DE2300213A1 - Geraet zur messung von ultraviolettem licht - Google Patents
Geraet zur messung von ultraviolettem lichtInfo
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Description
BIVIATOR S.A., GRENCHEN (SCHWEIZ)
GERAET ZOR MESSUNG VON ULTRAVIOLETTEM LICHT
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung des ultravioletten
(im folgenden UV genannt) Lichtes im Wellenlängenbereiche von 300-315 nra, nachfolgend wirksamer Bereich genannt. Geräte dieser
Art werden z.B. benötigt bei der UV-Therapie und beim Sonnenbad, um die zulässige Expositionszeit bzw. Dosis zu ermitteln.
Es sind Geräte bekannt, bei denen in Verbindung mit besonderen Filtern
die wirksame UV-Strahlung auf eine lichtempfindliche Schicht einwirkt, welche durch die photo-chemisehe Reaktion nach entsprechender
Entwicklung eine Dicke erreicht, die als Mass für die UV-Dosis gelten kann. Diese Geräte gestatten zwar eine genaue Ermittlung
der Dosis, sind jedoch praktisch nur für Laboratorien geeignet.
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Es sind ferner Geräte bekannt, bei denen als Detektor UV-empfindliche
Röhren verwendet werden, deren spektrale Empfindlichkeit jedoch sehr breitbandig ist. Diese Geräte sind daher ungeeignet für
eine Messung nur der wirksamen UV-Strahlung. Ausserdem weisen diese Geräte alle bekannten Nachteile von Röhrenverstärkern hinsichtlich
Dimensionen, mechanischer Empfindlichkeit, Energieversorgung etc. auf.
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Gerät zu schaffen, das klein, unempfindlich und billig herstellbar ist und sich daher sowohl für
das Laboratorium wie auch für den täglichen Gebrauch eignet und welches ein selektives Erfassen der.wirksamen UV-Strahlung erlaubt,
Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels
Herausfiltern, optisches Umwandeln von UV-Strahlung in sichtbares Licht und eines photoelektrischen Wandlers eine spektrale
Empfindlichkeit im wirksamen Bereich erzielt wird, und dass ein Verstärker den photoelektrischen Wandler derart mit einem Anzeige-
instrument verbindet, dass eine Anzeige linear iryjW/cm erfolgt.
Der erfindungsgemässe Gedanke besteht einerseits darin, die Filter,
mindestens ein Infrarot- und mindestens ein Ultraviolettfilter, so bezüglich Dicke und Grössenverhältnis Filter-Messzelle anzupassen,
dass nur der wirksame Wellenlängenbereich von 300-315 nm erfasst und ein Oeffnungswinkel der Messzelle von mindestens 30°
erhalten wird, andererseits darin, die aus der Messzelle stammende nichtlineare Spannungskurve durch einen Verstärker so zu verarbeiten,
dass das Anzeigeinstrument die Strahlungsintensität linear in
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einem Bereich zwischen beispielsweise 100 nW/cm bis 1 mW/cm anzeigt.
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Im fügenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in welcher
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Gerätes,
Fig. 2 die Empfindlichkeitskurven der Messzelle mit und Ohne Filter
zeigt.
Ein Beispiel eines Gerätes weist hinter einer angedeuteten Oeffnung
1 ein Filtergehäuse 2 mit mindestens je einem Infrarotfilter Schott UG 11, mit der Dimension: Dicke 6 mm, Fläche 50 χ 50 mm und
einem Ultraviolettfilter, Schott GG 19, Dicke 2 mm, Fläche 50 χ mm auf. Dahinter befindet sich die Messzelle 3 von Electrocell,
Typ SM, in der der optische Wandler 4 und der photoelektrische Wandler 5 zusammengefasst sind, wobei Wandler 4 die Aufgabe hat,
ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umzuwandeln, auf welches die Photozelle 5 empfindlich ist. Der Verstärker 6, der die
Verbindung von der Photozelle zum Anzeigeinstrument 7 herstellt, hat folgende Hauptmerkmale:
Die von der UV-Messzelle (3) abgegebene Spannung wird über eine
Verstärkerschaltung an ein direktanzeigendes, in ifW/em geeichtes
Instrument (7) angelegt.
Die Spannungskurve aus der Messzelle wird in beispielsweise drei Bereiche aufgeteilt, wobei jeder Bereich durch Impedanzanpassung
unter Verwendung von je einem genau abgleichbaren Widerstand, einem genau abgeglichenen stabilisierten Spannungsregler und von ei-
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nem Operationsverstärker von Optatron so korrigiert wird, dass eine
annähernd über den ganzen Messbereich von beispielsweise 100
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nW/cm bis 1 mW/cm lineare Skalenanzeige resultiert. Der Verstärker
und/oder das Anzeigegerät (7) müssen dabei natürlich für verschiedene Empfindlichkeitsbereiche umschaltbar sein.
Ferner ist es von Vorteil, den Eingang des Verstärkers (6) so hochohmig
auszubilden, dass die Eingangsimpedanz weit über dem Innenwiderstand der Photozelle (5) für alle vorkommenden Messbereiche
liegt.
Mit dem Ausgang des Verstärkers (6) ist ferner eine Schaltstufe 8 verbunden, die beispielsweise dazu dient, die Strahlungsintensität
zu integrieren und beim Erreichen einer bestimmten Dosis einen UV-Strahler auszuschalten oder einen Alarm auszulösen.
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung gelingt es, durch die Gesamtheit der Charakteristiken der Filter 2, des Wandlers
4 und der Photozelle 5 eine Empfindlichkeitskurve (12) gemäss Fig. 2, ausgehend von Kurve 11, die ohne Filter aufgenommen wurde,
zu erzielen. Man erkennt, dass der Bereich höchster Empfindlichkeit zwischen den Stellen A und B bei einem Wellenlängenbereich von etwa
305 bis 318 nm liegt. Der Bereich der wirksamen UV-Strahlung liegt bei Wellenlängen von 300-315 nm. Die dargestellte Anordnung
gestattet somit, insbesondere durch die Dicke und Art der Filter, in praktisch idealer Weise ausserhalb dieses Bereiches liegende
UV-Strahlung auszuscheiden und wirklich nur die wirksame Strahlung
zu messen, wobei es von grosser Wichtigkeit ist, die gesamte Mess-
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fläche auszunützen, was nur durch eine richtige Dimensionierung
der Filter zu erzielen ist, wobei die Bedingung ist, dass der Winkel ei in Fig. 1 mindestens 30° ist.
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Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE:fl./Gerät zur Messung der Strahlungsintensität von ultravioletter Strahlung, mit einem optischen Wandler zur Umwandlung von ultravioletter Strahlung in sichtbares Licht, und einem photoelektrischen Wandler für sichtbares Licht, einem Infrarot- und Ultraviolettfilter, mit einer wirksamen Fläche derart, dass die Wandler (4) und (5) einen Oeffnungswinkel von mindestens 30 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wandler (4) mindestens ein Infrarotfilter (9) von mindestens 6 mm Dicke und mindestens ein Ultraviolettfilter (10) von mindestens 2 mm Dicke vorgeschaltet ist, derart, dass die Filter, der optische Wandler und der photoelektrische Wandler zusammen eine spektrale Empfindlichkeit nur im wirksamen Wallenlängenbereich von 300 bis 315 nm besitzen, während der lineare Verstärker (6) , der die Verbindung zwischen der Zelle (3) und dem Anzeigeinstrument (7) herstellt, derart beschaf-fen ist, dass die Anzeige xn uW/cm linear in einem Bereich von2 2mindestens 100 nW/cm bis 1 mW/cm erfolgt.
- 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker eine Eingangsimpedanz aufweist, die wesentlich grosser als der Innenwiderstand des photoelektrischen Wandlers ist. ,.
- 3. Gerät nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ausgang des Verstärkers eine Schalt stufe (8) verbunden ist, die dazu dient, die Strahlungsintensität zu integrieren und beim Erreichen einer bestimmten Dosis einen elektrischen Impuls abzugeben.309829/08 2 7 .
Priority Applications (1)
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