Спосіб визначення доз ультрафіолетового випромінювання

1. Спосіб визначення доз опромінювання біооб'єкта потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання у заданому інтервалі довжин хвиль, заснований на виділенні біологічно активних зон “С”, “B”, “A”, ..., відповідно, в межах смуг 1, 2, 3 ,... довжин хвиль ультрафіолетового випромінювання (спектральних потоків) різних за біологічною дією, радіаційній дії променевої енергії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання на площі поверхонь біооб'єкта та чутливих елементів фотоприймачів протягом інтервалу часу tn , перетворенні інтенсивностей ФхС, ФxB, ФxА,… спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг U'x1 , U'x2 , U'x3 ,... протягом нормованого інтервалу часу t 0 та їх запам'ятанні, вимірюванні та за 2 3 75509 випромінювання, тобто ФxC+Ф0C, ФxB+Ф0B, ФxA+Ф0A, ' ' ' отримані напруги U'x1 , U'x 2 , U'x3 ,... вимірюють і запам'ятовують, виключають дію штучного потоку ультрафіолетового випромінювання і після цього перетворюють у діючі значення напруг U'x1 , U'x 2 , U'x3 ,... спектральні потоки ультрафіолетового випромінювання невідомих за розміром інтенсивностей ФxC, ФxB, ФxA,..., бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо поглинаючі дози D визначають, відповідно, як основні дозиметричні величини {U'' } {U0C } DCx kc {D0C } xC мкБат·см 2 , '' } {U' } {UxC xC ' {U'xB } {U0B } мкЕр·см 2 , ' {U'xB } {U'xB } {U'' } {U0A } DAx kc {D0A } xA мкБет·см 2 ,… '' } {U' } {UxA xA тощо, де ' ' {U'xC } , {U'xB } , {U'xA } ,…, {U'xC } , {U'xB } , ' {U'xA } ,…, {U0C } , {U0B } , {U0 A } ,…- результати вимірювання напруг; еквівалентні бактерицидну, еритемну, еритемнотеплову тощо дози Dе опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини De kC {DCx }мкБат·см 2 , Cx De kB {DBx }мкEp·см 2 , Bx DBx kc {D0B } De k A {DAx }мкБeт·см 2 ,… Ax тощо, де {DCx } , {DBx } , {D Ax } - числові значення основних дозиметричних величин; kC , k B , k A ,... - середні за значенням коефіцієнти якості чи коефіцієнти біологічної ефективності кожного з виділених спектральних потоків ультрафі олетового випромінювання ( kC 1, kB 1, k A 1 ,... та kC kB k A ...), що враховують вид біооб'єкта (якщо біооб'єктом є люди європеоїдної є є раси, то використовуються коефіцієнти k С , k B , є м м k A ,...; монголоїдної раси - коефіцієнти k С , k B , м н н k A ,...; негроїдної раси - коефіцієнти k C , k B , н k A ,...; змішаної раси європеоїд-монголоїд (єм) єм єм єм k C , kB , k A ...; змішаної раси європеоїдєн єн єн негроїд (єн) - k С , kB , k A ,...; змішаної раси мн мн мн монголоїд-негроїд (мн) - k C , kB , k A ,...), ефективні еквівалентні бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо дози Dее опромінювання 4 біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини ee DEC ee DEB ee DEA n1 i 1 e {D Cxi }ìêÁàò ·ñì n2 i 1 2 {D e Axi 2 }ìêÁeò ·ñì n1 k Ci {D Cxi }ìêÁàò ·ñì n1 2 k Ci {Ô Cx } /{S Ci }ìêÁàò ·ñì i 1 e {DBxi }ìêEp ·ñì i 1 n3 2 n1 n1 2 , i 1 k Bi {DBxi }ìêEp ·ñì 2 i 1 k Bi {ÔBx } /{SBi }ìêÅð ·ñì 2 , i 1 n1 k Ai {D Axi }ìêÁeò ·ñì n1 2 i 1 k Ai {Ô Ax } /{S Ai }ìêÁeò ·ñì 2 ,... i 1 тощо, де n1, n2, n3,... - кількість ділянок з відомими за розміром площинами поверхні біооб'єкта, що опромінюється ультрафіолетовим випромінюванням кожної біологічно активної зони; {SCi},{SBi},{SAi}значення площин поверхонь біооб'єкта, які опромінюються; {Dе } , {Dе } , {Dе } - i-ті числові значення екВхі Ахі Схі вівалентних бактерицидної, еритемної, еритемнотеплової тощо доз; kCi, kBi, kAi,...- вагові коефіцієнти чи коефіцієнти біологічної чутливості різних (і-тих) ділянок поверхні біооб'єкта для кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання (якщо біооб'єктом є люди європеоїдної раси, то є є є використовуються коефіцієнти k С , k B , k A ,...; м м м монголоїдної раси - коефіцієнти k С , k B , k A ,...; н н н негроїдної раси - коефіцієнти k C , k B , k A ,...; змієм єм шаної раси європеоїд-монголоїд (єм) - k C , kB , єм k A ,...; змішаної раси європеоїд-негроїд (єн) єн єн єн k С , kB , k A ,...; змішаної раси монголоїдмн мн мн негроїд (мн) - k C , kB , k A ,...; поглинаючу (повну) бактерицидну, еритемну, біологічну тощо дози D ультрафіолетового опромінювання площини поверхні SП біооб'єкта визначають як дозиметричні величини D Cï {S ï }k c {D 0C } DBï {S ï }k c {D 0B } D Aï {S ï }k c {D 0 A } ' {U'xC } {U0C } ' {U'xC } {U'xC } ' {U'xB } {U0B } ' {U'xB } {U'xB } ' {U'xA } {U0 A } ' {U'xA } {U'xA } ìêÁàò ·ñì k c {Ô 0C } ìêEp ·ñì k c {Ô 0B } ìêÁeò ·ñì k c {Ô 0 A } ' {S ï }{U'xC } {U0C } ' {S 0C }{U'xC } {U'xC } ' {S ï }{U'xB } {U0B } ' {S 0B }{U'xB } ' {S ï }{U'xA } ' {S 0 A }{U'xA } {U'xB } {U0 A } {U'xA } ìêÁàò ·ñì , ìêEp ·ñì , ìêÁeò ·ñì , потужність повної поглинаючої дози D для кожної біологічно активної зони визначають як дозиметричні величини {DCп2 } {DCп1}  DCп мкБат·с 1, { tп }  DВп {DВп2 } {DВп1} мкEp·с 1 , { tп }  DAп {DAп2 } {DAп1} мкБет·с 1 { tп } тощо, де {DCп1} , {DВп1} , {D Aп1} ,..., {DCп2 } , {DВп2 } , {D Aп2 } ,...- чиcлoвi значення повних поглинаючих бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз у моменти часу t1 і t2, відповідно; { tп } {t 2 } {t1} - значення інтервалу часу дії ультрафіолетового опромінювання, 5 повну променеву енергію Q (у Дж) ультрафіолетового випромінювання, що опромінює площу Sп поверхні біооб'єкта з моменту часу t1 до моменту часу t2, визначають як дозиметричну величину Q ... {D Cï }{ t ï } Äæ {DÂï }{ t ï } Äæ {D Àï }{ t ï } Äæ ({D Cï } {DÂï } {D Àï }...){ t ï } Äæ 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що, якщо спектральні характеристики смуг біологічно активних зон сформовані таким чином, що сусідні спектральні характеристики смуг перетинаються між собою на рівні 0,5 і мають близькі до симетричних „хвости" характеристик, площа яких не перевищує площу відповідного монохроматичного потоку ультрафіолетового випромінювання, то бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо дози D опромінювання біооб'єкта визначають як основні дозиметричні величини: Винахід відноситься до області вимірювальної техніки і може бути застосований для вимірювання бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз ультрафіолетового випромінювання, що діє на біооб'єкти, в тому числі на поверхню шкіри людини. Відомий спосіб визначення доз ультрафіолетового випромінювання [див. М.И.Федоров, А.Е.Немировский, И.Ю.Сергиевская, А.М.Бабкин Измеритель интенсивности ультрафиолетового излучения. - Приборы и техника эксперимента, 1999, №4, с.158-160], суть якого полягає у опромінюванні біооб'єкту, зокрема шкіри людини, потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання у заданому інтервалі довжин хвиль, заснований на виділенні біологічно активної зони 200 (100) нм...1000нм, радіаційній дії променевої енергії спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання на площу поверхні біооб'єкту та чутливого елементу фотоприймача протягом заданого інтервалу часу, перетворенні інтенсивності спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання у діюче значення напруги протягом нормованого інтервалу часу, її вимірювання та запам'ятанні, по якому судять про дозу опромінення. Недоліком відомого способу є недостатня точність вимірювання інтенсивності ультрафіолетового випромінювання та низки функціональні можливості. Не ясно, яка дозиметрична величина приймається за дозу опромінювання. Ці недоліки зумовлені використанням прямого методу вимірювання, який не враховує вплив нестабільності функції перетворення фотоприймача на результат вимірювання. Відомо, що нестабільність функції перетворення фотоприймача призводить до появи адитивної та мультиплікативної складових систематичної похибки. Крім того, відомий спосіб забезпечує вимірювання тільки сумарної дози у діапазоні 200 (100) нм...1000нм і не забезпечує вимірювання бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз ультрафіолетового випромінювання. При цьому не 75509 6 DCx k c {D0C } ' {U'xC } {U0C } ' {U'xC } {U'xC } DBx k c {D0B } ' {U'xB } {U0B } ' {U'xB } {U'xB } DAx k c {D0A } ' {U'xA } {U0 A } ' {U'xA } {U'xA } k C мкБат·см 2 , kB мкЕр·см 2 , k A мкБет·см 2 тощо, де kC,kB,kA,... - коефіцієнти, що враховують дію "хвостів" спектральних інтервалів активних зон (k C { Ô0Ñ } /{Ô0Ñ }, k B { Ô0B } /{Ô0B }, k A { Ô0 A } /{Ô0 A }); Ô0Ñ , Ô0B , Ô0 A ,... "хвости" або малі за значенням інтенсивності потоків ультрафіолетового випромінювання на краях смуг. враховуються значення коефіцієнта якості чи коефіцієнта біологічної ефективності виділеного спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання. Відомий спосіб не враховує біологічні особливості шкіри людей європеїдної, монголоїдної, негроїдної та змішаних рас. Все це обмежує можливості відомого способу та збільшує похибку вимірювання. Відомий спосіб визначення доз ультрафіолетового випромінювання [див. Лазарев Д.Н. «Ульрафиолетовая радиация и ее применение», Л. 1950], який заснований на опромінюванні біооб'єкту, зокрема шкіри людини, потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання у заданому інтервалі довжин хвиль, радіаційній дії променевої енергії спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання на площу поверхні біооб'єкту та чутливого елементу фотоприймача протягом заданого інтервалу часу, перетворенні інтенсивності спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання у діюче значення напруги протягом нормованого інтервалу часу, її вимірювання та запам'ятанні, по якому судять про дозу опромінення. Недоліком відомого способу є низька точність вимірювання інтенсивності енергії ультрафіолетового випромінювання, що падає на шкіру, яка зумовлена нестабільністю функції перетворення фотоприймача. Крім того, відомий спосіб забезпечує вимірювання тільки сумарної дози і не забезпечує вимірювання бактерицидної, еритемної, біологічної тощо доз ультрафіолетового випромінювання. В цьому способі також не враховуються значення коефіцієнта якості чи коефіцієнта біологічної ефективності виділеного спектрального потоку ультрафіолетового випромінювання. Відомий спосіб не враховує біологічні особливості шкіри людей європеїдної, монголоїдної, негроїдної та змішаних рас. Все це обмежує можливості відомого способу та збільшує похибку вимірювання. В основу винаходу покладена задача створення такого способу надлишкових вимірювань бак 7 75509 терицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз ультрафіолетового випромінювання, у якому шляхом зміни умов виконання операцій, забезпечувалося б виділення декількох біологічно активних зон ультрафіолетового випромінювання, формування нормованих значень дозиметричних величин, підвищення точності вимірювання при нестабільній функції перетворення фотоприймача, розширення функціональних можливостей щодо визначення доз ультрафіолетового випромінювання для людей як європеїдної, так й монголоїдної, негроїдної та змішаних рас. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення доз опромінювання біооб'єкта потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання у заданому інтервалі довжин хвиль, заснований на виділенні біологічно активних зон „С", „В", „А", ... , відповідно, в межах смуг 1, 2, 3,... довжин хвиль ультрафіолетового випромінювання (спектральних потоків) різних за біологічною дією, радіаційній дії променевої енергії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання на площі поверхонь біооб'єкта та чутливих елементів фотоприймачів протягом інтервалу часу tn, перетворенні інтенсивностей ФхС, ФхВ, ФхА,... спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг U'х1, U'х2, U'х3, ... протягом нормованого інтервалу часу t0 та їх запам'ятанні, вимірюванні та запам'ятанні інтервалу часу tn, поточного часу ti та значень площин поверхонь біооб'єкта та чутливих елементів фотоприймачів, до дії невідомого за розміром ультрафіолетового випромінювання на площу Sп поверхні біооб'єкта, додатково формують штучний потік ультрафіолетового випромінювання, що діє на площі S0C, S0B, S0A, ... поверхонь чутливих елементів фотоприймачів та охоплює виділені біологічно активні зони, зі штучного потоку виділяють вузькосмугові монохроматичні потоки ультрафіолетового випромінювання з довжинами хвиль 01, 01, 02,… тощо, апріорі встановлюють інтенсивності монохроматичних потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A, ... ультрафіолетового випромінювання нормованими за середнім значенням (в межах смуг довжин хвиль 01, 02, t0 їх дії, причому 03,… тощо) і за часом t0 tn ( t0 (3 7) , де - постійна часу перетворення інтенсивності у діючі значення напруг), при яких опромінюваність EeC kc {QeC ( 01)} /(kнС { t0 }{S0C }) мкБат см 2 kс {Ф0С } /{S0C } мкБат см 2 k с {D0С } мкБат см 2, EeB k c {QeB ( 02 )} /( k íB k ñ {Ô0B } /{S0B } ìêÅð ñì { t 0 }{S0B }) ìêÅð ñì 2 k ñ {D0B } ìêÅð ñì 2 2 , EeA k c {QeA ( 03 )} /(kнA { t0 }{S0A }) мкБет см 2 k с {Ф0A } /{S0A } мкБет см 2 k с {D0A } мкБет см 2,... тощо, де kс - безрозмірний коефіцієнт пропорційності (kc=100); {QeC ( 01)} , {QeB( 02 )} , 8 {QeA ( 03 )} ,… - середні значення (в межах смуг довжин хвиль 01, 02 , 03,... ) променевої енергії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання; kнC, kнB, kнA - нормуючі безрозмірні коефіцієнти, що корегують похибку вимірювання інтенсивностей монохроматичних потоків; {Ф0C}, {Ф0B}, {Ф0A},... - нормовані розміри інтенсивностей монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання; {S0C},{S0B},{S0A},... - площі поверхонь чутливих елементів фотоприймачів, на одиницю площі поверхні та за одиницю часу дорівнює одиниці бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо поглинаючих доз, отримані значення kc {Ф0C}, kc {Ф0B}, kc {Ф0A},... інтенсивностей монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання або значення поверхневопоглинаючих доз kc {D0C}, kc {D0B}, kc {D0A},... для кожної біологічно активної зони запам'ятовують, перетворюють інтенсивності Ф0C, Ф0B, Ф0A, ... штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг U0C, U0B, U0A, ..., які вимірюють та запам'ятовують, далі формують і перетворюють у діючі значення напруг інтенсивності сумарних потоків ультрафіолетового випромінювання, тобто ФхС+Ф0С, ФхВ+Ф0В, ФхА+Ф0А, ' ' ' ..., отримані напруги U'x1, U'x2, U'x3,... вимірюють і запам'ятовують, виключають дію штучного потоку ультрафіолетового випромінювання, і тільки після цього у діючі значення напруг U'x1, U'x2, U'x3,... перетворюють спектральні потоки ультрафіолетового випромінювання невідомих за розміром інтенсивностей ФхC, ФхB, ФхA, ..., а бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо поглинаючі дози визначають, відповідно, як основні дозиметричні величини DCх DBх DАх ' {U'xC } ' {U'xC } {U'' } k c {D0B } xB ' {U'xB } kc {D0C } kc {D0А } {U0C } мкБат см 2, {U'xC } {U0B } мкЕр см 2, ' } {UxB ' {U'xА } {U0А } мкБет см 2,... '' } {U' } {UxА xА тощо, ' ' ' де {U'xC }, {U'xB }, {U'xA }, ... , {U'xC }, {U'xB }, {U'xA }, ... , {U0C }, {U0B }, {U0 A }, ... - результати вимірювання напруг; еквівалентні бактерицидну, еритемну, біологічну тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини De kC {DCx } мкБат см 2, Cx De kB {DBx } мкЕр см 2, Bx De k А {DАx } мкБет см 2,... Аx тощо, 9 75509 де {DCx},{DBx},{DAx} - числові значення основних дозиметричних величин; kC, kB, k A ,... - середні за значенням коефіцієнти якості чи коефіцієнти біологічної ефективності кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання ( k C 1 kB 1 k A 1 ..., та kC kB k A ... ), що , , , враховують вид біооб'єкта (якщо біооб'єктом є люди європеїдної раси, то використовуються коефіцієнти k є , k є , k є , ...; монголоїдної раси, - коефіC B A цієнти k м, k м, k м, ...; негроїдної раси, - коефіцієнти C B A н , k н , k н , ...; змішаної раси (єм), k єм, k єм, k єм, ...; k A C B A C B єн, k єн, k єн, ...; змішаної раси змішаної раси (єн), k C B A мн, k мн, k мн, ...; (мн), k A C B ефективні еквівалентні бактерицидну, еритемну, біологічну тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини Dее ЕC n1 n1 {De } мкБат см 2 Cxi i 1 k Сi {DCxi } мкБат см 2 i 1 n1 k Сi {ФCx } /{SCi} мкБат см 2, i 1 Dее ЕB n2 kBi {DBxi } мкЕр см 2 i 1 n2 kBi {ФBx } /{SBi } мкЕр см 2, i 1 n3 åå DÅA {De } ìêÁåò ñì Axi 2 i 1 n3 k Ai {ÔAx } /{S Ai } ìêÁåò ñì n3 k Ai {D Axi } ìêÁêò ñì DCп {Sп }k c {D0C } ' {U'xC } {U0C } мкБат '' } {U' } {UxC xC ' {Sп }{U'xC } {U0C } мкБат, ' {S0C }{U'xC } {U'xC } {U'' } {U0B } DBп {Sп }k c {D0B } xB мкЕр ' {U'xB } {U'xB } ' {Sп }{U'xB } {U0B } k c {Ф0B } мкЕр, ' {S0B }{U'xB } {U'xB } k c {Ф0С } {Sп }k c {D0 А } ' {U'xА } {U0 А } мкБет ' {U'xА } {U'xА } ' {Sп }{U'xА } {U0 А } мкБет; ' {S0 А }{U'xА } {U'xА } потужність повної поглинаючої дози для кожної біологічно активної зони визначають як дозиметричні величини k c {Ф0 А } 2 i 1 2 kм , kм , kм ,... ; негроїдної раси, - коефіцієнти Сі Ві Аі н , kн , kн ,... ; k змішаної раси (єм), Сі Ві Аі kєм, kєм, kєм,... ; змішаної раси (єн), Сі Ві Аі kєн, kєн, kєн,... ; змішаної раси (мн), Сі Ві Аі kмн, kмн, kмн,... ; Сі Ві Аі поглинаючу (повну) бактерицидну, еритемну, біологічну тощо дози ультрафіолетового опромінювання площини поверхні Sn біооб'єкта визначають як дозиметричні величини DАп n2 {De } мкЕр см 2 Bxi i 1 10 DCп {DCп2 } {DCп1} мкБат с 1, { tп } DВп {DВп2 } {DВп1} мкЕр с 1, { tп } DАп {DАп2 } {DАп1} мкБет с 1, { tп } ,... i 1 тощо, де n1, n2, n3, ... - кількість ділянок з відомими за розміром площинами поверхні біооб'єкта, що опромінюється ультрафіолетовим випромінюванням кожної біологічно активної зони; {SCі},{SBі},{SAі} - значення площин поверхонь біооб'єкта, які опромінюються; {De }, {De }, {De } - і-і числові знаBxi Axi Cxi чення еквівалентних бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз; kСі, kВі, kАі,... - вагові коефіцієнти чи коефіцієнти біологічної чутливості різних (і-х) ділянок поверхні біооб'єкта для кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання (якщо біообєктом є люди європеїдної раси, то використовуються коефіцієнти kє , kє , kє ,... ; монголоїдної раси, - коефіцієнти Сі Ві Аі тощо, де {DCп1}, {DВп1}, {DАп1}, ..., {DCп2}, {DВп2}, {DАп2},... - числові значення повних поглинаючих бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз у моменти часу t1 і t2, відповідно; { tп } {t 2 } {t1} - значення інтервалу часу дії ультрафіолетового опромінювання; повну променеву енергію ультрафіолетового випромінювання, що опромінює площу Sп поверхні біооб'єкта з моменту часу t1 до моменту часу t2 визначають як дозиметричну величину 11 Q 75509 {DСп }{ tп } Дж {DВп }{ tп } Дж {D Ап }{ tп } Дж ... Якщо у способі по п.1 спектральні характеристики смуг біологічно активних зон зформовані таким чином, що сусідні спектральної характеристики смуг перетинаються між собою на рівні 0,5 і мають майже симетричні "хвости" характеристик, площа яких не перевищує площу відповідного монохроматичного потоку ультрафіолетового випромінювання, то бактерицидну, еритемну, еритемнотеплову тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають як основні дозиметричні величини ' {U'xC } {U0C } DCх k c {D0C } k C мкБат см 2, '' } {U' } {UxC xC DВх k c {D0В } ' {U'xВ } {U0В } ' {U'xВ } {U'xВ } DАх k c {D0 А } ' {U'xА } {U0А } ' {U'xА } {U'xА } kВ мкЕр см 2, k А мкБет см 2 тощо, де kC, kB, kA тощо - коефіцієнти, що враховують дію "хвостів" спектральних інтервалів активних зон ( k C { Ф0С } /{Ф0С } , kВ { Ф0В } /{Ф0В } , k А { Ф0 А } /{Ф0 А } ; Ф0С, Ф0В, Ф0 А ,... - „хвости" або малі за значенням інтенсивності потоків ультрафіолетового випромінювання на краях смуг). Запропоновані нові суттєві ознаки, наприклад, формування трьох (й більше) полі- і монохроматичних потоків енергії ультрафіолетового випромінювання з невідомими і нормованим значеннями інтенсивностей у виділених спектральних смугах і на заданих довжинах хвиль, перетворення їх у відповідні діючі значення напруг, запропонована низка рівнянь надлишкових вимірювань основних, еквівалентних, ефективних еквівалентних бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз, рівнянь надлишкових вимірювань потужності повної поглинаючої дози для кожної біологічно активної зони, а також рівнянь надлишкових вимірювань 12 ({DСп } {DВп } {D Ап } ...){ tп } Дж. повної променевої енергії ультрафіолетового випромінювання, що опромінює площу Sп поверхні біооб'єкта з моменту часу t1 до моменту часу t2 тощо забезпечує, разом з відомими суттєвими ознаками способу, вирішення поставленої задачі. Крім того, обробка результатів проміжних перетворень, згідно з запропонованими рівняннями надлишкових вимірювань, забезпечують виключення впливу на кінцевий результат нестабільності параметрів функції перетворення фотоприймачів та абсолютних значень цих параметрів. Відомо, що основним джерелом ультрафіолетового випромінювання є Сонце й різні штучні джерела. Ультрафіолетове випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 200нм до 400нм умовно розділено на три піддіапазони (або біологічно активні зони): зона "С" - від (100нм) 200нм до 280нм, зона "B" - від 280нм до 315нм і зона "A" - від 315нм до 400нм. Сонячне ультрафіолетове випромінювання зони "А" легко проникає скрізь земну атмосферу, зони "В" доходить до поверхні землі у невеликих дозах, а зони "С" повністю поглинається атмосферою і не доходить до земної поверхні навіть високо в горах. Зона "С" нищівна для живого організму навіть у невеликих дозах завдяки руйнування молекул білка. Штучне ультрафіолетове випромінювання використовується у медичних цілях для нормалізації функції нервової системи, для лікування, для протимікробного опромінювання операційних палат тощо. Найбільш бактерицидну дію мають, наприклад, промені з довжиною хвиль коротше 313нм. Біологічна реакція організму людини на дію ультрафіолетового випромінювання виявляється перш за все у почервонінні шкіри (еритема) і запаленні очей (кератит) тощо. Біологічна ефективність ультрафіолетового випромінювання суттєво залежить від довжини хвилі. Основні напрямки біологічної дії ультрафіолетового випромінювання представлені нижче у таблиці. Таблиця Біологічний ефект Загар Еритема Антирахітна дія Канцерогенна дія Летальна, антиміотична дія на клітини Мутагенна дія на клітини і віруси На фігурі наведена комбінована схема пристрою для визначення бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз ультрафіолетового випромінювання, де 1 - тепловий фільтр; 2 - заслінка; 3 напівпрозоре (віддзеркалююче) дзеркало; 4, 5 і 6 Активна смуга спектру, нм діапазон максимум 400-280 320 320-250 297, 260 310-260 280 320-260 297, 270 320-200 265, 250 320-200 265, 260 першій, другий та третій смугові фільтри, що пропускають потоки всіх біологічно активних зони ультрафіолетового випромінювання від 200нм до 400нм з однаковими значеннями коефіцієнтів пропущення (чи ослаблення); 7, 8 і 9 - першій, другий і 13 третій вузькосмугові фільтри з центральними довжинами хвиль 01=253,7нм, 02=296,7нм і 03= 339,7нм відповідно; 10 - смуговий фільтр з центральними довжинами хвиль 01=253,7нм, 02=296,7нм і 03=339,7нм та з заданими значеннями коефіцієнтів пропущення, при яких забезпечується формування штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання нормованими за значеннями інтенсивностей; 11 джерело ультрафіолетового випромінювання; 12 відбиваюче дзеркало; 13 - корпус оптикоелектронної частини сенсора; 14, 15 і 16 - перша, друга та третя фокусуючи лінзи; 17, 18 і 19 - перший, другий і третій фотоприймачі ультрафіолетового випромінювання; 20 структурнонадлишковий сенсор, 21, 22 і 23 - першій, другий і третій МДМ-підсилювачі; 24 - джерело струму (ДС); 25 - блоком керування і обробки даних (БКОД); 26 - цифровий відліковий пристрій. Слід зазначити, що першій, другий і третій смугові фільтри 4, 5 і 6 чергуються з першим, другим і третім вузькосмуговими фільтрами 7, 8 і 9 (див. конструкцію пристрою на рисунку). Структурно-надлишковий сенсор 20 складається з оптикоелектронної частини, що розміщена у корпусі 11, та фотоприймачів 17, 18 і 19 ультрафіолетового випромінювання з фокусуючими лінзами 14, 15 і 16. Суть запропонованого способу визначення доз опромінювання біооб'єкта потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання у заданих інтервалах довжин хвиль біологічно активних зон полягає в наступному. Припустимо, що на біооб'єкт (наприклад, поверхня шкіри тварини, людини тощо) діє потік енергії ультрафіолетового випромінювання. Опромінювання біооб'єкта потоком променевої енергії ультрафіолетового випромінювання здійснюється у біологічно активних зонах "С" (100 (200) нм - 280нм), "В" (280нм - 315нм), ,"А" (315нм 400нм),..., відповідно, в межах смуг 1, 2, 3, ... довжин хвиль ультрафіолетового випромінювання (спектральних потоків) різних за біологічною дією. Радіаційна дія променевої енергії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання на площі поверхонь біооб'єкта (Sп) та чутливих елементів фотоприймачів (S0C, S0B, S0A, ...) здійснюється протягом інтервалу часу tn . В основу способу покладено перетворення інтенсивностей ФхС, ФхВ, ФхА, ... спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг U'х1,U'х2,U'х3, ... протягом нормованого інтервалу часу t 0 . Отримані діючі значення напруг вимірюються, а результати вимірювання запам'ятовуються. Одночасно вимірюються та запам'ятовуються інтервал часу tn , поточний час ti та значення площин Sп, S0C, S0B, S0A поверхонь біооб'єкта та чутливих елементів фотоприймачів. Припустимо, що лінійні функції перетворення фотоприймачів аналітичне описуються рівняннями величин: 75509 14 Ux1 S'л1ФхС U1, Ux2 S'л2ФхB U2, Ux3 S'л3ФхA U3, де ФхС, ФхВ i ФхА - інтенсивності спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання, що перетворюються у діючі значення напруг Ux1, Ux2 і Ux3 відповідно; S'л1, S'л2 i S'л3 - реальна чутливість (чи крутість перетворення) фотоприймачів, причоS'л2 S л2 (1 2 ) , му і S'л1 Sл1(1 1) , S'л3 S л3 (1 3 ) , 1, 2, 3 - відносні зміни чутливості функцій перетворення, що обумовлені дією зовнішніх та внутрішніх дестабілізуючих факторів і призводять до появи мультиплікативної складової похибки перетворення і вимірювання; U1, U2 i U3 - реальні зміщення функцій перетворення, в тому числі за рахунок дрейфу нуля фотоприймачів, і які призводить до появи адитивної складової похибки перетворення і вимірювання. Згідно з запропонованим способом, до дії невідомого за розміром ультрафіолетового випромінювання на площу Sп поверхні біооб'єкта, додатково формують штучний потік ультрафіолетового випромінювання, що діє на площі S0C, S0B, S0A, ... поверхонь чутливих елементів фотоприймачів та охоплює виділені біологічно активні зони в межах від 250нм до 400нм, чи від 240нм до 350нм в залежності від крутості характеристик смугових фільтрів. Зі штучного потоку ультрафіолетового випромінювання виділяють вузько-смугові монохроматичні потоки Ф0C, Ф0B, Ф0A, ... - ультрафіолетового випромінювання з довжинами хвиль 01=253,7нм, 02=296,7нм, 03=339,7нм, ... тощо. Причому довжину хвилі третьої біологічно активної зони вибирають таким чином, щоб виконувалася рівність: 02- 01= 03- 02. Ця умова характеризує симетрію біологічно активних зон "С" і "А" відносно зони "В" і дає можливість визначити за тією ж методикою, що й для зон "С" і "В", значення дозиметричної величини 1мкБет см-2, яка характеризує інтенсивність потоку ультрафіолетового випромінювання зони "А" на довжині хвилі 03=339,7нм, що діє на одиницю поверхні (тобто 1мкБет см-2=1мкВт см-2 на довжині хвилі 03=339,7нм). Смуги пропускання потоку ультрафіолетового випромінювання повинні бути не більш, ніж 0,3%1,5% від центральної довжини хвилі монохроматичного потоку на рівні 0,5 від значення нормованої інтенсивності цього потоку, наприклад, 0=±(1,0...5,0) нм. Апріорі встановлюють інтенсивності монохроматичних потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A, ... ультрафіолетового випромінювання нормованими за середнім значенням (в межах смуг довжин хвиль 01, 02, t 0 їх дії. Причому час 03 ... тощо) і за часом t 0 встановлюють за значенням таким, щоб викоtn , де t0 (3 7) , нувалась умова t0 15 75509 де - постійна часу перетворення інтенсивності у діючі значення напруг. При цих умовах опромінюваність EeC kc {QeC ( 01)} /(kнС { t0 }{S0C }) мкБат см 2 kс {Ф0С } /{S0C } мкБат см 2 k с {D0С } мкБат см 2, 2 02 )} /(kнB { t0 }{S0B }) мкЕр см k с {Ф0B } /{S0B } мкЕр см 2 k с {D0B } мкЕр см 2, EeB де Sпр1, Sпр2, Sпр3 - крутості аналого-цифрового перетворення, запам'ятовують. Далі формують і перетворюють у діючі значення напруг інтенсивності сумарних потоків ультрафіолетового випромінювання, тобто ФхС+Ф0С, ФхВ+Ф0В, ФхА+Ф0А, .... Отримані напруги ' (7) U'x1 S'л1(ФхС Ф0С ) U1, k c {QeB ( 2 03 )} /(kнA { t0 }{S0A }) мкБет см k с {Ф0A } /{S0A } мкБет см 2 k с {D0A } мкБет см 2,.... EeA 16 k c {QeA ( тощо, де kс - безрозмірний коефіцієнт пропорційності (kc=100); {QeC ( 01)} , {QeB( 02 )} , 03 )} ,… - середні значення (в межах смуг довжин хвиль 01, 02 , 03,... тощо) променевої енергії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання; kнC, kнB, kнA - нормуючі безрозмірні коефіцієнти, що корегують похибку вимірювання інтенсивностей монохроматичних потоків; {Ф0C}, {Ф0B}, {Ф0A}, ... - нормовані розміри інтенсивностей монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання; S0C, S0B, S0A, ... площі поверхонь чутливих елементів фотоприймачів (при використанні одного фотоприймача {S0C}={S0B}={S0A}= ...= {S0}) на одиницю площі поверхні та за одиницю часу дорівнює одиниці бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо поглинаючих доз. Тобто 1ЕеС=1kc{D0C} мкБат см-2, 1ЕеВ=1kc{D0В} мкЕр см-2, 1ЕеА=1kc{D0А} мкБет см-2, ... тощо. Отримані значення 100{Ф0С},100{Ф0В},100{Ф0А}, ... інтенсивностей монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання або значення поверхнево-поглинаючих доз kc {D0C}, kc {D0B}, kc {D0A}, ... для кожної біологічно активної зони ультрафіолетового випромінювання запам'ятовують. Перетворюють інтенсивності Ф0С, Ф0В, Ф0А, ... штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг (1) U0C S'л1Ф0С U1, {QeA ( U0B S'л2Ф0B U2, (2) U0A S'л2Ф0A U3, (3) Напруги U0C (1), U0B (2), U0A (3), ... вимірюють, а отримані результати N01 {U0C }{Sпр1}, (4) N02 {U0В }{Sпр2 }, (5) N03 {U0А }{Sпр3 }, ' U'x2 S'л2(ФхB Ф0B ) U2, (8) ' U'x3 S'л3 (ФхA Ф0A ) U3. вимірюють. Результати вимірювання ' ' N'x1 {U'x1}{Sпр1}, (10) ' N'x2 (11) ' {U'x2 }{Sпр 2 }, (9) ' ' (12) N'x3 {U'x3 }{Sпр3 } запам'ятовують. Виключають дію штучного потоку ультрафіолетового випромінювання. Після цього у діючі значення напруг U'х1,U'х2,U'х3, ... перетворюють спектральні потоки ультрафіолетового випромінювання невідомих за розміром інтенсивностей, тобто ФхС, ФхВ, ФхА,... . Напруги (13) U'x1 S'л1ФхС U1, U'x2 S'л2ФхB U2, (14) U'x3 S'л3ФхA U3, також вимірюють, а отримані результати N'x1 {U'x1}{Sпр1}, (15) N'x2 (17) {U'x2 }{Sпр 2 }, (16) (18) N'x3 {U'x3 }{Sпр3 }, запам'ятовують. Бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо поглинаючі дози визначають, відповідно, як основні дозиметричні величини {U'' } {U0C } DCх kc {D0C } xC мкБат см 2, (19) ' {U'xC } {U'xC } DBх k c {D0B } ' {U'xB } {U0B } мкЕр см 2, '' } {U' } {UxB xB DАх k c {D0А } ' {U'xА } {U0А } мкБет см 2, (21) '' } {U' } {UxА xА (20) (6) тощо, де {U'xC}=N'x1, {U'xB}=N'x2, {U'xA}=N'x3, {U''xC}=N''x1, {U''xB}=N''x2, {U''xA}=N''x3, {U0C}=N01, 17 75509 {U0B}=N02, {U0A}=N03 - результати вимірювання напруг. Обробка результатів вимірювань по запропонованим рівнянням числових значень (19), (20) і (21) забезпечує автоматичне виключення впливу абсолютних значень параметрів функції перетворення та їх відхилень від номінальних, що обумовлені дією зовнішніх та внутрішніх дестабілізуючих факторів і призводять до появи мультиплікативної та адитивної складових похибки, на кінцевий результат вимірювання бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо поглинаючих доз. Це не важко перевірити, якщо підставити у (19), (20) і (21) отримані вище аналітичні вирази для напруг U'xC, U'xB, U'xA, U''xC, U''xB, U''xA i U0C, U0B, U0A. Еквівалентні бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини (22) De kC {DCx } мкБат см 2, Cx De Вx kВ {DВx } мкЕр см 2, Коефіцієнти біологічної активності kC, kB, k A ,... визначають експериментальне, по результатах досліджень впливу спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання на той чи інший біооб'єкт. В отриманих результатах, при точно заданих значеннях коефіцієнтів біологічної ефективності, також відсутні адитивна та мультиплікативна складові похибки вимірювання. Якщо біооб'єктом є люди європеїдної раси, то використовуються середні за значенням коефіцієнти kє , kє , kє ,... ; монголоїдної раси, - коефіцієнти С В А м , kм, kм ,... ; негроїдної раси, - коефіцієнти k С В А kн , kн , kн ,... ; змішаної раси (єм), - коефіцієнти С В А єм, kєм, kєм,... ; k змішаної раси (єн), С В А kєн, kєн, kєн,... ; змішаної раси (мн), - коефіцієнти С В А kмн, kмн, kмн,... . Всі ці коефіцієнти також визначаС В А ють експериментально по результатах статистичних досліджень дії спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання на верхній прошарок поверхні шкіри людей тієї чи іншої раси і властивостей їх шкіри поглинати ультрафіолетове випромінювання. Ефективні еквівалентні бактерицидну, еритемну, еритемно-теплову тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як дозиметричні величини (23) (24) De k А {DАx } мкБет см 2 Аx тощо, де {DCX}, {DBX}, {DAX} - числові значення основних дозиметричних величин (19), (20), (21); kC, kB, k A ,... - середні за значенням коефіцієнти якості (чи коефіцієнти біологічної ефективності) кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання. Причому kC 1 , kB 1 , kA 1 , ..., та kC kB n1 kA ... n1 Dее ЕC {De } мкБат см 2 Cxi i 1 k Сi {DCxi } мкБат см 2 i 1 Dее ЕB n2 {De } мкЕр см 2 Bxi i 1 n2 Dее ЕA n3 {De } мкБет см 2 Axi i 1 kBi {DBxi } мкЕр см 2 i 1 n3 k Ai {DAxi } мкБкт см 2 i 1 тощо, де n1, n2, n3, ... - кількість ділянок з відомими за розміром площинами поверхні біооб'єкта, що опромінюється ультрафіолетовим випромінюванням кожної біологічно активної зони; {SCі},{SBі}, {SAі} - значення площин поверхонь біооб'єкта, які опромінюються; {De }, {De }, {De } - числові значення Bxi Axi Cxi еквівалентних бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз (22), (23), (24); kСі, kВі, kАі,... вагові коефіцієнти чи коефіцієнти біологічної чутливості різних (і-х) ділянок поверхні біооб'єкта для кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання. Значення цих коефіцієнтів для кожної зони встановлюють експериментальне, по результатах досліджень чутливості різних ділянок поверхні біооб'єктів до дії відповід 18 n1 k Сi {ФCx } /{SCi} мкБат см 2, i 1 (25) n2 kBi {ФBx } /{SBi } мкЕр см 2, i 1 (26) n3 k Ai {Ф Ax } /{S Ai } мкБет см 2 i 1 (27) них спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання. Якщо біообєктом є люди європеїдної раси, то використовуються коефіцієнти kє , kє , kє ,... ; монСі Ві Аі м , kм , kм ,... ; негроголоїдної раси, - коефіцієнти k Сі Ві Аі н , kн , kн ,... ; змішаної їдної раси, - коефіцієнти k Сі Ві Аі раси (індекс "єм"), - kєм, kєм, kєм,... ; змішаної раси Сі Ві Аі єн, kєн, kєн,... ; змішаної раси (ін(індекс "єн"), - k Сі Ві Аі мн, kмн, kмн,... . Це обумовлено тим, декс "мн"), - k Сі Ві Аі що шкіра людей різних рас має свої генетичні особливості щодо поглинання енергії ультрафіолето 19 75509 вого випромінювання і біологічної реакції на дію цієї енергії. Поглинаючу (повну) бактерицидну, еритемну, 20 емітерно-теплову тощо дози ультрафіолетового опромінювання площини поверхні Sn біооб'єкта визначають як дозиметричні величини DCп {Sп }k c {D0C } ' ' {U'xC } {U0C } {Sп }{U'xC } {U0C } мкБат , k c {Ф0С } мкБат '' } {U' } ' {UxC {S0C }{U'xC } {U'xC } xC (28) DBп {Sп }k c {D0B } ' {U'xB } {U0B } мкЕр '' } {U' } {UxB xB k c {Ф0B } ' {Sп }{U'xB } {U0B } мкЕр, ' {S0B }{U'xB } {U'xB } (29) DАп {Sп }k c {D0А } ' {U'xА } {U0А } мкБет '' } {U' } {UxА xА kc {Ф0А } ' {Sп }{U'xА } {U0А } мкБет, ' {S0А }{U'xА } {U'xА } (30) Потужність повної поглинаючої дози для кожної біологічно активної зони визначають як дозиметричні величини  DCп {DCп2 } {DCп1} мкБат с 1, { tп } (31)  DВп {DВп2 } {DВп1} мкЕр с 1, { tп } (32)  DАп {DАп2 } {DАп1} мкБет с 1, { tп } тощо, де {DCп1}, {DВп1}, {DАп1}, ..., {DCп2}, {DВп2}, {DАп2}, ... – числові значення повних поглинаючих бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз (31), (32) у моменти часу t1 і t2, відповідно; { tп } {t 2 } {t1} - значення інтервалу часу дії ультрафіолетового опромінювання. Повну променеву енергію ультрафіолетового випромінювання, що опромінює площу Sп поверхні біооб'єкта з моменту часу t1 до моменту часу t2 визначають як дозиметричну величину (33) Q {DСп }{ tп } Дж {DВп }{ tп } Дж {D Ап }{ tп } Дж ... Якщо у способі по п. 1 спектральні характеристики смуг біологічно активних зон зформовані таким чином, що сусідні спектральної характеристики смуг перетинаються між собою на рівні 0,5 і мають майже симетричні "хвости" характеристик, ({DСп } {DВп } {D Ап } ...){ tп } Дж. (34) площа яких не перевищує площу відповідного монохроматичного потоку ультрафіолетового випромінювання, то бактерицидну, еритемну, еритемнотеплову тощо дози опромінювання біооб'єкта визначають як основні дозиметричні величини DCх k c {D0C } ' {U'xC } {U0C } ' {U'xC } {U'xC } k C мкБат см 2, (35) DВх k c {D0В } ' {U'xВ } {U0В } ' {U'xВ } {U'xВ } kВ мкЕр см 2, (36) DАх k c {D0 А } ' {U'xА } {U0 А } ' {U'xА } {U'xА } k А мкБет см 2, тощо, де kC, kB, kA тощо - коефіцієнти, що враховують дію "хвостів" на границях спектральних смуг активних зон. Причому k C { Ф С } /{Ф0С } , kВ { Ф В } /{Ф0В } , { Ф А } /{Ф0 А } тощо, де Ф С, Ф B , Ф A ,... - сума лівих та правих "хво kА стів" смуг або сума малих за значенням інтенсивностей потоків ультрафіолетового випромінювання на краях смуг на рівні 0,5 спектральної (37) характеристики; а { Ф С} { ФлС } { ФпрС } ; { Ф В} { ФлВ } { ФпрВ } ; { Ф А} { ФлА } { ФпрА } , ..., де { Ф лС } і { ФпрС } , { Ф лВ } і { ФпрВ } , { Ф лА } і { ФпрА } - ліві та праві "хвости" біологічно активних зон "С", "В" і "А" відповідно. Значення коефіцієнтів kC, kB, kA переважно встановлюються при калібруванні. Можливо їх обчислення після визначення площі "хвостів" смуг по спектральній характеристики смугових фільтрів. 21 75509 Сутність запропонованого способу розглянемо на прикладі роботи пристрою для визначення бактерицидної, еритемної і еритемно-теплової доз ультрафіолетового випромінювання, структурна схема якого наведена на фігурі. Зовнішнє ультрафіолетове випромінювання діє на поверхню теплового фільтра 1 структурнонадлишкового сенсора 20 і, одночасно, на поверхню біооб'єкта (на фігурі не показано). Перед початком вимірювання заслінка 2 знаходиться у положенні, показаному на фігурі, при якому потік ультрафіолетового випромінювання перекривається і його енергія не діє на фотоприймачі 17, 18 і 19. За допомогою джерела 11 штучного ультрафіолетового випромінювання, що живиться від джерела струму 24, і відбиваючого дзеркала 12, додатково формують штучний потік ультрафіолетового випромінювання. З нього виділяють вузькосмугові монохроматичні потоки Ф0С, Ф0В, Ф0А, ... ультрафіолетового випромінювання заданої інтенсивності та з довжинами хвиль 01=253,7нм, 02=296,7нм і 03= 339,7нм, відповідно, за допомогою складеного смугового (інтерференційного) фільтру 10. Слід зазначити, що інтенсивності штучних монохроматичних потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A ультрафіолетового випромінювання апріорі встановлюють нормованими за середнім значенням (в межах смуг довжин хвиль 01, 02 , 03 і з урахуванням спектральної характеристики джерела 11 ультрафіолетового випромінювання) і за заданим часом t 0 їх дії на фотоприймачі при калібруванні джерела 11 з фільтром 10. Причому час t 0 вибира t0 (3 7) , де ють таким, щоб - постійна часу перетворення інтенсивності у діючі значення напруг. Штучні монохроматичні потоки ультрафіолетового випромінювання відбиваються від напівпрозорого (віддзеркалюючого) дзеркала і поступають, через вузько смугові фільтри 7, 8 і 9 на фокусуючи лінзи 14, 15 і 16 відповідно. Сфокусовані штучні монохроматичні потоки ультрафіолетового випромінювання заданої (нормованої за значенням) інтенсивності діють на поверхні чутливих елементів фотоприймачів 17, 18 і 19 з площею поверхні чутливих елементів S0С, S0В, S0А відповідно. Нормоване значення інтенсивності штучних монохроматичних потоків Ф0С, Ф0В, Ф0А ультрафіолетового випромінювання і час їх дії на фотоприймачі 17, 18 і 19 вибирають такими, при яких опромінюваність EeC kc {QeC ( 01)} /(kнС { t0 }{S0C }) мкБат см 2 kс {Ф0С } /{S0C } мкБат см 2 k с {D0С } мкБат см 2, 2 02 )} /(kнB { t0 }{S0B }) мкЕр см k с {Ф0B } /{S0B } мкЕр см 2 k с {D0B } мкЕр см 2, EeA k c {QeA ( 03 )} /(kнA { t0 }{S0A }) мкБет см 2 k с {Ф0 A } /{S0A } мкБет см 2 k с {D0A } мкБет см 2, EeB k c {QeB ( 22 на одиницю площі поверхні та за одиницю часу дорівнює одиниці бактерицидної, еритемної і еритемно-теплової поглинаючих доз. В наведених аналітичних виразах kс - безрозмірний коефіцієнт пропорційності (kc=100); {QeC ( 01)} , {QeB( 02 )} , {QeA ( 03 )} ,… середні значення (в межах смуг довжин хвиль 01, 02 , 03 ) променевої енергії спектральних потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A ультрафіолетового випромінювання; kнC, kнB, kнA - нормуючі безрозмірні коефіцієнти, що корегують похибку вимірювання інтенсивностей монохроматичних потоків протягом часу t 0 ; {Ф0C}, {Ф0B}, {Ф0A} - нормовані розміри інтенсивностей штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання; {S0C}, {S0B}, {S0A}, ... - площі поверхонь чутливих елементів фотоприймачів 17, 18, 19, відповідно. Після того, як інтенсивності штучних монохроматичних потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A ультрафіолетового випромінювання апріорі були встановлені нормованими за середнім значенням за часом t 0 їх дії, отримані значення 100{Ф0С}, 100{Ф0В} і 100{Ф0А} інтенсивностей штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання або значення поверхнево-поглинаючих доз 100{D0С}, 100{D0В} і 100{D0А} для кожної біологічно активної зони запам'ятовують. Перетворюють інтенсивності Ф0C, Ф0B, Ф0A штучних монохроматичних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг U0C (1), U0В (2), U0А (3) за допомогою фотоприймачів 17, 18 і 19 та МДМ-підсилювачів 21, 22 і 23. Напруги (1), (2) і (3) вимірюють за допомогою блоку 25, а отримані результати N01 (4), N02 (5), N03 (6) запам'ятовують. Після цього відкривають заслінку 2 і, замість вузько смугових фільтрів 7, 8 і 9, встановлюють смугові фільтри 4, 5 і 6 над фокусуючи ми лінзами 14, 15 і 16 (див. рисунок). Зовнішній потік ультрафіолетового випромінювання невідомої інтенсивності для кожної з трьох біологічно активних зон (тобто потоки ФxC, ФxB і ФxA) поступає, через тепловий фільтр 1, напівпрозоре дзеркало 3 і смугові фільтри 4, 5 і 6 та фокусуючи лінзи 14, 15 і 16, відповідно, на фотоприймачі 17, 18 і 19. На ті ж фотоприймачі поступає й штучні монохроматичні потоки Ф0C, Ф0B, Ф0A ультрафіолетового випромінювання від джерела 11. Сформовані сумарні потоки ультрафіолетового випромінювання, тобто ФxC+Ф0С, ФxВ+Ф0В, ФxА+Ф0А, за допомогою фокусуючих лінз 14, 15 і 16 поступають на фотоприймачі 17, 18 і 19. За допомогою останніх та МДМ-підсилювачів 21, 22 і 23 інтенсивності сумарних потоків ультрафіолетового випромінювання перетворюються у діючі значення напруг U"х1 (7), U"х2(8) і U''x3(9). Напруги (7), (8) і (9) вимірюють за допомогою блока 25, а отримані результати N''x1 (10), N''x2 (11) і N''x3 (12) запам'ятовують. Далі виключають дію штучного потоку ультрафіолетового випромінювання (тобто потоків Ф0C, Ф0B, Ф0A) на фотоприймачі 17, 18 і 19 шляхом відк 23 75509 лючення джерела 24 струму, що поступає на джерело 11 ультрафіолетового випромінювання. Після цього у діючі значення напруг U'x1 (13), U'x2 (14) і U'x3 (15) перетворюють спектральні потоки ультрафіолетового випромінювання невідомих за розміром інтенсивностей ФxC, ФxB і ФxA. Зазначені напруги вимірюють, а отримані результати (N'x1 (16), N'x2 (17) і N'x3 (18)) запам'ятовують. Значення бактерицидної, еритемної і еритемно-теплової поглинаючих доз обчислюють за допомогою блока 25 як значення дозиметричних величин DCx (19), DBx (20), DAx (21) чи по рівнянням числових значень N'' N Nx1 100{D0C } x1 01 , (38) ' N'x1 N'x1 Nx2 N'' N02 100{D0B } x2 , '' Nx2 N'x2 (39) і 24 є є є нти k С, kВ , k А ; монголоїдної раси, - коефіцієнти м м м k С , kВ , k А ; N'' N03 100{D0A } x3 , (40) '' Nx3 N'x3 де Nх1, Nх2 і Nx3 - результати обчислення основних дозиметричних величин DСх, DBх i DAx, відповідно; N''х1, N''х2 і N''x3 - результати вимірювання напруг U''xC, U''xB i U''xA; N01, N02 i N03 - результати вимірювання напруг U0C,U0B i U0A; N'х1, N'х2 і N'x3 результати вимірювання напруг U'xC, U'xB i U'xA відповідно. Значення еквівалентної бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз опромінювання біооб'єкта визначають, відповідно, як значення дозиметричних величин De (22), De (23) і De Bx Ax Cx (24) чи по рівнянням числових значень (41) Ne kCNx1, x1 Ne x2 kBNx2, (42) Ne x3 k ANx3, (43) де Ne , Ne , Ne - числові значення, відповідx1 x2 x3 но, еквівалентної бактерицидної, еритемної та еритемно-теплової біологічної доз опромінювання біооб'єкта; Nx1, Nx2 i Nx3 - результати обчислення основних дозиметричних величин DCX, DBX, DAX, відповідно; kC, kB , k A - середні за значенням коефіцієнти якості чи коефіцієнти біологічної ефективності кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання ( kC 1 , kB 1 , k A 1 та kC kB k A ). Ці коефіцієнти вибираються з урахуванням вид біооб'єкту. Якщо біооб'єктом є люди європеїдної раси, то використовуються середні за значенням коефіціє раси, коефіцієнти н н н єм єм єм k С, kВ , k А ; змішаної раси (єм), - k С , kВ , k А ; єн єн єн змішаної раси (єн), - k С , kВ , k А ; змішаної раси мн мн мн (мн), - коефіцієнти k С , kВ , k А . Значення ефективних еквівалентних бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз опромінювання біооб'єкту визначають, відповідно, як значення дозиметричних величин Dee (25), Dee EB EC ee (27) чи по рівнянням числових значень (26)і D EA n1 n1 n1 Nee Ne k CiN k Ci {ФСх } /{SCi}, (44) E1 x1i x1i i 1 i 1 i 1 Nee E2 Nx3 негроїдної n2 Ne x2i i 1 n2 kBiN kBi {ФBх } /{SBi }, (45) x2i i 1 i 1 n3 n3 Ne k AiN k Ai {Ф Aх } /{S Ai }. (46) x3i x3i i 1 i 1 i 1 де Nee, Nee i Nee - числові значення, відповіx1 x2 x3 дно, ефективних еквівалентної бактерицидної, еритемної та біологічної доз опромінювання біооб'єкта; n1, n2, n3,... - кількість ділянок з відомими за розміром площинами поверхні біооб'єкта, що опромінюється ультрафіолетовим випромінюванням трьох біологічно активних зон; {SCi}, {SBi}, {SAi} - значення площин поверхонь біооб'єкта, які опромінюються; Ne , Ne i Ne x1i x2i x3i - і-і числові значення еквівалентних бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз; kCi, kBi, kAi, ... - вагові коефіцієнти чи коефіцієнти біологічної чутливості різних (i-х) ділянок поверхні біооб'єкта для кожного з виділених спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання. Якщо біообєктом є люди європеїдної раси, то використовуються коефіцієнти kє , kє , kє ,... ; монСі Ві Аі голоїдної раси, - коефіцієнти kм , kм , kм ,... ; негроСі Ві Аі н , kн , kн ,... ; змішаної їдної раси, - коефіцієнти k Сі Ві Аі єм, kєм, kєм,... ; змішаної раси (єн), раси (єм), - k Сі Ві Аі kєн, kєн, kєн,... ; змішаної раси (мн), Сі Ві Аі kмн, kмн, kмн,... ; Сі Ві Аі Значення поглинаючої (повної) бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз ультрафіолетового опромінювання площини поверхні Sп біооб'єкта визначають як значення дозиметричних величин DСп(28), DВп(29) і DАп(30) чи за рівняннями числових значень Nee E3 n3 n2 25 75509 26 N1п N'' N {Sп }kc {D0C } x1 01 ' N'x1 N'x1 N'' N kc {Ф0С } x1 01 , ' N'x1 N'x1 N2п N'' N02 {Sп }kc {D0B } x2 '' Nx2 N'x2 N'' N02 kc {Ф0B } x2 , '' Nx2 N'x2 (48) N3п N'' N03 {Sп }kc {D0 A } x3 '' Nx3 N'x3 N'' N03 kc {Ф0A } x3 ; '' Nx3 N'x3 (49) де N1п, N2п і N3п - результати обчислення значення поглинаючої (повної) бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз ультрафіолетового опромінювання; kс1, kc2 і kc3 - коефіцієнти пропорційності, причому kc1=kc{SП}/{S0C}, kc2=kc{SП}/{S0B} і kc3=kc{SП}/{S0A}. Значення потужності повної поглинаючої дози для кожної біологічно активної зони визначають як   значення дозиметричних величин DСп (31), DBп  (32) і D Aп (33) чи згідно з рівняннями числових значень: N1п2 N1п1  N1п , (50) N t N2п2 N2п1 , (51) N t N3п2 N3п1  N3п , (52) N t де N1п1, N2п1, N3п1,... N1п2, N2п2, N3п2 - числові значення повних поглинаючих бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо доз у моменти часу t1 і t2, відповідно, N t { tп } { t 2 } { t1} значення інтервалу часу дії ультрафіолетового опромінювання. Значення повної променевої енергії ультрафіолетового випромінювання, що опромінює площу Sп поверхні біооб'єкта з моменту часу t1 до моменту часу t2 визначають як значення дозиметричної величини Q чи згідно з рівняннями числових значень NQ N1ï N t N2ï N t N3ï N t (53) (N1ï N2ï N3ï )N t ,  N2п де NQ - значення повної променевої енергії ультрафіолетового випромінювання, N1п, N2п і N3п числові значення повних поглинаючих бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз. У тих випадках, коли спектральні характеристики смуг біологічно активних зон сформовані за допомогою смугового фільтру 10, що пропускає ультрафіолетове випромінювання з довжинами хвиль 01=253,7нм, 02=296,7нм і 03= 339,7нм таким чином, що сусідні спектральної характеристики смуг перетинаються між собою на рівні 0,5 і мають майже симетричні „хвости" характеристик, площа яких не перевищує площу відповідного монохроматичного потоку ультрафіолетового випро (47) мінювання, то значення бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової доз опромінювання біооб'єкта визначають як значення основних дозиметричних величин DСx, DBx, DAx чи згідно з рівняннями числових значень: N'' N Nx1 100{D0C } x1 01 kC, (54) ' N'x1 N'x1 Nx2 N'' N02 100{D0B } x2 '' Nx2 N'x2 kB , (55) і N'' N03 100{D0A } x3 kA, (56) '' Nx3 N'x3 де kC, kB, kA - коефіцієнти, що враховують дію "хвостів" спектральних інтервалів активних зон. Введення нової сукупності операцій формування штучних потоків ультрафіолетового випромінювання, виділення вузькосмугових монохроматичних потоків з заданими довжинами хвиль, зміна умов виконання операцій, формування нормованих значень дозиметричних величин, перетворенні інтенсивностей декількох наперед заданих спектральних потоків ультрафіолетового випромінювання у діючі значення напруг протягом нормованого інтервалу часу, нових рівнянь надлишкових вимірювань тощо, дало можливість підвищити точність визначення доз ультрафіолетового випромінювання при нестабільній лінійній функції перетворення фотоприймачів, розширити функціональні можливості способу щодо визначення доз ультрафіолетового випромінювання для людей як європеїдної, так й монголоїдної, негроїдної та змішаних рас. Завдяки використанню нових рівнянь надлишкових вимірювань та рівнянь числових значень у запропонованому способі забезпечується виключення впливу абсолютних значень параметрів функції перетворення та їх відхилень від номінальних, що обумовлені дією зовнішніх та внутрішніх дестабілізуючих факторів і призводять до появи мультиплікативної та адитивної складових похибки, на кінцевий результат вимірювання бактерицидної, еритемної, еритемно-теплової тощо поглинаючих доз. Таким чином, запропонований спосіб забезпечує вирішення зазначеної технічної задачі. Nx3 27 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 75509 Підписне 28 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601