Messgerät für die Intensität der ultravioletten Strahlung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Ultraviolett ist elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 400 bis 10 nm (Frequenz - 7,5 10).¹⁴...3 10¹⁶ Hz) [1]. Das gesamte Spektrum der ultravioletten Strahlung ist gemäß der Norm lSO-DIS-21348 [2] in vier Bereiche unterteilt: nah – 400...300 nm, mittel – 300…200 nm, fern – 200…122 nm und extrem - 121. ..10 nm. Strahlung aus dem mittleren Bereich beträgt fast 90 %, Strahlung aus den Fern- und Extrembereichen wird zu 100 % von der Erdatmosphäre absorbiert. Folglich ist der menschliche Körper hauptsächlich von Nahbereichsstrahlung betroffen. Bei hoher Intensität wird dieser Effekt ungünstig und sogar gefährlich. Daher ist seine Messung sehr wichtig. Gemäß Hygienestandards [3] sollte die Intensität der ultravioletten Strahlung 5 mW/cm nicht überschreiten².

Das Diagramm des Geräts zur Messung der Intensität der ultravioletten Strahlung ist in Abb. dargestellt. 1. Es verwendet den UV-Sensor ML8511 [4] mit maximaler Empfindlichkeit im Nahbereich. Die Ausgangsspannung des Sensors ist direkt proportional zur Strahlungsintensität. Ohne Strahlung beträgt sie 1 V und ihre Intensität 15 mW/cm² erreicht 2,75 V.

Reis. 1. Schema des Geräts zur Messung der Intensität ultravioletter Strahlung

Das Digitalvoltmeter PV1 misst die Spannung am Sensorausgang. Die Vorskalierung erfolgt über einen Spannungsteiler R2R3. Der Nullpunkt der Voltmeterskala und ihre Empfindlichkeit werden jeweils durch die Trimmwiderstände R7 und R5 eingestellt. Die Berechnung der Skalierungs- und Lesekorrekturschaltungen ist in der Anleitung zur Verwendung der Digitalvoltmeter-Mikroschaltung [5] ausführlich beschrieben. Bei richtiger Einstellung sollte die Nullstrahlungsintensität auf der Anzeige des Voltmeters dem Wert 0,00 und die maximale Intensität 15 mW/cm entsprechen² - 15,00.

Das Messgerät wird von einer galvanischen Zelle G1 der Größe AA gespeist. Stromverbrauch - nicht mehr als 20 mA. Die Elementspannung wird durch den Wandler auf dem DA5-Chip auf 1 V erhöht. Die Spannungsversorgung des Sensors B1 mit einer Spannung von 3,3 V erfolgt über die Zenerdiode VD2.

Das Einrichten des Messgeräts ist nicht schwierig. Bauen Sie einen technologischen Teiler der Referenzspannungen +1 und +2,75 V gemäß dem in Abb. gezeigten Diagramm zusammen. 2. Entfernen Sie die Brücke S1, legen Sie eine Referenzspannung von +2 V an den Eingang des Teilers R3R1 an. Stellen Sie die Voltmeterwerte mit dem Trimmerwiderstand R7 auf 0,00 ein. Legen Sie dann eine Referenzspannung von 2,75 V an und stellen Sie die Anzeige mit dem Trimmwiderstand R5 auf 15,00 ein.

Reis. 2. Schema des technologischen Teilers beispielhafter Spannungen

Da der Sensorchip ML8511 sehr klein ist und zum Löten unter Amateurbedingungen ungeeignet ist, verwendet das Gerät ein vorgefertigtes Modul, bei dem dieser Chip auf einer Leiterplatte mit den Maßen 16 x 16 x 3 mm installiert ist (Abb. 3). Es ist etwas teurer als die Mikroschaltung selbst, aber es ist viel bequemer, damit zu arbeiten. Moduldetails in Abb. 1 sind von einem punktierten Rahmen umgeben.

Reis. 3. Die Leiterplatte des Geräts

Die Mikroschaltung des Digitalvoltmeters DMS-30PC-1-RL-C hat einen nominalen Messspannungsbereich von -1,999...+1,999 V, was durch den Index 1 in seiner Bezeichnung und die rote Farbe der auf dem Display angezeigten Zahlen angezeigt wird ( Index R) und die Stromaufnahme nicht mehr als 17 mA (Index L). Die Widerstände R2 und R3 dürfen eine Toleranz von nicht schlechter als ±0,5 bzw. ±1 % haben. Es ist besser, die Multiturn-Trimmer R5 und R7 zu verwenden. Die Leiterplatte des Messgeräts ist in Abb. dargestellt. 4.

Reis. 4. Leiterplatte des Zählers

Abschließend möchte ich darauf hinweisen, dass das beschriebene Gerät erfolgreich zur Überprüfung des Absorptionsgrads ultravioletter Strahlung durch Sonnenbrillen eingesetzt werden kann. Messen Sie zunächst die Strahlungsintensität bei geöffnetem Sensor und decken Sie ihn dann mit einem Brillenglas ab. Der Unterschied in den Messwerten zeigt die Wirksamkeit des Schutzes, den die Brille bietet.

Literatur

1. Ryabtsev A. N. Ultraviolette Strahlung. //Physische Enzyklopädie. - M.: Große russische Enzyklopädie, 1998, Bd. 5, S. 221.
2. Internationaler Standard ISO 21348. Weltraumumgebung (natürlich und künstlich). Verfahren zur Bestimmung der Sonneneinstrahlung. - URL: spacewx.com/Docs/ISO_21 348-2007.pdf.
3. Hygienestandards für ultraviolette Strahlung in Industriegebäuden (genehmigt vom Obersten Staatssanitätsarzt der UdSSR am 23. Februar 1988 Nr. 4557-88). - URL: norm-load.ru/SNiP/Data1 / 47/47650/index.htm.
4. ML8511-00FC. Referenzkartenhandbuch für UV-Sensor (QFN). - URL: Medien. digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Rohm%2 0PDFs/ML8511 -00FC_RefBrd_Manual-01. pdf.
5. DMS-Anwendungshinweis 12. Signale mit Null-Offsets. - URL: datelmeters.com/data/meters/dms-an12. pdf.

Autor: A. Kornew

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