DE19941994C1 - Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr - Google Patents

Abstract

Die kalibrierbare Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr besteht aus einer Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr und einem Kalibrator. Sie bietet dem Benutzer neben den üblichen Uhrfunktionen eine sichere Möglichkeit zur Vermeidung von Hautschäden durch zu intensive Sonnenbestrahlung in Abhängigkeit vom Hauttyp und Sonnenschutzfaktor der verwendeten Sonnencreme. Sie besitzt dazu einen UV-Sensor mit einer Meß- (2.5) und Referenzschicht (2.6) aus SiC zur Minimierung von thermischen und elektromagnetischen Störsignaleinflüssen. Die digitalelektronische Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung der physikalisch-biologischen Wirkungen der Sonnenstrahlung auf die menschliche Haut und der vom Benutzer vorgegebenen Parameter. Die Displays und opto-elektronische bzw. elektroakustische (2.12) Aktoren dienen zur Warnung des Benutzers beim Auftreten kritischer UV-Werte. In das mit Einstellasten für die Uhr- und UV-Grundfunktionen versehene Gehäuse ist ein Kalibrierflansch zur Aufnahme des UV-Kalibrators eingearbeitet, bestehend aus einem optischen Sender, dessen spektrale Empfindlichkeit der des UV-Sensors entspricht, und einer integrierten Taste zur Auslösung des Kalibriervorgangs, wobei das leichte Kalibratorgehäuse mit einem den Einfluß von Fremdlicht vermeidenden Dichtungselement versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Digital-UV-Dosimeter- Armbanduhr, bestehend aus einem Gehäuse mit zwei in die­ sem integrierten aber verschiedenen gerätetechnischen Funktionseinheiten, einer chronometrischen Einheit zur Zeit- und Datumsanzeige und einer metrologischen Einheit zur Messung und optischen und/oder akustischen Anzeige von Daten, resultierend aus der physikalischen und biolo­ gischen Wirkung von Sonnenbestrahlung auf die menschliche Haut.

Wird die Haut durch UV-Strahlung überfordert, was nicht nur an Sonnentagen, sondern auch an bewölkten Tagen oder im Winter in Schneegebieten passieren kann, können neben einem akuten Sonnenbrand auch Spätschäden wie Faltenbil­ dung oder sogar Hautkrebs auftreten.

Aus US-4 985 632 ist eine elektronische Armbanduhr mit einer batteriebetriebenen LCD-Anzeige mit diversen Uhr­ funktionen und einer Fotodiode als UV-Sensor mit einem vorgeschalteten UV-B-Filter zur Vermeidung von Hautschä­ den, die durch Sonnenbestrahlung entstehen, bekannt, bei der die gemessene UV-B-Strahlung parameterabhängig mit Hilfe eines Mikrocomputers verarbeitet und optisch zur Anzeige gebracht wird. Neuere Forschungen haben aber ge­ zeigt, daß sowohl die UV-A- als auch die UV-C-Strahlung zu gefährlichen Hautschäden führen kann. Daher sollten diese Frequenzbereiche unbedingt erfaßt werden. Für die Messung wird nur ein Einzelsensor verwendet. Damit ist es nicht möglich, auf einfache Weise Temperaturfehler und elektromagnetische Störungen zu kompensieren. Desweiteren ist keine externe Kalibriermöglichkeit vorgesehen, so daß Fehlfunktionen durch betriebs- und altersbedingte Fakto­ ren nicht ausreichend oder gar nicht erkennbar sind. Die gewünschte Schutzfunktion wird damit sehr unsicher.

Das aus US-5 148 023 A bekannte UV-Meßgerät ist mit zwei Fotodioden versehen, die im wesentlichen die gleiche spektrale Empfindlichkeit mindestens in einem UV-Bereich haben. Vor der zweiten Fotodiode ist zur Abschirmung min­ destens eines Teils des UV-Bandes ein optischer Filter angeordnet. Es wird die UV-Lichtstärke als Differenzsi­ gnal von der ersten und zweiten Fotodiode gemessen und als Endwert auf einem Display ausgegeben. Der optische Filter vor der zweiten Fotodiode besitzt eine Dämpfung im UV-Band und eine Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich. Ein Mehrschritt-Balkendiagramm für MED und SFP Werte dient als Sonnenbrand-Monitor. Aus medizinischer Sicht ist es aber nicht ratsam, nur einen Teilbereich der UV- Strahlung zu messen. Desweiteren ist auch hier keine ex­ terne Kalibriermöglichkeit durch den Benutzer vorgesehen. Eine Fehlfunktion durch betriebs- und altersbedingte Faktoren ist daher nicht ausreichend oder gar nicht erkenn­ bar. Die gewünschte Schutzfunktion wird damit zweifel­ haft.

Das gleiche gilt auch für den aus US-5 148 023 A be­ kannten fotovoltaischen Sensor (Fotodiode), der mit einer integrierten Dunkelstromkorrektur versehen ist und aus zwei verschiedenen, in Reihe geschalteten Fotodioden be­ steht. Die aktive Fotodiode erzeugt einen Fotostrom, wäh­ rend die passive Fotodiode keinen Strom erzeugt. Vorzugs­ weise ist die Bandlücke der passiven Fotodiode so an die der aktiven Fotodiode angepaßt, daß sich ihre Dunkelströ­ me über einem bestimmten, aber begrenzten Temperaturbe­ reich im wesentlichen kompensieren.

Eine optimale Kompensation der Dunkelströme im gesamten Betriebstemperaturbereich sowie auch die ausreichende Kompensation von thermischen Nullpunktdriften und thermi­ schen Empfindlichkeitsänderungen und eine gute Unterdrüc­ kung elektromagnetischer Störstrahlung sind hierbei nicht möglich. Auch hier fehlt es an einer externen Kalibrier­ möglichkeit durch den Benutzer ebenso wie an der Erkenn­ barkeit einer Fehlfunktion durch betriebs- und altersbe­ dingte Faktoren.

Mit dem aus US-5 686 727 A bekannten UV- Strahlungsmeßsystem wird entweder der UV-Fluß oder ange­ häufte UV-Energie bestimmt. Ein Sensor verwandelt die UV- Strahlung in eine Spannung, und ein Spannungs-/Frequenz- Wandler erzeugt eine zur Spannung proportionale Frequenz. Für die Darstellung des UV-Flusses und der UV-Energie werden die Frequenzsignale mit Subsystemen entsprechend aufbereitet. Ein Löschknopf erlaubt dem Benutzer ein Zu­ rückzusetzen des Systems. Ein Warnlicht, eine Anzeige oder ein Summer zeigt dem Benutzer des Systems, daß seine Haut in Gefahr ist, eine Sonnenbrandwunde zu bekommen. Eine Faseroptik oder Lambertoptik schaffen im wesentli­ chen einheitliche solare Bedingungen für die Strahlungs­ messung. Eine Solarzelle kann benutzt werden, um das Ge­ rät mit Spannung zu versorgen, besonders innerhalb einer Uhrkonfiguration. Für die Messung wird nur ein Einzelsen­ sor verwendet. Damit ist es nicht möglich, auf einfache Weise Temperaturfehler und elektromagnetische Störungen zu kompensieren.

Es ist auch hier keine externe Kalibriermöglichkeit vor­ gesehen, so daß Fehlfunktionen durch betriebs- und al­ tersbedingte Faktoren nicht ausreichend oder gar nicht erkennbar sind und die gewünschte Schutzfunktion damit unsicher wird.

Das aus DE 43 29 666 C1 bekannte Strahlungsmeßgerät zum Schutz vor hoher UV-Strahlenbelastung ist mit einer hoch­ empfindlichen SiC-Fotodiode als UV-Sensor versehen. Es besitzt Eingabeeinrichtungen zur externen Eingabe von Pa­ rametern, eine elektronische Signalverarbeitung, welche die erfaßte Strahlungsintensität unter Berücksichtigung der Eingabeparameter bewertet und eine Ausgabeeinheit zur optischen und/oder akustischen Anzeige der bewerteten Er­ gebnisse. Für die Messung wird nur ein Einzelsensor ver­ wendet. Damit ist es nicht möglich, auf einfache Weise Temperaturfehler und elektromagnetische Störungen weitge­ hend zu kompensieren. Es ist auch hier keine externe Ka­ libriermöglichkeit vorgesehen, so daß Fehlfunktionen durch betriebs- und altersbedingte Faktoren nicht ausrei­ chend oder auch gar nicht erkennbar sind und die ge­ wünschte Schutzfunktion damit sehr unsicher wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein leichtes, bedienungsfreundliches Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches während der gesamten Bestrahlungszeit an einer sehr ein­ fach zugänglichen aber strahlungsexponierten Körperstelle tragbar ist, welches die UV-Strahlen über den biologisch relevanten Spektralbereich messen kann, das ausgerüstet ist mit leicht vorprogrammierbaren elektronischen Einhei­ ten für verschiedene physikalische und physiologische Pa­ rameter und mit einer akustischen und optischen Warnein­ richtung für die Bräunungszeit der verschiedenen Hautty­ pen und dem jeweils einstellbaren Sonnenschutzfaktor der verwendeten Sonnenschutzcreme.

Damit die Gesamtzuverlässigkeit des Systems garantiert werden kann, muß es mit einem zur Vorrichtung gehörenden, externen UV-Kalibrator vom Benutzer leicht kalibrierbar sein.

Daß die bisher erhältlichen UV-Sensoren und UV-Meßgeräte für die physikalische und industrielle Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik aufgrund ihrer sehr speziellen Kon­ struktionen und aus Kostengründen zur Lösung der gestell­ ten Aufgabe nicht sehr geeignet sind, ist bekannt. Weiter sind verschiedene UV-Pflaster (z. B. "Sun to See UV Strip" der Hamburger UV-Signal GmbH, Vertrieb über Apotheken) oder UV-Belastungstester in Kartenform von verschiedenen Firmen, teils auch als Werbegeschenke, bekannt. Allen Va­ rianten (UV-Pflaster und UV-Karte) ist gemeinsam, daß sie über Vergleichsfarbskalen durch optischen Vergleich per Auge nur einen sehr groben Anhaltspunkt für die aufgenom­ mene UV-Dosis liefern. Die Erfassung des richtigen Vergleichszeitpunktes bleibt dem Anwender überlassen. Der Sonnenschutzfaktor wird bei dieser Methode nicht oder nur unzureichend berücksichtigt. Alles in allem eine sehr un­ genaue und damit letztlich nicht ungefährliche Schutzme­ thode. Weiter gibt es von der Firma Optix Tech Inc. (USA) ein sogenanntes "Personal UV meter", ein Handgerät mit der Handelsbezeichnung "SafeSun". Es kommt in seinen technischen und allgemeinen Eigenschaften dem Erfindungs­ gegenstand am nächsten. Das Handgehäuse des "SafeSun" zwingt den Benutzer den Ablageort des Gerätes ständig im Gedächtnis zu behalten. Es liegt in der Natur des Men­ schen, daß er Dinge verlegt und in wichtigen Momenten nicht auf sie zugreifen kann, oder wie bei diesem Gerät eine sehr wichtige Warnfunktion nicht wahrnimmt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Das erfindungsgemäße Gerät befindet sich in einem uhrähn­ lichen Gehäuse mit Armband, so daß das Gerät immer am Arm der Benutzer getragen werden kann. Die vollwertige Uhr­ funktion und das besonders vorteilhafte Design des Erfin­ dungsgegenstands unterstützen das lange Tragen am Handge­ lenk. Weiter verfügt der Erfindungsgegenstand über eine echte Dosimeterfunktion. Nach dem Anlegen der Digital-UV- Dosimeter-Armbanduhr wird die Meßfunktion mit vorgegebe­ nen Parametern (Hauttyp und Sonnenschutzcremefaktor) ge­ startet, d. h. die momentane aktuelle UV-Strahlungs­ intensität wird immer am aktuellen Aufenthaltsort des Be­ nutzers gemessen und daraus über der Zeit die UV- Strahlungsdosis elektronisch berechnet, während der "SafeSun" an einem bestimmten Ort die momentane UV- Strahlungsintensität erfaßt und unter Berücksichtigung der oben erwähnten Parameter die UV-Strahlungsdosis er­ mittelt. Es wird also hier nicht echte UV-Strahlungsdosis gemessen. Die UV-Strahlungsintensität wird aufgrund des verwendeten UV-Elementarsensors beim "SafeSun" von Optix im erweiterten UV-B Spektralbereich gemessen. Es werden also weite Teile des UV-C und UV-A Spektrums ausgeblen­ det. Wie oben schon ausführlich erwähnt, haben neuere wissenschaftliche Untersuchungen entgegen der allgemeinen Meinung ergeben, daß zuviel UV-A-Strahlung ebenfalls zu Faltenbildung und Hautkrebs führen kann. Die Digital-UV- Dosimeter-Armbanduhr erfaßt aus diesem und den oben ge­ nannten Gründen den gesamten UV-Spektralbereich. Während der "SafeSun" einen UV-Elementarsensor besitzt und mit nur einer Si-Halbleiterschicht, die als Meßschicht ver­ wendet wird, ausgerüstet ist, ist die erfindungsgemäße Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr mit einem Differenz-UV- Elementarsensor versehen, der aus einer SiC-Meßschicht und einer SiC-Referenzschicht besteht. Das Differenzver­ fahren ermöglicht bei geeigneter Konstruktion eine weit­ gehende Kompensation thermisch und elektromagnetisch be­ dingter Störsignale. Ein weiterer Einbau weiterer Senso­ ren zur Störgrößenkompensation ist damit nicht notwendig. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes be­ steht darin, daß bei Verwendung von SiC-Schichten als UV- Elementarsensorwerkstoff keine zusätzlichen Filterglas­ kombinationen für den sichtbaren und infraroten Bereich, wie z. B. bei der üblichen Verwendung von GaAsP- oder Si- Elementarsensoren, notwendig sind. Der UV-Elementarsensor zeichnet sich außerdem durch ein extrem niedriges Dunkel­ stromniveau und ein hohes Signal/Rauschverhältnis bei ei­ nem großen Betriebstemperaturbereich aus. Außerdem läßt sich SiC waferlitgraphisch sehr gut bearbeiten. Ein wei­ terer Vorteil gegenüber dem "SafeSun" oder ähnlichen Ge­ räten besteht darin, daß die Digital-W-Dosimeter- Armbanduhr aus medizinischen Sicherheitsgründen während des laufenden Betriebs jederzeit mit dem oben beschriebe­ nen Kalibrator durch einen einfachen Kalibriersprung in seiner technischen Funktionstüchtigkeit überprüft werden kann. Damit sind Hautschäden, die dem Benutzer durch ein Defektwerden der Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr gerade während des Betriebs entstehen, ausgeschlossen.

Neuere wissenschaftliche Untersuchungen haben entgegen der allgemeinen Meinung ergeben, daß zuviel UV-A- Strahlung auch zu Faltenbildung und Hautkrebs führen kann. Davor kann eine Sonnencreme sowieso nicht schützen, da sie im allgemeinen eine ausreichende Menge an UV-A durchlassen soll, weil diese zur Stärkung des Immunsy­ stems und zur Bildung von Vitamin D sowie zur Reduzierung von Streßhormonen im Blut wichtig ist. Aus diesem Grunde werden für den UV-Elementarsensor erfindungsgemäß SiC- Schichten vorgesehen, da deren spektrale Empfindlichkeit von 230 nm bis 400 nm (UV-A, UV-B, UV-C) reicht, also den gesamten UV-Spektralbereich erfasst. Damit wäre es dann möglich, wenn notwendig, mehrmals täglich zum richtigen Zeitpunkt gezielt Sonnenschutzmittel mit dem richtigen Sonnenschutzfaktor und den pflegenden Eigenschaften aufzu­ tragen und rechtzeitig einen voll sonnengeschützten Ort oder den Schatten aufzusuchen, um so die aktuelle UV- Dosis und damit die Sonnendosis langsam an den entspre­ chenden Hauttyp angepaßt zu steigern.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch den konstruktiven Aufbau und die geometrische Anordnung der mechanischen und elek­ tronischen Komponenten einer kalibrierfähigen Digi­ tal-UV-Dosimeter-Armbanduhr in Draufsicht;

Fig. 2 im Längsschnitt schematisch den konstruktiven Aufbau und die geometrische Anordnung der mechani­ schen und elektronischen Komponenten einer kali­ brierfähigen Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Digital-UV-Dosimeter- Armbanduhr.

In Fig. 1 ist ein mögliches Design einer Gehäuseoberfläche einer kalibrierbaren Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr mit einem Kunststoff (ABS) - oder Edelstahlgehäuse 1.1 und einem Kunststoff- oder Edelstahlarmband 1.14 dargestellt. Die acht mechanischen Bedienelemente (Mikrotasten) 1.6 bis 1.7 sowie 1.10 bis 1.13 (aus einem geeigneten Kunst­ stoff, Kunstkeramik oder Edelstahl) sind peripherkonzen­ trisch in den Kunststoff (ABS) - oder Edelstahlgehäuse­ deckel integriert. Es stehen also insgesamt acht Mikrota­ sten zur Verfügung die schaltungstechnisch so miteinander kombiniert sind, daß z. B. über die Ecktasten 1.6 und 1.7 die Einstellungen der Uhr-Grundfunktionen und die UV- Grundfunktionen festgelegt sind, während über die recht­ eckigen Zwischentasten 1.10 bis 1.13 die Einstellung der einzelnen Parameter (Zeit, Datum, Stoppuhrfunktion, Kali­ brierwerterfassung Displaybeleuchtung, individueller Son­ nenschutzfaktor, Bräunungszeit, usw.) festgelegt ist. Das einzeilige alphanumerische Display 1.3 dient zur Anzeige von Uhrzeit, Datum und Stoppzeit. Das zweizeilige alpha­ numerische Display 1.4 dient zur Anzeige der momentan ak­ tuell gemessenen UV-Bestrahlungsstärke (gemessen in mw/cm²) der über die gesamte UV-Bestrahlungszeit (gemes­ sen in h) schon tatsächlichen, aufgenommenen, elektro­ nisch berechneten UV-Bestrahlungsdosis (berechnet in J/cm²) und der elektronisch errechneten UV-Grenzdosis (in J/cm²) sowie dem einprogrammierten Sonnenschutzfaktor (je nach Hauttyp) und der elektronisch berechneten Restbräu­ nungszeit. Die drei optoelektronischen Aktoren 1.5 dienen zur optischen Anzeige von Warnfunktionen: elektrischer Ladungszustand der Monozelle, momentan maximal zulässige UV-Bestrahlungsstärke erreicht, maximal zulässige UV- Tagesbestrahlungsdosis erreicht. Die UV- Halbleitermeßschicht 1.2 (vorzugsweise aus SiC) des UV- Elementarsensors dient zur Messung der aktuellen UV- Bestrahlungsintensität.

In Fig. 2 ist (im Längsschnitt) der modulare mechanische und elektronische Aufbau einer Digital-UV-Dosimeter- Armbanduhr dargestellt. Das zweiteilige Gehäuse besteht aus einem Deckel 2.2 aus Kunststoff (ABS) oder Edelstahl mit Kalibrierflansch zur mechanischen Aufnahme eines ex­ ternen UV-Kalibrators und eines Bodenteils 2.1 zur Auf­ nahme der Elektronikmodule, Aktoren und Sensor. In den Gehäusedeckel 2.2 sind ein für UV-Strahlung durchlässiges Schutzglas 2.4 (wasserdicht bis 10 bar und falls über­ haupt notwendig mit speziellen optischen und thermischen Filterfunktionen) und die schon oben beschriebenen acht mechanischen Mikrobedienelementen 2.9 integriert. Das Armband 2.3 ist mechanisch mit dem Gehäuseteil 2.1 ver­ bunden. Der UV-Elementarsensor besteht aus einer UV- Halbleitermeßschicht 2.5 aus SiC, einer sehr leichten dünnen Trägerplatte aus Keramik mit Wärmebrücken und ei­ ner UV-Halbleiterreferenzschicht 2.6, die ebenfalls aus SiC besteht und in ihren geometrischen Abmessungen gleich der Halbleitermeßschicht ist. Die UV-Halbleitermeßschicht dient zur direkten Messung der UV-Strahlungsintensität. Auf die Halbleitermeßschicht wirken zeitgleich die zu sensierende Größe und die möglichen Störgrößen. Auf die Halbleiterreferenzschicht wirken nur die möglichen Stör­ größen, da aufgrund ihrer konstruktiven Anordnung die zu sensierende Größe abgeschirmt ist. Die bei UV-Bestrahlung von der Meßschicht und der Referenzschicht erzeugten elektrischen Signale werden über einen I/U-Wandler in ei­ ne Spannung umgeformt, dann von einem UV-Vorverstärker vorverstärkt und dann elektronisch mit Hilfe eines Diffe­ renzverstärkers subtrahiert und nachverstärkt, so daß thermische und elektromagnetische Störsignale kompensiert werden können. Diese Anordnung bildet damit einen sog. Differenz-UV-Sensor.

Das Elektronikmodul 2.8 mit den peripherkonzentrisch an­ geordneten Schaltkontaktflächen für die elektrische Ver­ bindung der Mikrotasten besteht aus I/U-Wandler und UV- Signalverstärker (bestehend aus Vorverstärker, Differenz­ verstärker und Anpaßverstärker) zur elektronischen Aufbe­ reitung und Anpassung des UV-Meßsignals. Das elektrische Meßsignal wird nun über einen AD-Wandler dem Mikrocon­ troller zugeführt, numerisch aufbereitet und mit den an­ deren programmierten Parametern verknüpft. Ein Teil der digitalen Steuersignale wird direkt zur Ansteuerung der entsprechenden Displays (zur Anzeige der Uhr-, Meß- und Alarmfunktionen) verwendet und der andere Teil der Steu­ ersignale über DA-Wandler in analoge Steuersignale gewan­ delt und den entsprechenden Aktoren zugeführt. Der Elek­ tronikmodul 2.10 enthält den AD-Wandler zur Digitalisie­ rung der elektrischen Meßsignale, den tastenprogrammier­ baren Mikrocontroller mit ROM zur Auswertung der vorein­ gestellten Parameter und der Meßwerte, den DA-Wandler so­ wie ein Logikmodul zur Verknüpfung der elektrischen Schaltkontakte. Die optoelektronischen Aktoren 2.7 wurden schon oben beschrieben. Der Uhr-Elektronikmodul 2.11 ent­ hält elektronische Schaltungen für die Uhr-Funktionen. Piezoelektrische akustische Aktoren 2.12 dienen zu wirk­ samen akustischen Unterstützung der optischen Warnfunk­ tionen oder für zusätzliche Warnfunktionen für besonders kritische physikalische oder physiologische Werte. Eine Monozelle 2.13 stellt die elektrische Versorgung von al­ len elektronischen Modulen und aller anderen elektroni­ schen Bauelementen sicher. Die Monozelle 2.13 kann mit Hilfe eines schraubbaren Deckels 2.14 schnell und sicher ausgewechselt werden.

Die einzelnen Elektronikmodule sind auf Keramikträgern aufgebaut, durchkontaktiert, mit Pins und Pinbuchsen ver­ sehen und können so mechanisch und elektrisch sandwicht­ artig aufgebaut verdrehsicher und positionsgenau zusam­ mengesteckt in das Gehäuse eingebaut werden.

In Fig. 3 ist in seitlicher Ansicht eine kalibrierbare Di­ gital-UV-Dosimeter-Armbanduhr 3.1 mit einem UV-Kalibrator 3.3 dargestellt. Der UV-Kalibrator 3.3 ist über einem rechteckigen oder runden Dichtring 3.5 so mit dem Kali­ brierflansch 3.2 verbunden, daß Fremdlichteinstrahlung im optischen Bereich nicht möglich ist. Nach Einstellung der Kalibrierfunktion an der Uhr über die Mikrotaster kann durch Betätigung des Tasters 3.4 der Kalibriersprung aus­ geführt werden. Zeigt nun das entsprechende Displayseg­ ment den richtigen Kalibrierwert an, ist eine fehlerfreie Funktion der UV-Meß- und UV-Auswerteelektronik gewährlei­ stet. Die so überprüfte Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr kann dann bedenkenlos benutzt werden. Der UV-Kalibrator ist mit einer speziellen UV-Lichtquelle ausgerüstet, de­ ren spektrale Empfindlichkeit der des UV-Elementarsensors entspricht. Es ist auch möglich, daß mit Hilfe von Fil­ tern die Kalibrierung für einen ausgewählten Wellenlän­ genbereich (z. B. nur im UV-C Bereich) durchgeführt wird. Das Kalibriersignal ist geräteseitig auf 75% des maximal zulässigen UV-Meßsignals fest eingestellt. Der UV- Kalibrator muß in den vorgeschriebenen Zeitabständen von einem DKD-Labor neu kalibriert werden.

Claims (5)

1. Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr, bestehend aus einem Gehäuse mit zwei in diesem integrierten aber verschie­ denen gerätetechnischen Funktionseinheiten, einer chronometrischen Einheit zur Zeit- und Datumsanzeige und einer metrologischen Einheit zur Messung und opti­ schen und/oder akustischen Anzeige von Daten, resul­ tierend aus der physikalischen und biologischen Wir­ kung von Sonnenbestrahlung auf die menschliche Haut; mit peripherkonzentrisch angeordneten, im Gehäuse (1.1) integrierten, Mikrotasten (1.6 bis 1.9 und 1.10 bis 1.13) zur Einstellung der Uhr-Grundfunktionen, der UV-Grundfunktionen und verschiedener physikalischer und physiologischer Parameter;
einem in den Gehäusedeckel (2.2) eingebauten bis 10 bar wasserdichten und für UV-Strahlung durchlässigen, druckfesten Schutzglas (2.4) mit oder ohne integrier­ ten optischen und thermischen Filtereigenschaften;
aus einem oder mindestens zwei alphanumerischen Dis­ plays (1.3 und 1.6) zur Anzeige der chronometrischen und meßtechnischen Daten;
einem oder mehreren optoelektronischen (1.5) und elek­ troakustischen (2.12) Aktoren zur optischen und aku­ stischen Anzeige von verschiedenen Warnfunktionen;
einem UV-Elementarsensor mit einer UV- Halbleitermeßschicht (2.5/1.2) und einer UV- Halbleiterreferenzschicht (2.6), wobei die beiden Halbleiterschichten getrennt durch eine sehr dünne Ke­ ramikschicht mit Wärmebrücken konstruktiv so angeord­ net sind, daß ihre Meßsignale nach I/U-Wandlung und Vorverstärkung elektrisch mit einer Differenzverstär­ kerschaltung mit Nachverstärker zur Minimierung der thermischen und elektromagnetischen Störsignaleinflüs­ se elektronisch ausgewertet und weiterverarbeitet wer­ den können.

2. Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikmodule (2.8 bis 2.10) so mechanisch ausgebildet und durchkontak­ tiert und mit Steckkontakten bzw. Mikrosteckkontakt­ leisten versehen sind, daß sie sandwichartig aufeinan­ der gesteckt und verdrehsicher und elektromagnetisch abgeschirmt in das Gehäuse eingebaut werden können.

3. Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (3.1) ein Kalibrierflansch (3.2) eingearbeitet ist, der zur Auf­ nahme eines UV-Kalibrators (3.3) dient.

4. Digital-UV-Dosimeter-Armband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die UV- Halbleitermeßschicht (2.5/1.2) und die UV- Halbleiterreferenzschicht (2.6) aus SiC bestehen.

5. UV-Kalibrator für die Digital-UV-Dosimeter-Armbanduhr gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus einem leichten Gehäuse (3.3) mit einem rechteckigen oder runden Dichtungsring (3.5) versehen, um den Einfluß von Fremdlicht während des Kalibriervorgangs zu ver­ meiden, aus einem optischen Sender, dessen spektrale Empfind­ lichkeit der des UV-Sensors entspricht, und einer in­ tegrierten Taste (3.4) zur Auslösung des Kalibriervor­ gangs.