#202 - Fotômetro Ultravioleta
O objetivo desta postagem é mostrar o projeto de um fotômetro de radiação ultravioleta capaz de testar a eficiência de lentes de óculos e também de protetores solar.
Escrito e desenvolvido por Léo Corradini
Existem a venda no mercado óculos de sol que não são capazes de filtrar a radiação ultravioleta. Isso é particularmente perigoso porque a lente escura promove o aumento da íris do olho para compensar a redução da luz e deixa a retina mais exposta à radiação ultravioleta.
O projeto:
O circuito do fotômetro é composto por dois LEDs emissores de ultravioleta semelhantes, sendo que um funciona como LED e o outro como fotodiodo sensor de ultravioleta. Os LEDs são montados em conectores de forma que possam deslizar livremente sem perder o contato elétrico. Assim, podemos regular a distância entre o emissor e o receptor.
O circuito:
O circuito é composto por dois amplificadores operacionais funcionando como passadores de tensão.
Foi necessário o uso de dois passadores de tensão, um para gerar o terra virtual do circuito que torna desnecessário o uso de alimentação dupla. O outro passador aumenta muito a impedância de entrada do voltímetro composto pelo galvanômetro e resistor em série.
Quem acompanha o Blog, sabe que sou fã de galvanômetros analógicos !
O LED que está funcionando como fotodiodo, produz uma tensão proporcional à intensidade da radiação, porém essa fonte de tensão é de alta resistência interna. Então, temos que usar um voltímetro de alta impedância para fazer essa medida corretamente.
Por outro lado, temos que colocar um resistor de valor alto para descarregar a carga do capacitor formado pela junção do fotodiodo.
O potenciômetro ajusta a corrente no LED emissor para acertar o ponteiro do galvanômetro ao fim de escala.
Perceba que mantive a escala original do galvanômetro (VU usado para áudio) porque as leituras são comparativas e adimensionais.
Montagem do aparelho:
A foto mostra uma sugestão de montagem que não é crítica.
Como usar:
Basta ajustar a distância entre o LED emissor do LED receptor em função da aplicação, ligar o aparelho através do botão e ajustar a posição do ponteiro para o fim de escala usando o potenciômetro frontal.
Como interpretar a leitura:
As medidas são comparativas, quanto menor a deflexão do galvanômetro menor será a radiação recebida pelo LED receptor.
Ensaio com luz branca:
Este ensaio, feito com LED emissor de luz branca, mostra que o LED ultravioleta usado como fotodiodo não é sensível para a faixa de luz visível.
Ensaios de óculos de sol de boa e de má qualidade:
Ensaios de óculos de grau com e sem proteção ultravioleta:
Ensaio comparativo de filtro solar fator 30 com vaselina sólida:
Para fazer estes ensaios coloquei uma pequena quantidade das amostras entre duas lamínulas de vidro.
Ensaio da amostra de vaselina:
Conclusão:
Existe muita diferença de resultados entre LEDs de mesmo fornecedor, então é interessante fazer uma pré-seleção.
Você poderá usar o galvanômetro de um multímetro analógico ou mesmo um multímetro digital para esse projeto. Se usar um multímetro digital, o circuito com os operacionais não será necessário.
Confesso que me surpreendi com os ótimos resultados desse projeto !
Este projeto, é uma excelente sugestão para TCC e feira de ciências.
Também pode ser usado para testar a eficiência de insulflim.
Veja também:
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