RU194788U1 - Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения - Google Patents
Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU194788U1 RU194788U1 RU2019133459U RU2019133459U RU194788U1 RU 194788 U1 RU194788 U1 RU 194788U1 RU 2019133459 U RU2019133459 U RU 2019133459U RU 2019133459 U RU2019133459 U RU 2019133459U RU 194788 U1 RU194788 U1 RU 194788U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photosensitive element
- display unit
- information display
- ultraviolet radiation
- microcontroller
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910008065 Si-SiO Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910006405 Si—SiO Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000036561 sun exposure Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области радиационных измерений и касается датчика-дозиметра ультрафиолетового излучения. Устройство включает в себя фоточувствительный элемент, усилительную схему, элемент питания, зарядную схему, стабилизатор питания, преобразователь питания, микроконтроллер, блок отображения информации и выключатель питания. Фоточувствительный элемент выполнен в виде нанонитей индий-цинк оксида, нанесенных на подложку, выполненную из Si-SiO. Блок отображения информации выполнен в виде цифрового дисплея. Технический результат заключается в увеличении точности измерения поглощенной дозы ультрафиолетового излучения УФ-А диапазона. 1 ил.
Description
Данное устройство относится к области радиационных измерений, и может быть использовано для измерения дозы ультрафиолетового излучения в UV-A диапазоне (400-320 нм), полученной человеком в различных условиях: при нахождении под солнцем, в соляриях, в производственных помещениях.
Известно устройство Microsoft band 2, включающее фоточувствительный элемент, микроконтроллер, блок отображения информации, элемент питания, зарядную схему [1]. Недостатком такого устройства является фоточувствительный элемент марки STMicroelectronics, состоящий из 4H-SiC [2]. Данный фоточувствительный элемент имеет пиковую чувствительность порядка 0,07 А/Вт в UV-A диапазоне, что делает его недостаточно точным для контроля дозы ультрафиолетового излучения, особенно в условиях производственных помещений [3].
Также известно устройство Violet Plus, включающее фоточувствительный элемент, микроконтроллер, элемент питания, зарядную схему. Недостатком такого устройства является фоточувствительный элемент, изготовленный из материала GaP, GaN, GaAs или SiC [4]. Материал GaP имеет пиковую чувствительность не более 0,12 А/Вт в UV-A диапазоне [5]. Материал GaN имеет пиковую чувствительность не более 0,05 А/Вт в UV-A диапазоне [6]. Материал GaAs имеет пиковую чувствительность не более 0,1 А/Вт в UV-A диапазоне [7]. Материал SiC имеет пиковую чувствительность не более 0,07 А/Вт в UV-A диапазоне [2]. Материалы, используемые в данном устройстве, делают его недостаточно точным. В данном устройстве отсутствует блок отображения информации, что не позволяет напрямую информировать потребителя о превышении критической дозы.
Наиболее близким из аналогов, выбранным в качестве прототипа, является портативный детектор УФ излучения марки SunFriend inc, включающий фоточувствительный элемент, микроконтроллер, элемент питания, элемент звукового оповещения, блок отображения информации, усилительный каскад. Основным недостатком данного детектора является фотоэлемент, изготовленный из материалов GaN или SiC, которые, как заявлено в патенте, имеют чувствительность не более 0,12 А/Вт в UV-A диапазоне, в результате детектор обладает недостаточной точностью. Кроме того, в качестве блока отображения информации используются светодиоды, что не дает возможности точно отображать значения дозы. Отсутствие зарядной схемы не дает возможности заряжать данное устройство от сети [8].
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности измерения поглощенной дозы ультрафиолетового излучения UV-A диапазона. Технический результат достигается тем, что фоточувствительный элемент выполнен в виде нанонитей индий-цинк оксида, нанесенных на подложку, выполненную из Si-SiO2, а блок отображения информации выполнен в виде цифрового дисплея. Чувствительность достигает 0,16 А/Вт в UV-A диапазоне.
Схема устройства показана на чертеже (фиг. 1), 1 - фоточувствительный элемент, 2 - корпус прибора, 3 - элемент питания (аккумулятор), 4 - усилительный каскад, 5 - микроконтроллер, 6 - блок отображения информации (OLED экран), 7 - зарядная схема, 8 -стабилизатор питания, 9 - выключатель питания (микропереключатель), 10 - преобразователь и стабилизатор питания.
Датчик содержит фоточувствительный элемент (1), состоящий из подложки (Si-SiO2) и слоя нанонитей индий-цинк оксида с напыленными встречно-штыревыми контактами из золота. В состав датчика входит усилительный каскад (4), который выполнен на основе операционного усилителя. Устройство снабжено микроконтроллером (5), аккумулятором (3), зарядной схемой (7), преобразователем и стабилизатором питания (10), выключателем питания (9). Блоком отображения информации является цифровой OLED дисплей (6).
Аккумулятор датчика (3) заряжается через разъем microUSB посредством специализированной микросхемы зарядки. Зарядная схема (7) включает также микросхему защиты аккумулятора от перезаряда и переразряда.
Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения работает следующим образом. Фоточувствительный элемент (1) поглощает энергию солнечного излучения UV-A диапазона и преобразует в электрический сигнал. Сигнал усиливается с помощью операционного усилителя - усилительного каскада (4) и подается на вход аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера (5). Используется микроконтроллер STM32F030F4P6, с помощью которого происходит преобразование напряжения с усилителя (4) в дозу излучения. Микроконтроллер (5) связан с дисплеем (6) посредством шины I2C. В свою очередь, блок отображения информации (дисплей 6) информирует пользователя о поглощенной дозе ультрафиолетового излучения.
Список литературы
1. Заявка №US 2018/0356890 «Wearable device», заявлена 29.06.2017 г., опубликована 13.12.2018 г.
2. Описание устройства Microsoft Band II Teardown https://techinsights.com/about-techinsights/overview/blog/microsoft-band-II-teardown
3. Патент №ЕР 3098859 integrated electronic device for detecting ultraviolet radiation», заявлен 16.12.2015 г., опубликован 07.02.2018 г.
4. Заявка № US 2015/0177059 «UV dosimetry system with optimal sun exposure predictions заявлена 18.12.2014 г., опубликована 25.06.2015 г.
5. Характеристики GaP - UV-Фотодиода https://farnell.com/datasheets/10243.pdf
6. С.J. Lee, С.H. Won, J.H. Lee, S.H. Hahm, H. Park Selectively Enhanced UV-A Photoresponsivity of a GaN MSM UV Photodetector with a Step-Graded AlxGa1-xN Buffer Layer Sensors// Sensors. 2017. vol. 17 (7), P. 1684.
7. Легкий В.H. Арсенид галлиевые ФПУ УФ-диапазона для многоспектральных оптоэлектронных систем/ В.Н. Легкий, Б.В. Галун, М.В. Киселев, О.П. Толбанов, Д.Ю. Мокеев, А.В. Тяжев. - «Прикладная физика». - 2, 2011 г. - с. 115-118.
8. Заявка № US 2012/0326046 «Wearable radiation detector», заявлена 21.06.2012 г., опубликована 27.12.2012 г.
Claims (1)
- Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения, включающий фоточувствительный элемент, усилительную схему, элемент питания, зарядную схему, стабилизатор питания, преобразователь питания, микроконтроллер, блок отображения информации, выключатель питания, отличающийся тем, что фоточувствительный элемент выполнен в виде нанонитей индий-цинк оксида, нанесенных на подложку, выполненную из Si-SiO2, а блок отображения информации выполнен в виде цифрового дисплея.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019133459U RU194788U1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019133459U RU194788U1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194788U1 true RU194788U1 (ru) | 2019-12-23 |
Family
ID=69022674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019133459U RU194788U1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194788U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120108370A (ko) * | 2011-03-24 | 2012-10-05 | 성균관대학교산학협력단 | 금속산화물 나노구조체를 구비한 투명 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치 |
| US20120326046A1 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Shahid Aslam | Wearable radiation detector |
| RU145480U1 (ru) * | 2014-02-07 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Интерсофт Евразия" | Миниатюрный дозиметр-радиометр-спектрометр |
| US20180172506A1 (en) * | 2015-06-01 | 2018-06-21 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Ultraviolet measuring device, photodetector element, ultraviolet detector, ultraviolet index calculation device, and electronic device including same |
-
2019
- 2019-10-21 RU RU2019133459U patent/RU194788U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120108370A (ko) * | 2011-03-24 | 2012-10-05 | 성균관대학교산학협력단 | 금속산화물 나노구조체를 구비한 투명 자외선 센서 및 이를 응용한 화재경보장치 |
| US20120326046A1 (en) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | Shahid Aslam | Wearable radiation detector |
| RU145480U1 (ru) * | 2014-02-07 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Интерсофт Евразия" | Миниатюрный дозиметр-радиометр-спектрометр |
| US20180172506A1 (en) * | 2015-06-01 | 2018-06-21 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Ultraviolet measuring device, photodetector element, ultraviolet detector, ultraviolet index calculation device, and electronic device including same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8829457B2 (en) | Ultraviolet radiation detector and dosimeter | |
| US8810416B2 (en) | Ionising radiation detector | |
| JP6072978B2 (ja) | 受光器及び携帯型電子機器 | |
| US20100096559A1 (en) | Ultraviolet detector and dosimeter | |
| US20130200268A1 (en) | Electronics for detection of a property of a surface | |
| EP3149516B1 (en) | Portable radiation detection device for operation in intense magnetic fields | |
| IT1316794B1 (it) | Circuito per rilevare con elevata precisione il tempo di arrivo deifotoni incidenti su fotodiodi a valanga a singolo fotone | |
| RU2015107549A (ru) | Детектор рентгеновского излучения с функцией подсчета фотонов | |
| CN103398775A (zh) | 一种基于光电二极管的光信号采集系统 | |
| RU194788U1 (ru) | Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения | |
| Schmitz et al. | A low-power 10-bit multichannel analyzer chip for radiation detection | |
| KR101702977B1 (ko) | 다기능 휴대형 방사선 측정장치 및 이를 이용한 방사선 측정시스템 | |
| Schemm et al. | A directional gamma ray detector using a single chip computational sensor | |
| US4485306A (en) | Measurement of solar radiation | |
| CN205844191U (zh) | 一种紫外荧光检测器 | |
| RU145480U1 (ru) | Миниатюрный дозиметр-радиометр-спектрометр | |
| EP3704515B1 (en) | Radiation detector with dc-to-dc converter based on mems switches | |
| CN110715727A (zh) | 紫外传感器模组及移动终端 | |
| RU116725U1 (ru) | Мобильное радиоустройство с функцией контроля радиационной обстановки | |
| CN111006760B (zh) | 紫外探测系统及紫外探测方法 | |
| RU95399U1 (ru) | Устройство для определения интенсивности ультрафиолетового излучения | |
| Wang et al. | Silicon PIN-photodiode and CsI (Tl) Scintillator in Application to a Portable Dosimeter | |
| CN110823367B (zh) | 紫外光检测方法及移动终端 | |
| CN210774355U (zh) | 紫外传感器模组及移动终端 | |
| TW200540402A (en) | Detector and method thereof for detecting intensity of ultraviolet rays within different frequency ranges |