#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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