RU2107266C1 - Personal ultraviolet radiation dosimeter - Google Patents
Personal ultraviolet radiation dosimeter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107266C1 RU2107266C1 RU96113401A RU96113401A RU2107266C1 RU 2107266 C1 RU2107266 C1 RU 2107266C1 RU 96113401 A RU96113401 A RU 96113401A RU 96113401 A RU96113401 A RU 96113401A RU 2107266 C1 RU2107266 C1 RU 2107266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- absorption
- photochromic material
- dosimeter
- dose
- Prior art date
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиационным измерениям и, в частности, к измерениям дозы ультрафиолетового (УФ) излучения на основе использования явления фотохромизма. The invention relates to radiation measurements and, in particular, to measurements of the dose of ultraviolet (UV) radiation based on the use of the phenomenon of photochromism.
Предлагаемый дозиметр может получить применение для контроля УФ-облученности при гелиотерапии, а также лучевой терапии в клинических и домашних условиях при использовании искусственных источников излучения и в естественных условиях профессиональной деятельности и отдыха под воздействием солнечного излучения. The proposed dosimeter can be used to control UV irradiation during heliotherapy, as well as radiation therapy in clinical and home conditions using artificial radiation sources and in natural conditions of professional activity and rest under the influence of solar radiation.
Известен УФ - дозиметр [1], предназначенный для контроля индивидуальной УФ-облученности. Дозиметр включает в себя фотохромный чувствительный элемент, изменяющий свой цвет под воздействием УФ-излучения с длиной волны в диапазоне 280-320 нм, аподизационный фильтр перед чувствительным элементом, а также набор стандартных цветов. Аподизационный фильтр представляет собой полимерную пленку, пропускающую свет с длиной волны λ > 280 нм (например, полистирол) с плавно изменяющейся по поверхности концентрацией поглощающих УФ - излучение центром или переменной толщиной. Known UV - dosimeter [1], designed to control individual UV irradiation. The dosimeter includes a photochromic sensitive element that changes color under the influence of UV radiation with a wavelength in the range of 280-320 nm, an apodization filter in front of the sensitive element, and a set of standard colors. The apodization filter is a polymer film that transmits light with a wavelength of λ> 280 nm (for example, polystyrene) with a concentration of UV absorbing radiation gradually varying over the surface with a center or a variable thickness.
Доза УФ - излучения определяется в результате сравнения фотоиндуцированного цвета фотохромного чувствительного элемента со стандартным. The dose of UV radiation is determined by comparing the photoinduced color of the photochromic sensor with the standard.
Основными недостатками, препятствующими широкому практическому использованию такого дозиметра, являются,
невысокая точность измерений, что обусловлено визуальным контролем изменения цвета и сравнением его со стандартным в рассеянном свете;
необходимость учета конкретной эритемной чувствительности при оценке УФ - лучевого воздействия на каждого отдельного индивидуума, что обусловливает дополнительные ошибки измерений;
неудобства практического применения предлагаемого устройства для индивидуальной дозиметрии с учетом многообразия условий воздействия УФ-излучения на пользователя.The main disadvantages that impede the wide practical use of such a dosimeter are,
low accuracy of measurements, which is due to visual control of color changes and comparing it with the standard in diffused light;
the need to take into account specific erythema sensitivity when assessing UV - radiation exposure for each individual individual, which leads to additional measurement errors;
inconvenience of the practical application of the proposed device for individual dosimetry, taking into account the variety of conditions for exposure to UV radiation on the user.
Наиболее близким по технической сущности является датчик экспозиционной дозы УФ-излучения индивидуального пользователя [2]. The closest in technical essence is the sensor of the exposure dose of UV radiation of an individual user [2].
Датчик представляет собой трехслойную систему, заключенную в защитный контейнер коробчатого типа, одна из поверхностей которого прозрачна для УФ- и видимого света. При измерениях контейнер прикрепляется к коже при одежде пользователя с помощью клейкой ленты. The sensor is a three-layer system enclosed in a box-type protective container, one of the surfaces of which is transparent to UV and visible light. During measurements, the container is attached to the skin when the wearer is using adhesive tape.
Измерительная система включает в себя:
первый (наружный) слой, обеспечивающий переменное поглощение УФ-излучения;
второй (промежуточный) слой фотохромного материала (ФХМ);
третий слой, индикаторная подложка, на которой нанесен разноцветный градуировочный рисунок.The measuring system includes:
the first (outer) layer, providing variable absorption of UV radiation;
the second (intermediate) layer of photochromic material (FHM);
the third layer, an indicator substrate, on which a multi-colored calibration pattern is applied.
Для учета различной эритемной чувствительности кожи людей к УФ-излучению с целью получения информации о степени поражения каждого отдельного пользователя в соответствии с принятыми нормами, возможно изменение среднего пропускания аподизационного фильтра-поглотителя. To take into account the various erythema sensitivity of human skin to UV radiation in order to obtain information about the degree of damage to each individual user in accordance with accepted standards, it is possible to change the average transmission of the apodization filter-absorber.
Датчик работает следующим образом. The sensor operates as follows.
В исходном положении (до начала экспозиции) слой ФХМ непрозрачен. Поверхность индикаторной подложки не видна пользователю. При облучении определенной дозой УФ-излучения ФХМ становится прозрачным так, что окрашенная поверхность индикаторной подложки становится видимой пользователю. Переменное поглощение УФ-излучения аподизационным фильтром-поглотителем по длине его поверхности обеспечивает последовательное постепенное просветление индикаторной подложки по ее длине по мере накопления дозы УФ-излучения на наружной поверхности датчика. В свою очередь, соответственно изменению поглощения аподизационного фильтра-поглотителя меняется окрашенный градуированный рисунок индикаторной подложки по ее длине, последовательно просветляемый по мере накопления дозы УФ-излучения, что и позволяет индицировать величину дозы. In the initial position (before the start of the exposure), the PCM layer is opaque. The surface of the indicator substrate is not visible to the user. When irradiated with a certain dose of UV radiation, the PCM becomes transparent so that the painted surface of the indicator substrate becomes visible to the user. The variable absorption of UV radiation by the apodization filter-absorber along the length of its surface provides a gradual gradual clearing of the indicator substrate along its length as the dose of UV radiation accumulates on the outer surface of the sensor. In turn, according to the change in the absorption of the apodization filter-absorber, the colored graduated pattern of the indicator substrate along its length changes, it is subsequently illuminated as the dose of UV radiation is accumulated, which allows the dose value to be indicated.
Рассмотренному датчику присущ ряд недостатков, ограничивающих возможности его практического использования. The considered sensor has a number of disadvantages that limit the possibilities of its practical use.
Ограниченная точность и чувствительность измерений дозы УФ-излучения, связанная с необходимостью выявления различий градуировочного рисунка в рассеянном свете при высоком уровне светового фона (яркое солнце), что обусловлено биологическими особенностями глаза человека. Limited accuracy and sensitivity of UV radiation dose measurements associated with the need to identify differences in the calibration pattern in scattered light at a high level of light background (bright sun), which is due to the biological characteristics of the human eye.
Необходимость систематической замены ФХМ-чувствительного элемента датчика после каждого цикла измерений, обусловленная необратимостью фотохромизма в используемом ФХМ, что усложняет практическое применение дозиметра при длительных многократных измерениях. The need for a systematic replacement of the PCM-sensitive sensor element after each measurement cycle, due to the irreversibility of photochromism in the used PCM, which complicates the practical use of the dosimeter for long multiple measurements.
Непрактичность конструкции и системы крепления датчика к телу или одежде пользователя, что затрудняет его использование в реальных и многообразных условиях работы или отдыха на открытом воздухе, например, на пляже, во время купания, в особенности детьми и т.п. The design and system of attaching the sensor to the user's body or clothing is impractical, which makes it difficult to use it in real and diverse conditions of work or outdoor recreation, for example, on the beach, while swimming, especially by children, etc.
Неэстетичность конструктивного оформления дозиметра, что вызывает дополнительные психологические препятствия его широкому практическому использованию. The non-aesthetic nature of the design of the dosimeter, which causes additional psychological obstacles to its wide practical use.
Задачей, на разрешение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства удобной в повседневном использовании и элегантной конструкции, сочетающей в себе свойства средства украшения и медикобиологического прибора, обеспечивающего многоразовые измерения и индикацию в минимальных эритемных дозах индивидуальной УФ-облученности в разнообразных условиях работы, отдыха и лечения при воздействии радиации Солнца и искусственных источников без замены чувствительных элементов в течение всего срока службы (до нескольких лет), а также повышение точности и чувствительности измерений. The task to which the claimed invention is directed is to create a device that is convenient in everyday use and elegant in design, combining the properties of a decorating agent and a biomedical device that provides reusable measurements and indication in minimal erythema doses of individual UV irradiation under various conditions of work, rest and treatment when exposed to radiation from the sun and artificial sources without replacing sensitive elements throughout the life of the (up to several their years), as well as improving the accuracy and sensitivity of measurements.
Задача решается тем, что заявляемый дозиметр выполняется в виде измерительно-индикаторного устройства, размещаемого в медальное или кулоне с цепочкой для ношения на шее пользователя. Устройство включает в себя три слоя, образующих "сэндвич". Два наружных слоя, выполненные из ФХМ с обратимым фотохромизмом, являются пассивным информационным носителем оптической памяти, выполняя функции чувствительного и запоминающего устройства дозиметра реверсивного типа. ФХМ претерпевает изменение оптической плотности в выбранном участке его спектра пропускания в зависимости от энергии УФ-излучения с длиной волны менее 320 нм, воздействующего на единицу его поверхности за время облучения, т.е. экспозиционной дозы УФ-излучения. The problem is solved in that the claimed dosimeter is in the form of a measuring and indicator device placed in a medal or pendant with a chain to be worn on the user's neck. The device includes three layers forming a "sandwich". Two outer layers made of FHM with reversible photochromism are a passive information carrier of optical memory, acting as a sensitive and memory device of a reversing type dosimeter. The PCM undergoes a change in the optical density in a selected part of its transmission spectrum depending on the energy of UV radiation with a wavelength of less than 320 nm, affecting a unit of its surface during irradiation, i.e. exposure dose of UV radiation.
Внутренний слой измерительно-индикаторного устройства представляет собой набор абсорбционных светофильтров, выполняющих функцию съема (считывания) информации с носителя, и, таким образом, являющийся индикаторной частью дозиметра. The inner layer of the measuring and indicator device is a set of absorption light filters that perform the function of removing (reading) information from the carrier, and, thus, is an indicator part of the dosimeter.
Каждый светофильтр набора предназначается для измерения и индикации одного фиксированного дискретного значения дозы УФ-излучения. Выбор количества фильтров, т.е. степень дискретности измерений осуществляется на основе существующих научно обоснованных рекомендаций по рациональному использованию УФ-излучения в лучевой терапии, а также в обеспечении лучевой безопасности в условиях труда и отдыха под воздействием излучения. Each filter set is designed to measure and display one fixed discrete value of the dose of UV radiation. The choice of the number of filters, i.e. the degree of measurement discreteness is based on existing scientifically based recommendations on the rational use of UV radiation in radiation therapy, as well as in ensuring radiation safety in working and resting conditions under the influence of radiation.
Общий диапазон измерений рационально выбрать 1-10 МЭД, что практически приемлемо в условиях УФ-терапии и принятии солнечных ванн. The overall measurement range is rational to choose 1-10 DER, which is practically acceptable in the conditions of UV therapy and sunbathing.
Области интенсивного поглощения ФХМ в спектрах поглощения исходной и фотоиндуцированной форм выбраны разнесенными. Для исходной формы длина волны верхней границы области интенсивного поглощения выбирается равной 320 нм. Область интенсивного поглощения фотоиндуцированной формы выбирается в полосе длин волн
λи= 550нм±Δλп, (1)
где
Δλп - перекрытие, зависящее от типа ФХМ.The regions of intense absorption of PCM in the absorption spectra of the initial and photoinduced forms were selected spaced. For the initial form, the wavelength of the upper boundary of the region of intense absorption is chosen equal to 320 nm. The region of intense absorption of the photoinduced form is selected in the wavelength band
λ and = 550 nm ± Δλ p , (1)
Where
Δλ p - overlap, depending on the type of FHM.
Выбор λи в окрестности 550 нм обеспечивает использование максимальной чувствительности рецепторных клеток глаза человека при реакции на интенсивность монохроматического света.The choice of λ and in the vicinity of 550 nm ensures the use of the maximum sensitivity of the receptor cells of the human eye in response to the intensity of monochromatic light.
Временные характеристики обратимости применяемого ФХМ выбираются с учетом практики контроля облученности как в условиях отдыха и лечения, так и в профессиональных условиях. При этом принимается во внимание периодичность контроля, длительность контрольных циклов, а также динамика облученности с тем, чтобы свести к минимуму влияние эффектов релаксации в ФХМ. Как известно (1) к временным характеристикам ФХМ относятся время накопления (tн) и хранения информации (tхр).The temporal characteristics of the reversibility of the applied FHM are selected taking into account the practice of monitoring irradiation both in conditions of rest and treatment, and in professional conditions. In this case, the monitoring frequency, the duration of the control cycles, as well as the dynamics of irradiation are taken into account in order to minimize the effect of relaxation effects in the PCM. As is known (1), the time characteristics of the FHM include the time of accumulation (t n ) and storage of information (t xp ).
tн - время получения фотоиндуцированной формы (постоянная времени накопления информации), определяется скоростью фотохромного превращения из исходного состояния в фотоиндуцированное, которое происходит по закону, описываемому экспонентой exp(t/tн), где t - текущее время облучения ФХМ (время фотоиндуцирования).t n is the time of obtaining the photoinduced form (the time constant for accumulating information), is determined by the rate of photochromic transformation from the initial state to the photoinduced state, which occurs according to the law described by the exponent exp (t / t n ), where t is the current time of PCM irradiation (photoinducing time) .
Расчеты показывают, что выбор ФХМ с величиной tн, составляющей единицы секунд и менее, обеспечивает практически несущественное влияние динамики облученности на результаты измерений в реальных условиях воздействия УФ-излучения Солнца и искусственных источников.Calculations show that the choice of a PCM with a value of t n of a few seconds or less provides an almost insignificant effect of the irradiation dynamics on the measurement results under real conditions of exposure to solar UV radiation and artificial sources.
tхр - время существования фотоиндуцированной формы (время хранения информации) определяется скоростью спонтанного перехода ФХМ из фотоиндуцированной в исходную форму, т.е. скоростью реверса, также происходящего по экспоненциальному закону с постоянной времени tхр. Величина tхр при использовании в дозиметре ФХМ с обратимым фотохромизмом должна удовлетворять двум противоречивым требованиям, обусловленным особенностями практического использования дозиметра УФ-излучения.t хр - the lifetime of the photo-induced form (information storage time) is determined by the speed of the spontaneous transition of the PCM from the photo-induced to the original form, i.e. the reverse speed, also occurring exponentially with a time constant t xp . The value of t xp when used in an FHM dosimeter with a reversible photochromism should satisfy two conflicting requirements, due to the peculiarities of the practical use of a UV radiation dosimeter.
С одной стороны txp должно быть достаточно большим по сравнению с длительностью одного контрольно-измерительного цикла tцк. Это требование обусловлено необходимостью сведения к минимуму влияния релаксации на информацию о дозе, накапливаемой за время контроля, т.е. на погрешность измерений.On the one hand, t xp should be sufficiently large compared with the duration of one control and measuring cycle t ck . This requirement is due to the need to minimize the effect of relaxation on information on the dose accumulated during the control, i.e. on measurement error.
Для этого необходимо:
tхр≥k1•tцк
где
k1 - коэффициент запаса определяемый допускаемой погрешностью накопленной информации о дозе за счет эффектов релаксации.To do this, you must:
t xp ≥k 1 • t ck
Where
k 1 - safety factor determined by the permissible error of the accumulated dose information due to relaxation effects.
С другой стороны величина tхр должна обеспечить спонтанное возвращение ФХМ в исходное состояние после облучения в течение промежутка времени между концом предыдущего и началом последующего циклов контроля, т.е. самопроизвольное стирание информации о дозе облучения, накопленной за цикл контроля.On the other hand, the value of t xp should provide a spontaneous return of the PCM to its initial state after irradiation for a period of time between the end of the previous and the beginning of the subsequent control cycles, i.e. spontaneous erasure of information on the radiation dose accumulated during the control cycle.
Это требует выбора tхр, исходя из условия
txp≤ k2Δtцк, (3) ,
где
Δtцк - минимальный промежуток времени между концом предыдущего и началом последующего циклов контроля,
k2 - коэффициент запаса, определяемый допустимым влиянием остаточных эффектов на погрешности измеренной дозы.This requires a choice of t xp , based on the condition
t xp ≤ k 2 Δt ck , (3),
Where
Δt ck - the minimum time interval between the end of the previous and the beginning of the subsequent control cycles,
k 2 - safety factor, determined by the allowable effect of residual effects on the error of the measured dose.
Анализ показывает, что если исходить из погрешности измерений порядка 10%, то величину коэффициентов k1 и k2 следует выбирать:
k1≥4, k2≤2,5
Рассмотрение практических особенностей контроля облученности в различных условиях воздействия УФ-излучения искусственных источников и Солнца показывает, что tцк и Δtцк суть величины одного порядка и в большинстве случаев
tцк≈ Δtцк= 6-8 ч .The analysis shows that if we proceed from the measurement error of the order of 10%, then the magnitude of the coefficients k 1 and k 2 should be chosen:
k 1 ≥4, k 2 ≤2.5
Consideration of the practical features of irradiation control under various conditions of exposure to UV radiation from artificial sources and the Sun shows that t cc and Δt cc are of the same order of magnitude and in most cases
t ck ≈ Δt ck = 6-8 hours
Таким образом путем выбора ФХМ с присущей ему величиной tхр не удастся одновременно обеспечить выполнение требований (2) и (3).Thus, by choosing a PCM with an inherent value of t xp, it will not be possible to simultaneously satisfy the requirements (2) and (3).
В предлагаемом дозиметре для обеспечения выполнения условий (2) и (3) предусматривается использовать систему принудительного револьверного переключения набора светофильтров измерительно-индикаторного устройства ежедневно по дням недели от понедельника до воскресенья включительно с соответствующими обозначениями. In the proposed dosimeter, to ensure the fulfillment of conditions (2) and (3), it is envisaged to use a system of forced revolver switching of a set of light filters of a measuring and indicator device every day on the days of the week from Monday to Sunday inclusive with the corresponding notation.
При этом при одной и той же величине tхр значение Δtцк для каждой ячейки принудительно увеличивается в 7 раз, что и позволяет обеспечить выполнение требований (2) и (3). Переключение именно по дням недели дает дополнительные удобства для пользователя в особенности на отдыхе.Moreover, for the same value of t xp , the Δt cc value for each cell is forcibly increased by 7 times, which allows us to ensure the fulfillment of requirements (2) and (3). Switching precisely by the days of the week provides additional convenience for the user, especially on vacation.
Абсорбционные светофильтры выбираются с максимумом пропускания (Т) при длине волны λm = 550 нм, т.е. в области максимальной чувствительности глаза человека. Полуширина пропускания светофильтра Δλ1/2 выбирается исходя из условия
Таким образом область поглощения фотоиндуцированной формы ФХМ охватывает полосу пропускания светофильтра. Thus, the absorption region of the photoinduced form of the PCM covers the passband of the filter.
Пропускание каждого светофильтра Ti в наборе выбирается разным, меняясь в пределах от Tmin до Tmax, соответствующих выбранному диапазону измерений в МЭД. Наименьшее пропускание Tmin у светофильтра индицирующего наименьшее значение измеряемой дозы, например, 1 МЭД. Наибольшее пропускание Tmax у светофильтра индицирующего максимальное значение дозы, например, 10 МЭД.The transmission of each Ti filter in the set is selected differently, varying from T min to T max corresponding to the selected measurement range in DER. Least transmittance T min at the light filter indicating the lowest value of the measured dose, for example, 1 DER. The highest transmittance T max at the filter indicating the maximum dose value, for example, 10 DER.
Диапазон измеряемых и индицируемых доз УФ-излучения, а также количество и номиналы отсчетных точек могут быть выбраны исходя из конкретных требований гигиенического нормирования при физиотерапии, гелиотерапии а также нормирования УФ-излучения как фактора производственной среды. The range of measured and displayed doses of UV radiation, as well as the number and values of reference points can be selected based on the specific requirements of hygienic regulation during physiotherapy, heliotherapy and the regulation of UV radiation as a factor in the production environment.
Градуировка дозиметра в МЭД являет собой дополнительное удобство при его использовании в различных случаях лучевого воздействия и, в частности, позволяет выбрать оптимальный режим облучения при УФ-терапии и принятия солнечных ванн. Calibration of the dosimeter in DER is an additional convenience when it is used in various cases of radiation exposure and, in particular, allows you to choose the optimal irradiation mode for UV therapy and sunbathing.
В целях обеспечения подбора дозиметров для конкретного пользователя с учетом индивидуальности МЭД предусматривается возможность изменения среднего пропускания светофильтров при градуировке дозиметров. Это позволяет распределять дозиметры по группам в соответствии с принятой классификацией чувствительности кожи человека к УФ-излучению. In order to ensure the selection of dosimeters for a particular user, taking into account the individuality of DER, it is possible to change the average transmittance of filters when calibrating dosimeters. This allows you to distribute dosimeters into groups in accordance with the accepted classification of the sensitivity of human skin to UV radiation.
Контейнер-медальон изготавливается из пластмасс светлых тонов во избежание его перегрева при длительном нахождении на Солнце и выполняется в виде круглого диска. В наружных стенках медальона предусмотрены щели в виде круговых секторов с центром по оси медальона, расположенных друг против друга. Щели обеспечивают прохождение света с λ < 320 нм и в полосе пропускания светофильтра с наименьшим поглощением. Внутри контейнера-медальона размещается каркас, на котором монтируются составные части дозиметра:
1. Чувствительно-запоминающее устройство, образованное двумя слоями ФХМ в виде круговых дисков.The medallion container is made of light-colored plastic to prevent it from overheating during prolonged exposure to the Sun and is made in the form of a round disk. Slots are provided in the outer walls of the medallion in the form of circular sectors centered on the axis of the medallion, located opposite each other. Slots provide the passage of light with λ <320 nm and in the passband of the filter with the lowest absorption. Inside the medallion container is a frame on which the components of the dosimeter are mounted:
1. Sensitive storage device formed by two layers of FHM in the form of circular disks.
2. Индикаторное устройство, образованное светофильтрами, имеющими оптический контакт со слоями ФХМ и выполненными в виде плоских колец, ограниченных концентрическими окружностями с центром на оси медальона. Количество кольцевых светофильтров определяется выбранной дискретностью измерений. Таким образом набор светофильтров, индицирующих результаты измерений однодневного цикла, включает с себя участки площадей каждого из круговых колец светофильтров (индикаторные секции) и каждого из слоев ФХМ, ограниченных проекцией щели корпуса медальона на их поверхность. При ежедневном переключении проекция щели перемещается по поверхности светофильтров и ФХМ, последовательно выделяя соответствующие участки их площадей для последующей экспозиции в течении цикла контроля. 2. An indicator device formed by light filters having optical contact with the FHM layers and made in the form of flat rings bounded by concentric circles centered on the axis of the medallion. The number of ring filters is determined by the selected measurement discreteness. Thus, the set of light filters indicating the results of measurements of the one-day cycle includes the areas of the areas of each of the circular rings of the filters (indicator sections) and each of the layers of the PCM limited by the projection of the slit of the medallion body on their surface. With daily switching, the projection of the slit moves along the surface of the filters and the PCM, sequentially highlighting the corresponding sections of their areas for subsequent exposure during the control cycle.
Дозиметр работает следующим образом. К началу контроля проекция щели контейнера медальона зафиксирована на участках площадей кольцевых светофильтров и слоев ФХМ, соответствующих исходному дню недели. Наружные слои ФХМ и слой светофильтров пропускают селективно зеленый свет с длиной волны λ = 550нм±Δλ1/2..
При визуальном просмотре щели "на просвет" в ней видны индикаторные секции светофильтров, соответствующие выбранным дискретным значениям дозы УФ-излучения в выбранном диапазоне - например 1-10 МЭД. Яркость секций возрастает по мере увеличения номинального значения дозы, индицируемой каждой из них. При воздействии УФ-излучения на каждый из слоев ФХМ в нем происходят следующие процессы:
поглощение света с λ < 20 нм;
образование фотоиндуцированной формы в каждом слое;
поглощение света с λ = 550 нм ± λп образовавшейся фотоиндуцированной формой в каждом слое.The dosimeter works as follows. By the beginning of the control, the projection of the slit of the medallion container was fixed in the areas of the areas of the ring light filters and the FHM layers corresponding to the initial day of the week. The outer layers of the PCM and the filter layer transmit selectively green light with a wavelength of λ = 550 nm ± Δλ 1/2 ..
When viewing the slit “in the light” visually, it shows the indicator sections of the filters corresponding to the selected discrete values of the dose of UV radiation in the selected range - for example, 1-10 DER. The brightness of the sections increases with increasing nominal value of the dose displayed by each of them. When exposed to UV radiation on each of the layers of the PCM, the following processes occur in it:
light absorption with λ <20 nm;
the formation of a photo-induced form in each layer;
light absorption with λ = 550 nm ± λ n the resulting photoinduced form in each layer.
Таким образом по мере накопления дозы УФ-излучения, воздействующей на наружные слои ФХМ уменьшается степень селективного пропускания зеленого света с λ =550 нм ± Δλ1/2 в каждой секции "сэндвича", образованной двумя слоями ФХМ и соответствующим слоем светофильтра с величиной пропускания Ti. Чувствительность слоев ФХМ к УФ-излучению, пропускание каждой секции светофильтра Ti выбираются таким образом, что при дозе УФ-излучения Di, равной выбранному дискретному значению, индицируемому данной секцией светофильтра, оптическая плотность фотоиндуцированной формы ФХМ компенсирует пропускание секции светофильтра Ti. При этом на площади соответствующей i-й секции образуется область затенения. Затенение соответствующей секции свидетельствует о накоплении поверхностью кожи пользователя, на которой расположен контейнер-медальон, дозы УФ-излучения Di=N МЭД, где N = 1, 2,...,10 - выбранная дискретность измерения и индикации дозы.Thus, with the accumulation of a dose of UV radiation acting on the outer layers of the PCM, the degree of selective transmission of green light with λ = 550 nm ± Δλ 1/2 in each section of the “sandwich” formed by two layers of the PCM and the corresponding layer of the filter with the transmission T i . The sensitivity of the PCM layers to UV radiation, the transmission of each section of the filter T i are selected so that when the dose of UV radiation D i equal to the selected discrete value displayed by this section of the filter, the optical density of the photo-induced form of the PCM compensates for the transmission of the section of the filter T i . In this case, an area of shading is formed on the area of the corresponding i-th section. The shading of the corresponding section indicates the accumulation of the surface of the user's skin on which the medallion container is located, the dose of UV radiation D i = N MED, where N = 1, 2, ..., 10 is the selected discreteness of measurement and dose indication.
По окончании акта измерения (рабочего или светового дня) начинается спонтанное восстановление исходной формы ФХМ. Перед следующим актом измерений (в следующий день недели) производится переключение наборов светофильтров посредством соответствующего перемещения наружной щели на корпусе контейнера-медальона. At the end of the measurement act (working or daylight hours), spontaneous restoration of the initial form of the FHM begins. Before the next measurement act (on the next day of the week), the filter sets are switched by means of the corresponding movement of the external slit on the medallion container body.
Для решения поставленной задачи необходимо использовать все перечисляемые ниже признаки, отличающие заявляемое изобретение от наиболее близкого по технической сущности аналога (прототипа). To solve this problem, you must use all of the following features that distinguish the claimed invention from the closest in technical essence analogue (prototype).
Признак 1. Использование в качестве чувствительного и запоминающего элемента дозиметра двух слоев ФХМ с обратимым фотохромизмом и разнесенными областями интенсивного поглощения в спектрах поглощения исходной и фотоиндуцированной форм, причем область интенсивного поглощения исходной формы охватывает λ < 320 нм, а фотоиндуцированной формы лежит в пределах 550 нм ± Δλп Δλп ≈ 20-30 нм). Для получения приемлемых временных характеристик накопления и запоминания (хранения) информации фотохромным материалом предусматривается его револьверное переключение на ежедневный контроль по дням недели.Sign 1. The use of two layers of PCM as a sensitive and storage element of the dosimeter with reversible photochromism and spaced regions of intense absorption in the absorption spectra of the original and photo-induced forms, the region of intense absorption of the original form covering λ <320 nm, and the photo-induced form lies within 550 nm ± Δλ p Δλ p ≈ 20-30 nm). To obtain acceptable temporal characteristics of the accumulation and memorization (storage) of information by photochromic material, it is provided for its revolving switching to daily monitoring on the days of the week.
Признак 2. Изготовление дозиметра в виде контейнера-медальона (кулона) с цепочкой для ношения на шее пользователя, что позволяет при соответствующем декоративном оформлении совместить свойства медико-биологического прибора и средства украшения. Symptom 2. The manufacture of the dosimeter in the form of a medallion container (pendant) with a chain to be worn on the user's neck, which makes it possible to combine the properties of the biomedical device and the decoration with appropriate decorative design.
Признак 3. Измерительно-индикаторная система дозиметра представляет собой "сэндвич", включающий в себя два наружных слоя ФХМ между которыми, находясь в оптическом контакте, располагается набор светофильтров с длиной волны, соответствующей максимуму пропускания равной 550 нм и таким образом входящей в область интенсивного поглощения фотоиндуцированной формы ФХМ; пропускание каждого светофильтра в максимуме его полосы (T) меняется соответственно дискретному значению индицируемой дозы от Tmin для минимального отсчетного значения индицируемой дозы до Tmax для наибольшего отсчетного значения.Sign 3. The measuring and indicator system of the dosimeter is a “sandwich”, which includes two outer layers of the PCM between which, in optical contact, there is a set of light filters with a wavelength corresponding to a transmission maximum of 550 nm and thus entering the region of intense absorption photoinduced form of FXM; the transmission of each filter at the maximum of its band (T) varies according to the discrete value of the displayed dose from T min for the minimum reference value of the displayed dose to T max for the largest reference value.
Признак 4. Съем показаний дозиметра "на просвет". Symptom 4. Detection of the dosimeter readings.
Таким образом по мнению заявителей предлагаемое решение соответствует критерию изобретательского уровня и новизны. Thus, according to the applicants, the proposed solution meets the criteria of inventive step and novelty.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96113401A RU2107266C1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Personal ultraviolet radiation dosimeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96113401A RU2107266C1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Personal ultraviolet radiation dosimeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2107266C1 true RU2107266C1 (en) | 1998-03-20 |
| RU96113401A RU96113401A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20182731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96113401A RU2107266C1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Personal ultraviolet radiation dosimeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2107266C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999051951A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Oleg Stanislavovich Bazanov | Photo-sensitive element for indicating the exposure to ultraviolet radiation and method for producing said photo-sensitive element |
| RU2572459C1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) | Uv radiation dose meter |
-
1996
- 1996-07-01 RU RU96113401A patent/RU2107266C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999051951A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Oleg Stanislavovich Bazanov | Photo-sensitive element for indicating the exposure to ultraviolet radiation and method for producing said photo-sensitive element |
| RU2572459C1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) | Uv radiation dose meter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6060321A (en) | Sun tan dosimeter | |
| US7709812B2 (en) | Ultraviolet radiation monitoring device and a method of using the same | |
| US5117116A (en) | Method and device for monitoring uv radiation | |
| US4308459A (en) | Ultraviolet radiation detection device | |
| CA1038272A (en) | Sunburn dosimeter | |
| US5581090A (en) | Photochromic ultraviolet detector | |
| US5686727A (en) | Ultraviolet exposure detection apparatus | |
| Kurz et al. | UV‐Sensitive wearable devices for colorimetric monitoring of UV exposure | |
| US4749865A (en) | Apparatus for determining an optium sunscreen factor at any given time | |
| US5148023A (en) | Ultraviolet ray measuring apparatus for predicting sunburn level and for obtaining spf values of cosmetics | |
| US20030008409A1 (en) | Method and apparatus for determining sunlight exposure | |
| JPH0221222A (en) | Tanning gauge | |
| DE3630988A1 (en) | Device for determining the quantity of radiation during a sun-tanning process | |
| US5741212A (en) | Blemish assessor | |
| US20050285050A1 (en) | Sun sensor, an article incorporating the sun sensor and methods of preparation and use | |
| US6271920B1 (en) | Methods and apparatus for color calibration and verification | |
| EP0325863A2 (en) | Multi-color ultraviolet radiation measurement device | |
| DE19535273C1 (en) | Personal dosimeter to register solar ray exposure | |
| RU2107266C1 (en) | Personal ultraviolet radiation dosimeter | |
| US5612542A (en) | Ultraviolet light intensity monitor | |
| EP0046158A1 (en) | Ultraviolet dosimeter | |
| DE102016008885B4 (en) | Jewel with ATR spectrometer and kit with the jewel | |
| Fanselow et al. | Reusable ultraviolet monitors: Design, characteristics, and efficacy | |
| CN212394090U (en) | Intelligent girdle band and bracelet | |
| US20210156739A1 (en) | Wearable UV Exposure Sensor |