CN112834033A - 一种用于检测并控制人体uv辐射能量的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于紫外线测试技术领域，具体涉及一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统及方法，本发明公开的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，设置在可穿戴设备上，包括传感器系统、数据处理系统以及报警装置，其中：传感器系统与数据处理系统连接，数据处理系统与报警装置连接。本发明体积小，成本低，能够直接嵌入到可穿戴设备上，从而实现对UV辐射能量的实时检测，系统内部可以预设一段时间内UV辐射能量阈值，检测到总辐射能量值超出预设阈值就会进行报警，提醒穿戴者及时切断或者减少UV辐射，保证穿戴者在UV辐射环境中的身体安全。
Description
技术领域
本发明属于紫外线测试技术领域，具体涉及一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统及方法。
背景技术
UV行业包含UVA/UVB/UVC/Far UVC/VUV100-400nm光谱段，UV市场产品基本用在特殊应用行业，很少对人体进行直接照射。
但是随着技术发展和控制疫情的需求，UV产品越来越多可应用到普通人们的生活环境里，主要起到高效杀菌、消毒、净化空气的功能。新的研究证明，Far UVC 207-230nm的远紫外光控制在一定的剂量之内会对人体没有伤害，所以可以直接在有人的地方进行杀菌，但是强烈的紫外线辐射也容易诱发皮肤癌、白内障以及免疫系统缺陷等问题，因此需要对紫外线的辐射能量进行检测。
现有对紫外线辐射能量进行检测时大多采用UV光谱测试仪(如虹谱/远方等厂家制造的)，但是UV光谱测试仪体积太大，成本高，使用不便，无法直接安装在智能穿戴产品的里面，无法实现即时保护人体的目的，并且UV光谱测试仪只能测出光谱和单位面积辐射能量，没有针对人体辐射能量并设定固定值并加以控制的解决方案。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于检测并控制人体UV紫外线辐射能量的系统及方法，能够放置在可穿戴设备上，实时检测紫外线辐射能量，保证人体的安全。
为了达到上述目的，本发明公开了一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，设置在可穿戴设备上，包括传感器系统、数据处理系统以及报警装置，其中：传感器系统与数据处理系统连接，数据处理系统与报警装置连接。
进一步的，传感器系统包括光电传感器、信号调理电路以及数模转换器。
进一步的，光电传感器内部设置有分光或滤光系统。
进一步的，分光或滤光系统只允许波长范围在200-230nm内的光通过。
进一步的，光电传感器内部的光敏电阻上设置有硫化镉或硒化镉。
进一步的，报警装置包括指示灯和/或麦克风和/或震动马达。
此外，本发明还提供了一种应用该检测并控制人体UV辐射能量系统的方法，该方法包括：步骤一：触发可穿戴设备；步骤二：可穿戴设备内的传感器系统实时检测人体单位面积的UV辐射能量，并将UV辐射能量转换成电信号；步骤三：数据处理系统接收电信号，并对电信号进行处理，通过内置的算法计算出一定时间内单位面积累计的UV辐射能量；步骤四：数据处理系统将计算得到的累计UV辐射能量与设定的UV辐射能量阈值进行比较；步骤五：如果累计的UV辐射能量超过设定的UV辐射能量阈值，数据处理系统向报警装置发送报警信号进行报警。
本发明提供的一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统及方法，具有以下有益效果：
本发明提供的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统结构简单，体积小，成本低，能够直接嵌入到可穿戴设备上，从而实现对紫外线(UV)辐射能量的实时检测，系统内部可以预设一段时间内UV辐射能量阈值，检测到总辐射能量值超出预设阈值就会进行报警，并且有多种报警方式，提醒穿戴者及时切断或者减少UV辐射，保证穿戴者在UV辐射环境中的身体安全。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例用于检测并控制人体UV辐射能量的系统的工作流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例公开了一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，设置在可穿戴设备上，包括传感器系统、数据处理系统以及报警装置，其中：传感器系统与数据处理系统连接，数据处理系统与报警装置连接。
具体的，本发明实施例公开的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统主要设置在可穿戴设备上，用于接收并检测紫外线(UV)辐射能量，并判断UV辐射能量是否超过预设阈值，保证人们在UV辐射环境中的身体安全。Far UVC207-230nm的远紫外光控制在一定的剂量之内不会对人体造成伤害，因此可以直接在有人的地方用紫外线进行杀菌，但是需要控制紫外线的辐射能量，防止吸收过度的207-230nm远紫外线使人体受到伤害。本发明实施例提供的系统可以设置在智能手环、帽子、工牌、眼睛框架以及耳机等可穿戴设备上，根据实际情况，嵌入在可穿戴设备的控制电路板上，传感器系统主要用于实时检测所在环境内人体单位面积的UV辐射能量，并将UV辐射能量转换成电信号传输给数据处理系统，数据处理系统数据主要用于接收电信号，并对电信号进行处理，通过内置的算法计算出一定时间内单位面积累计的UV辐射能量，并与设定的UV辐射能量阈值进行比较，数据处理系统根据实际情况可以包括单片机以及比较器，单片机可以选择8位51单片机或者16位PIC单片机或者TI的DSP处理器，主要用于接收电信号并通过内置算法计算得到一定时间内单位面积累计的UV辐射能量，比较器主要用于比较判断累计辐射UV能量是否超出预设的UV辐射能量，如果超过预设的UV辐射能量，则向报警装置发送报警信号，报警装置主要用于接收报警信号，提醒人们及时切断或者减少UV紫外线的辐射，保证人们在紫外线辐射环境中的身体安全。
进一步的，传感器系统包括光电传感器、信号调理电路以及数模转换器。光电传感器主要用于探测接收环境中的UV辐射能量，并将UV辐射能量转换成电信号进行后续的传输，根据传感器的输出电平来选择是否设置信号调理电路，根据数据处理系统是否可以直接接受模拟信号的输入来选择是否设置数模转换器。
进一步的，光电传感器内部设置有分光或滤光系统。光电传感器仅对UV光线敏感，在普通光电传感器的基础上，设计添加分光或者滤光系统，只允许特定波长范围内的光通过，实现对特定波长范围内UV的选择性传感。
进一步的，分光或滤光系统只允许波长范围在200-230nm内的光通过。由于FarUVC 207-230nm的远紫外光的辐射能量控制在一定的剂量之内是不会对人体造成伤害的，所以本发明实施例主要用于针对Far UVC 207-230nm的远紫外光的辐射能量进行检测，分光或滤光系统只会允许波长范围在200-230nm内的光通过，其他波长范围内的光线会被过滤。
进一步的，光电传感器内部的光敏电阻上设置有硫化镉或硒化镉。在光电传感器内部的光敏电阻上设置硫化镉或硒化镉能够提升感应灵敏度，更准确的检测UV辐射能量。
进一步的，报警装置包括指示灯和/或麦克风和/或震动马达。在本发明实施例中，超出预设UV辐射能量最大值后，数据处理系统会发出报警信号，指示灯接收信号后会改变颜色，提醒使用者UV辐射能量超标，麦克风接收信号后会发出声音，提醒使用者UV辐射能量超标，震动马达接收信号后会震动，提醒使用者UV辐射能量超标，根据实际情况可以设置指示灯、麦克风以及震动马达单一提醒装置或者将三者组合共同设计组装成报警装置。
此外，本发明还提供了一种应用该检测并控制人体UV辐射能量系统的方法，主要用于针对Far UVC 207-230nm的远紫外光的辐射能量进行检测，该方法包括：步骤一：触发可穿戴设备，进入波长范围在200-230nm的UV辐射环境中；步骤二：可穿戴设备内的传感器系统实时检测人体单位面积的UV辐射能量，并将UV辐射能量转换成电信号；步骤三：数据处理系统接收电信号，并对电信号进行处理，通过内置的算法计算出一定时间内单位面积累计的UV辐射能量；步骤四：数据处理系统将计算得到的累计UV辐射能量与设定的UV辐射能量阈值进行比较；步骤五：如果累计的UV辐射能量超过设定的UV辐射能量阈值，数据处理系统向报警装置发送报警信号进行报警，提醒人们及时切断或者减少UV辐射，保证人们在UV辐射环境中的身体安全。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (7)
1.一种用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，设置在可穿戴设备上，包括传感器系统、数据处理系统以及报警装置，其中：
所述传感器系统与所述数据处理系统连接，所述数据处理系统与所述报警装置连接。
2.根据权利要求1所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，所述传感器系统包括光电传感器、信号调理电路以及数模转换器。
3.根据权利要求2所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，所述光电传感器内部设置有分光或滤光系统。
4.根据权利要求3所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，分光或滤光系统只允许波长范围在200-230nm内的光通过。
5.根据权利要求3所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，所述光电传感器内部的光敏电阻上设置有硫化镉或硒化镉。
6.根据权利要求1所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统，其特征在于，所述报警装置包括指示灯和/或麦克风和/或震动马达。
7.一种用于检测并控制人体UV辐射能量的方法，其特征在于，该方法应用于权利要求1-6任一项所述的用于检测并控制人体UV辐射能量的系统中，该方法包括：
步骤一：触发可穿戴设备；
步骤二：可穿戴设备内的传感器系统实时检测人体单位面积的UV辐射能量，并将UV辐射能量转换成电信号；
步骤三：数据处理系统接收电信号，并对电信号进行处理，通过内置的算法计算出一定时间内单位面积累计的UV辐射能量；
步骤四：数据处理系统将计算得到的累计UV辐射能量与设定的UV辐射能量阈值进行比较；
步骤五：如果累计的UV辐射能量超过设定的UV辐射能量阈值，数据处理系统向报警装置发送报警信号进行报警。
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