через атмосферу. В районе экватора условная толщина атмосферы составляет 20 км. А вот луч, падающий на полюс, должен пройти атмосферу наклонно с малым углом. Его пологий путь может составить и 100, и даже 200 км. В этом случае ни о каком УФ говорить уже не имеет смысла.

      Поэтому люди едут загорать не на полюс, а в южные (точнее — экваториальные) области. Не потому, что там теплее! А потому, что там солнечные лучи преодолевают меньшую толщу воздуха, и поэтому доля ультрафиолета в них достаточно большая.

      Еще пример. Высоко в горах (Тянь-Шань, Эльбрус), люди тоже не слабо-так умудряются загорать. Почему? Да потому, что они, поднимаясь в горы, уменьшают толщину атмосферы, через которую должен пройти ультрафиолет.

      Было 20 км воздуха. Поднялись на 5 км. Толщина атмосферы уменьшилась до 15 км. Но реально уровень ультрафиолета возрос не на 25% (5 км от 20), а значительно больше. Дело в том, что атмосфера не однородна. Это плотность воды одинакова (или почти одинаковая) — что на поверхности, что на глубине 5 км.

      Атмосфера по плотности похожа на чёсенную вату — нижние слои плотные, спрессованные, а верхние слои рыхлые, «воздушные».

      Соответственно, солнечный ультрафиолет сильно ослабляется именно в нижних слоях атмосферы. Ну и если быть до конца «умным» и разбираться в вопросах загара, надо еще учитывать температуру воздуха. Температура воздуха очень сильно влияет на его плотность. Чем ниже температура, тем выше плотность. Чем выше плотность, тем сильнее ослабляется ультрафиолет. Тем бесполезнее загорать там, где холодно. Я не уверен, что работники соляриев разбираются в этих вопросах на таком уровне. Их задача — рубить бабло с клиентов, желающих попонтоваться загаром. Как на самом деле протекают физические и биофизические процессы — это им не интересно. Наука — это не их епархия.

      Возвращаюсь к вопросу применения датчиков для контроля загара. В двух словах, датчики предназначены для получения данных о наличии ультрафиолета в области «B»или «C», то есть в области ультрафиолета, где излучение вызывает не потемнение кожи, а ожог.

      Собственно, на этом эффекте (эффекте разрушения белка) основана работа бактерицидных УФ-излучателей. Белки вирусов, микробов и белки тканей человека имеют похожее строение, поэтому одинаково эффективно разрушаются. Разница только в дозе полученного излучения — человек имеет в миллиарды миллиардов большую массу, чем бактерия или вирус. И та же самая доза облучения, полученная человеком и полученная вирусом приводит к разным результатам — человек получает всего лишь ожог, а вирусы разрушаются полностью.

      Я говорил, что атмосфера Земли «давит» ультрафиолет. Чем короче длина волны, тем сильнее будет «задавлен» УФ. Я могу аргументированно утверждать, что в области работы датчика (185-260 нм) атмосфера Земли полностью «давит» УФ.

      Таким образом, там, где работают датчики, там не нужного ультрафиолета.

      Если уж говорить о применении датчиков в соляриях, то их еще как-то можно использовать для регистрации побочного коротковолнового излучения.

      Да и еще вот что забыл добавить. Вода, в отличие от воздуха, не ослабляет ультрафиолет. Поэтому можно загорать, купаясь в море (находясь в воде), и даже загорать на пляже в пасмурные дни.

      Прибор — «индикатор», который реагирует на наличие жесткого УФ, конечно изготовить можно. Я думаю, что цена его будет в пределах 2-3 т.р. Но я еще не получал реальных (подтвержденных деньгами или какими-то обязательствами) предложений по созданию и производству этих приборов. Если Вы, Zoron, еще испытываете желание поучаствовать в этом бизнесе, то мы можем продолжить нашу беседу. Кто его знает, а вдруг что получится! Но я что-то не очень уверен в успехе предприятия. Одно дело создать изготовить приборчик, а другое дело вызывать у потребителя желание купить его.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s