ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΟΡΓΑΝΩΝ SAFESUN ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΤΟΥΣ ΜΕ

ΠΥΡΑΝΟΜΕΤΡΟ

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ :

κ.ΜΠΑΗΣ ΑΛΚΙΒΙΑΔΗΣ

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2003

ΤΣΙΒΑΛΙΔΟΥ ΣΥΜΕΛΑ

•ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ SAFESUN

Τα όργανα μετρούν ερυθηματογόνο ακτινοβολία.

Το YY635 έχει φθηνότερο αισθητήρα

Το DEN1 έχει καλύτερο αισθητήρα

Η ευαισθησία τους είναι ανάλογη του ανθρωπίνου δέρματος

1MED: Ορίζεται η ενεργός ακτινοβολία που απαιτείται για το κάψιμο ( κοκκίνισμα) του ανθρώπινου δέρματος που δεν έχει εκτεθεί προηγουμένως σε καμιά άλλη ακτινοβολία, είτε υπεριώδη είτε άλλη που έχει παρόμοια αποτελέσματα. Η ελάχιστη αυτή ποσότητα διαφέρει σε κάθε άνθρωπο ανάλογα με το δέρμα του. Για την Ευρώπη το 1MED είναι 200-500J/m2

Οι βιολογικές επιδράσεις της UV μελετούνται με τον ρυθμό ενεργού δόσης :

0

d)(F)(AD

D: ρυθμός που δέχεται ενέργεια ένα οριζόντιο επίπεδο

F(ν) :η προς τα κάτω ακτινοβολία

Α(ν) : συνάρτηση που δίνει την απόδοση σαν συνάρτηση της συχνότητας, πάνω σε μια διαδικασία π.χ. κάψιμο δέρματος

1E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

1E-2

1E-1

1E+0

ΦΑΣΜ

Α Δ

ΡΑΣΤΙΚ

ΟΤΗΤΑΣ

CIE

DNA

PDS

280 320 360 400ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ (nm )

1E-8

1E-7

1E-6

1E-5

1E-4

1E-3

1E-2

1E-1

1E+0

ΔΡΑΣΤΙΚ

Η Ρ

ΟΗ Α

ΚΤΙΝ

ΟΒΟ

ΛΙΑ

Σ (W

.m-2.n

m-1)

ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΤΡΗΣΗ

Βαθμονόμηση οργάνων

Τα δύο όργανα βαθμονομήθηκαν με πρότυπη λυχνία Xe 1000 Watt.(το 95% στο όργανο)

Για το Α όργανο έγιναν μετρήσεις στα 268-402 nm.

Για το Β όργανο έγιναν μετρήσεις στα 300-416 nm.

Η απόκριση των δύο οργάνων δίνεται από τη σχέση:

Response (λ)=value/(value detector/rel det)value: η τιμή των οργάνων Α,Β(mV)

value detector : η τιμή της φωτοδιόδου (Wm-2)

rel det: η απόκριση της φωτοδιόδου

Απόκριση των δύο οργάνων ( έχει ως μέγιστο τη μονάδα)

Τοποθέτηση των δύο οργάνων και μετρήσεις

Τα όργανα τοποθετήθηκαν σε οριζόντια θέση στην ταράτσα του τμήματος Φυσικής και οι μετρήσεις έγιναν το διάστημα Μάρτιος-Απρίλιος 2003.

Οι μετρήσεις γινόταν κάθε 10 sec για 5 min τρεις φορές την ημέρα.

Η πρώτη μέτρηση γινόταν στις 10:30

η δεύτερη στις 13:30 ( τοπικό μεσημέρι )

και η τρίτη στις 16:30

Σύγκριση των μετρήσεων με το πυρανόμετρο UVB-1

Εφαρμογές του UV πυρανομέτρου

Μελέτη της ερυθηματογόνου δόσης

Επίδραση της UVB και UVA στα φυτά

Κλιματολογικά δεδομένα

Καταγραφή του πάχους του στρώματος του όζοντος

0 5 10 15 20 25

0

50

100

150

200

Cie

(mW

m-2

)

time(h)

Cie15403.dat

Για να διαπιστώσουμε αν τα γύρω κτίρια επηρέαζαν τις μετρήσεις των δύο

οργάνων κάναμε μετρήσεις ενώ τα κτίρια ήταν καλυμμένα με μαύρο πανί καθώς και

χωρίς αυτό. Έτσι προέκυψαν οι παρακάτω τιμές :

α/α Με κάλυμμα Χωρίς κάλυμμα

1 Α (mV) Β (mV) Α (mV) Β (mV)

2 179 184 180 185

3 179 184 179 184

4 180 184 179 184

5 180 184 179 184

6 179 184 180 184

Παρατηρούμε πως τελικά η επίδραση των γύρω κτιρίων κατά τη διάρκεια των

μετρήσεων δεν είναι σημαντική.

10 11 12 13 14 15

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

Cie

/UV

time(h)

06203A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα

Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή) (62:ήλιος και σύννεφα)

7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

Cie

/UV

time(h)

066A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα

Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή) (66: συννεφιά)

(mWm-2 /mV)

8 9 10 11 12 13 14 150,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

Cie

/UV

time(h)

077A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή)

(77: ηλιοφάνεια)

(mWm-2 /mV)

10,00 10,02 10,04 10,06 10,08

0,36

0,38

0,40

0,42

0,44

0,46

0,48

0,50

Cie

/UV

time(h)

078 A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή)

(78: ηλιοφάνεια)

(mWm-2 /mV)

8,22 8,24 8,26 8,28 8,30 8,32

0,326

0,328

0,330

0,332

0,334

0,336

0,338

0,340

0,342

Cie

/UV

time(h)

080A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή)

(80: ηλιοφάνεια)

(mWm-2 /mV)

8 9 10 11 12 13 14 15

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Cie

/UV

time(h)

087A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή) (87: ηλιοφάνεια)

7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,00,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

Cie

/UV

time(h)

100A

Ο λόγος του πυρανομέτρου προς τα υπό εξέταση όργανα Α( κόκκινη γραμμή) Β(μαύρη γραμμή)

(100: συννεφιά και βροχή)

4 6 8 10 12 14 160,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

Cie

/UV

time(h)

122A

Ο λόγος τους για μετρήσεις σχεδόν ανά μία ώρα

(122:ηλιοφάνεια) (Α : κόκκινη γραμμή)

(Β: μαύρη γραμμή)

Μετρήσεις οργάνων μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή( ημέρες 154-161)

154,02154,04154,06154,08154,10154,12154,14154,16154,18154,20154,22-0,02

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0,22

0,24

0,26

UV

(mV

)

CIE

(Wm-2

)

time(h)

154A

Μετρήσεις των δύο οργάνων για την 154 ημέρα

(μόνο Α όργανο)

8 10 12 14 16 18 20 22 240

2000

4000

6000

8000

10000

CIE

/UV

time(h)

CIE15403/UV

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

UV

(mV

)

time(h)

154 A0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000,00

UV

(mV

)

time(h)

154A

Το αρχείο 154Α πριν τη διόρθωση

Το αρχείο 154(Α,Β) μετά τη διόρθωση

155,02 155,04 155,06 155,08 155,10 155,12 155,14 155,16 155,18 155,20 155,22

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

UV

(mV

)

CIE

(Wm-2

)

time(h)

155

0 5 10 15 20 250

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

CIE

/UV

time(h)

Cie15503/UV

Οι τιμές των δύο οργάνων για την 155 ημέρα

156,02 156,04 156,06 156,08 156,10 156,12 156,14 156,16 156,18 156,20 156,22

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

UV

(mV

)

CIE

(Wm

-2)

time(h)

156

Οι μετρήσεις των δύο οργάνων για την ημέρα 156 ( Α όργανο)

156,02 156,04 156,06 156,08 156,10 156,12 156,14 156,16 156,18 156,20

0

100

200

Cie

/UV

(W/m

V)

time(h)

156

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

UV

(mV

)

time(h)

157

0 5 10 15 20 250

200

400

600

Cie

/UV

time(h)

Cie215703/UV

Μετρήσεις του Β οργάνου για την 157 ημέρα

Ο λόγος των δύο οργάνων (mWm-2

/mV)

0 5 10 15 20 250

5000

Cie

/UV

time(h)

Cie15703/UV

Οι τιμές για την ημέρα 157

(Α όργανο)

(mWm-2 /mV)

0 5 10 15 20 250

200

400

600

Cie

/UV

time(h)

Cie215703/UV

Οι τιμές για την ημέρα 157

(Β όργανο)

5 10 15 200

10000

20000

30000

40000

50000C

ie/U

V

time(h)

Cie15803/UV

Οι τιμές των λόγων για 158 ημέρα

( Α όργανο)

158,02 158,04 158,06 158,08 158,10 158,12 158,14 158,16 158,18 158,20 158,22

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

Cie

(Wm

-2)

UV

(mV

)

time(h)

158

Οι τιμές των Cie και UV ξεχωριστά

158,04 158,06 158,08 158,10 158,12 158,14 158,16 158,18 158,20 158,22

0,000

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012U

V(m

V)

time(h)

158A

Η τιμές του Α οργάνου

0 5 10 15 20 25

0

1000

2000

3000

4000

5000

Cie

/UV

time(h)

Cie15903/UV

Ο λόγος τους για την 159 ημέρα ( Α όργανο)

0 5 10 15 200

50000

100000

Cie

/UV

time(h)

Cie215903/UV

Ο λόγος τους για την 159 ημέρα ( Β όργανο)

6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

500

1000

Cie

/UV

time(h)

Cie16003/UV

Α όργανο (160 ημέρα )

0 5 10 15 20 250

100

200

300

400

500

600

700

Cie

/UV

Cie216003/UV

time(h)

Β όργανο (160 ημέρα)

0 5 10 15 20 25

0

200

400

600

800

Cie

/UV

time(h)

Cie16103/UV

0 5 10 15 20 25

0

100

200

300

400

500

600

Cie

/UV

time(h)

Cie216103/UV

Α όργανο (161 ημέρα)

Β όργανο (161 ημέρα)

Συμπεράσματα Τα δύο όργανα Α και Β έχουν διαφορετική ευαισθησία. Μάλιστα αποδεικνύεται πως το Β είναι περισσότερο ευαίσθητο στις μεταβολές της ακτινοβολίας Η απότομη αύξηση της έντασης ενώ μετρούν ίσως οφείλεται σε κατασκευαστικό χαρακτηριστικό του οργάνου. Μόνο έτσι ερμηνεύεται η έντονη αύξηση της ακτινοβολίας που δέχεται από περίπου 5-15(UTC) ώρα. Όταν οι μετρήσεις γινόταν με το χέρι τα πολύμετρα έδειχναν μια μέγιστη τιμή και μετά έκλειναν. Αυτό δημιουργούσε ασυνέχεια και ανακρίβεια στις μετρήσεις μας. Τα όργανα αυτά έχουν κατασκευαστεί για προσωπική χρήση και ίσως οι ανακρίβειες που παρουσιάζουν να μην είναι αισθητές όταν κάποιος θέλει απλά να δει αν θα καεί από τον Ήλιο ή όχι.