Измерительная техника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Измеритель интенсивности ультрафиолетового излученияРаспечатать: Измеритель интенсивности ультрафиолетового излучения

Измеритель интенсивности ультрафиолетового излучения



Ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение с длиной волны от 400 до 10 нм (частота - 7,5·1014...3·1016 Гц) [1]. Весь спектр ультрафиолетового излучения по стандарту lSO-DIS-21348 [2] делят на четыре диапазона: ближний - 400...300 нм, средний - 300...200 нм, дальний - 200...122 нм и экстремальный - 121...10 нм. Излучение среднего диапазона практически на 90 %, а дальнего и экстремального диапазонов на все 100% поглощает земная атмосфера. Следовательно, воздействует на организм человека в основном излучение ближнего диапазона. При большой интенсивности это воздействие становится неблагоприятным и даже опасным. Поэтому её измерение весьма актуально. Согласно санитарным нормам [3], интенсивность ультрафиолетового излучения не должна превышать 5 мВт/см2.

Схема прибора для измерения интенсивности ультрафиолетового излучения изображена на рис. 1. В нём использован датчик ультрафиолета ML8511 [4] с максимальной чувствительностью в ближнем диапазоне. Выходное напряжение датчика прямо пропорционально интенсивности излучения. В отсутствие излучения оно равно 1 В, а при его интенсивности 15 мВт/см2 достигает 2,75 В.

 Схема прибора для измерения интенсивности ультрафиолетового излучения

Рис. 1. Схема прибора для измерения интенсивности ультрафиолетового излучения

Цифровой вольтметр PV1 измеряет напряжение на выходе датчика. Его предварительно масштабируют с помощью делителя напряжения R2R3. Ноль шкалы вольтметра и его чувствительность устанавливают соответственно подстроечными резисторами R7 и R5. Расчёт цепей масштабирования и коррекции показаний детально изложен в инструкции по применению микросхемы цифрового вольтметра [5]. При их правильной регулировке нулевой интенсивности излучения на табло вольтметра должно соответствовать значение 0,00, а максимальной интенсивности 15 мВт/см2 - 15,00.

Измеритель питают от одного гальванического элемента G1 типоразмера AA. Ток потребления - не более 20 мА. Напряжение элемента повышает до 5 В преобразователь на микросхеме DA1. Питание датчика B1 напряжением 3,3 В обеспечивает стабилитрон VD2.

Настройка измерителя не представляет сложности. Соберите технологический делитель образцовых напряжений +1 и +2,75 В по схеме, изображённой на рис. 2. Снимите перемычку S1, подайте на вход делителя R2R3 образцовое напряжение +1 В. Подстроечным резистором R7 установите показания вольтметра равными 0,00. Затем подайте образцовое напряжение 2,75 В и подстроечным резистором R5 установите на табло 15,00.

Схема технологического делителя образцовых напряжений

Рис. 2. Схема технологического делителя образцовых напряжений

Поскольку микросхема датчика ML8511 очень миниатюрна и малопригодна для пайки в любительских условиях, в приборе применён готовый модуль с этой микросхемой, установленной на печатной плате размерами 16x16x3 мм (рис. 3). Он незначительно дороже самой микросхемы, а работать с ним гораздо удобнее. Детали модуля на рис. 1 заключены в штрихпунктирную рамку.

Печатная плата прибора

Рис. 3. Печатная плата прибора

Микросхема цифрового вольтметра DMS-30PC-1-RL-C имеет номинальный интервал измеряемого напряжения -1,999...+1,999 В, о чём свидетельствует индекс 1 в её обозначении, красный цвет отображаемых на табло цифр (индекс R) и потребляемый ток не более 17 мА (индекс L). Резисторы R2 и R3 должны быть с допуском не хуже ±0,5 или ±1 %. Подстроечные резисторы R5 и R7 лучше применить многооборотные. Печатная плата измерителя показана на рис. 4.

Печатная плата измерителя

Рис. 4. Печатная плата измерителя

В заключение хочу отметить, что описанный прибор можно с успехом использовать для проверки степени поглощения ультрафиолетового излучения солнцезащитными очками. Сначала измерьте интенсивность излучения при открытом датчике, апотом закройте его линзой от очков. Разность показаний и покажет эффективность обеспечиваемой очками защиты.

Литература

1. Рябцев А. Н. Ультрафиолетовое излучение. //Физическая энциклопедия. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998, т. 5, с. 221.

2. International Standard ISO 21348. Space environment (natural and artificial). Process for determining solar irradiances. - URL: http:// www.spacewx.com/Docs/ISO_21 348-2007.pdf (18.09.15).

3. Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР 23 февраля 1988 г № 4557-88). - URL: http://www.norm-load.ru/SNiP/Data1 / 47/47650/index.htm (18.09.15).

4. ML8511 -00FC. Reference Board Manual for UV Sensor (QFN). - URL: http://media. digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Rohm%2 0PDFs/ML8511 -00FC_RefBrd_Manual-01. pdf (18.09.15).

5. DMS Application Note 12. Signals with Zero Offsets. - URL: http://www. datelmeters.com/data/meters/dms-an12. pdf (18.09.15).

Автор: А. Корнев, г. Одесса, Украина


Дата публикации: 23.02.2016
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics