DE9321199U1 - Personal UV dosimeter - Google Patents
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- G—PHYSICS
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Description
persönliches üV-Dosimeter
Baschreibungpersonal üV dosimeter
Description
Das persönliche UV-Meter mißt die Bestrahlungsstärke mit Hilfe eines integralen Meßverfahrens. Die Bestrahlungsstärke wird entsprechend der durch die GIE (Commission Internationale d L' Eclairage) für das UV-Erythem für den menschlichen Körper festgelegten relativen spektralen Wirkungsfunktion bewertet. Als Quellen für die Bestrahlung sind sowohl die ■ natürliche Sonnenstrahlung als auch künstliche UV-Strahlungsquellen möglich.The personal UV meter measures the irradiance using an integral measuring method. The irradiance is evaluated according to the relative spectral effect function defined by the GIE (Commission Internationale d' Eclairage) for UV erythema for the human body. Both natural solar radiation and artificial UV radiation sources are possible sources of radiation.
Im Bild 1 ist das Übersichtsschema und im Bild 2 ein Schaltbild für eine Beispiellösung dargestellt.Figure 1 shows the overview scheme and Figure 2 shows a circuit diagram for an example solution.
Der Sensor (1) ist ein optoelektronischer Empfänger auf Basis von Siliziumkarbid ohne Diffusor und ohne optischen Filter. Die relative spektrale Empfindlichkeit des Sensors (Siliziumkarbid-Chip) und die Beeinflussung durch die optischen Eigenschaften des Gehäuses (Kunstharz) ist im Bild 3 dargestellt. Das elektrische Signal des UV-Sensors (1) wird durch den Operationsverstärker (2) verstärkt und einem Analogeingang eines Einchipmikroprozessors (3) oder einer Schaltungsanordnung gleicher Funktionalität (Mikroprozessor und A/D-Wandler) zugeführt. Die Anzeige der Bestrahlungsstärke auf dem Display (4) erfolgt nach der Signalverarbeitung durch den MikroprozessorThe sensor (1) is an optoelectronic receiver based on silicon carbide without a diffuser and without an optical filter. The relative spectral sensitivity of the sensor (silicon carbide chip) and the influence of the optical properties of the housing (synthetic resin) is shown in Figure 3. The electrical signal of the UV sensor (1) is amplified by the operational amplifier (2) and fed to an analog input of a single-chip microprocessor (3) or a circuit arrangement with the same functionality (microprocessor and A/D converter). The irradiance is shown on the display (4) after the signal has been processed by the microprocessor.
(3) unter Berücksichtigung des Strahlungsspektrums der UV-Quelle. (3) taking into account the radiation spectrum of the UV source.
Beim Erreichen von durch den Mikroprozessor erfaßten oder errechneten Grenzwerten kann ein akustisches Signal am Signalgeber (5) ausgegeben werden. Die Tastatur (6) dient zur Auswahl der Anzeigefunktionen und der Verarbeitungsalgorithmen., Im Mikrorechner ist eine Echtzeituhr implementiert. Durch Berechnung des Produkts aus Bestrahlungsstärke und Bestrahlungsdauer wird im Mikroprozessor (3) die Dosis (photobiologisch wirksame Bestrahlung) ermittelt und im DisplayWhen limit values recorded or calculated by the microprocessor are reached, an acoustic signal can be emitted on the signal generator (5). The keyboard (6) is used to select the display functions and the processing algorithms. A real-time clock is implemented in the microcomputer. By calculating the product of the irradiance and irradiation duration, the dose (photobiologically effective irradiation) is determined in the microprocessor (3) and shown on the display.
(4) angezeigt.(4) is displayed.
Aus der gemessenen und bewerteten eryt heinwirksamen Bestrahlungsstärke der Globalstrahlung oder einer künstlichen UV-Strahlungsquelle, der Aufenthaltsdauer und dem Wert der minimalen erythemwirksamen Dosis (MED) für den menschlichen Körper [2] wird sowohl die zulässige Verweildauer (Prognosewert) ermittelt und angezeigt, als auch die verbleibende Restzeit errechnet und angezeigt. Über die gesamte Meßzeit erfolgt eine intensitätsabhängige Aktualisierung der Restzeit. Erreicht der Anzeigewert der Restzeit den Wert 0, wird über den SignalgeberFrom the measured and assessed erythematous irradiance of the global radiation or an artificial UV radiation source, the length of stay and the value of the minimum erythematous dose (MED) for the human body [2], the permissible length of stay (forecast value) is determined and displayed, and the remaining time is calculated and displayed. The remaining time is updated depending on the intensity over the entire measurement time. If the display value of the remaining time reaches the value 0, the signal generator
(5) ein akustisches Warnsignal zum Abbruch der Bestrahlung ausgegeben. Bei der Berechnung finden Berücksichtigung:(5) an acoustic warning signal is issued to stop the irradiation. The following are taken into account in the calculation:
- mindestens auf 4 Hauttypen bezogene MED-Werte [1]- MED values related to at least 4 skin types [1]
- eine Korrektur dieser Werte in Abhängigkeit von den eingebbaren Werten für die individuelle Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung und- a correction of these values depending on the values entered for the individual sensitivity to UV radiation and
- der Vorbräunungsgrad.- the degree of pre-tanning.
In die Rechnung einbezogen werden die getrennt eingebbaren aber auch rechnerisch verknüpften Lichtschutzfaktoren eines angewandten Sonnenschutzmittels LSF nach DIN 67501 sowie SPF nach US-Norm.The calculation includes the separately entered but also mathematically linked sun protection factors of a sunscreen used (SPF according to DIN 67501 and SPF according to US standard).
Als Display (4) kann ein Monitor, eine LED-, LCD- oder Floureszenz-Punktmatrix- oder Charakter-Anzeige Anwendung finden (Beispiel im Bild 2).A monitor, an LED, LCD or fluorescent dot matrix or character display can be used as the display (4) (example in Figure 2).
Die Messung der Bestrahlungsstärke ist dadurch charakterisiert, da/3 bei einer Positionierung des Gerätes ohne Abschattung des
Sensors das Gerät der Sonne nicht nachgeführt werden muß, da der Sensor einen Öffnungswinkel größer als 150° aufweist. Die
spektrale Empfindlichkeit des Sensors ist nicht vom Lichtauffallwinkel abhängig, da der Sensor ohne zusätzliche UV-Durchlaß-Filter
(Interferenzfilter) eingesetzt wird. Durch geeignete Abstimmung von Verstärkung des Operationsverstärkers
(2), Empfindlichkeit des Sensors (1) sowie nicht vorhandener filterbedingter Dämpfung wird mit einer optisch . aktiven
Sensorfläche wesentlich unter 0,01 mm1' gearbeitet.
Sensor und das Fehlen von Interferenzfiltern und Diffusoren
ermöglichen bei großen Öffnungswinkeln kostengünstige Lösungen.
Da allen Interferenzfiltern gemeinsam ist, daß die Wellenlänge
der größten Transmission vom Auffallwinkel der Strahlung
abhängt, müssen solche Anordnungen von telezentrischen Strahlengängen (parallelen Bündeln) oder zumindest von Bündeln
mit geringem Öffnungswinkel durchsetzt werden. Dieser Sachverhalt stellt die grundsätzliche Funktionsfähigkeit
bisheriger Lösungen von UV-Dosimetern mit Interferenzfiltern für den Einsatz als persönliches Meßgerät ohne exakte Nachführung
des Gerätes bezüglich der Strahlungsquelle in Frage. Nicht bzw. stark fehlerhaft werden somit außerdem auch bei bisherigen
Lösungen die Streustrahlungen erfaßt. Die vorgestellte Anordnung beseitigt beide Nachteile. :-The measurement of the irradiance is characterized by the fact that when the device is positioned without shading the sensor, the device does not have to track the sun, since the sensor has an opening angle of more than 150°. The spectral sensitivity of the sensor is not dependent on the angle of incidence of the light, since the sensor is used without additional UV pass filters (interference filters). By suitably adjusting the amplification of the operational amplifier (2), the sensitivity of the sensor (1) and the absence of filter-related attenuation, an optically active sensor surface of significantly less than 0.01 mm 1 ' is used.
Sensor and the absence of interference filters and diffusers enable cost-effective solutions for large opening angles.
Since all interference filters have in common that the wavelength of the greatest transmission depends on the angle of incidence of the radiation, such arrangements must be interspersed with telecentric beam paths (parallel bundles) or at least bundles with a small opening angle. This fact calls into question the fundamental functionality of previous solutions of UV dosimeters with interference filters for use as personal measuring devices without precise tracking of the device with respect to the radiation source. In addition, scattered radiation is not recorded or is recorded very incorrectly in previous solutions. The arrangement presented eliminates both disadvantages. : -
Relevanter Stand der Technik; Relevant state of the art ;
radio fernsehen elektronik 41 (1992) 8 S. 565 fradio television electronics 41 (1992) 8 p. 565 f
[1] DIN 5050[1] DIN5050
[2] UV-Strahlung Loseblattsammlung Fachverband für Strahlenschutz
e.V.
FS-9259/3-AKNIR, Sept. 1992[2] UV radiation loose-leaf collection Professional Association for Radiation Protection
eV
FS-9259/3-AKNIR, Sept. 1992
[3] Schutz des Menschen bei Sonnenbestrahlung und bei Anwendung
von UV-Bestrahlungsgeräten. Empfehlung der Strahlenschutzkommission,
BRD, Bundesanzeiger 144-90[3] Protection of humans from solar radiation and from use
of UV irradiation devices. Recommendation of the Radiation Protection Commission,
Federal Republic of Germany, Federal Gazette 144-90
Zum Stand der Technik herangezogene Patentschriften; Patent documents cited as state of the art ;
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Cited By (2)
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CN106225923A (en) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 吕旭升 | A kind of ultraviolet dosage index measurement devices and methods therefor |
CN106225923B (en) * | 2016-09-05 | 2018-01-12 | 吕旭升 | A kind of ultraviolet dosage index measurement devices and methods therefor |
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DE4317405A1 (en) | 1994-12-01 |
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