[发明专利]一种晒太阳时间定量分析装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电探测领域，具体涉及一种晒太阳时间定量分析装置及其测量方法。

背景技术

随着社会的进步，人们生活质量的提高，海滨旅游已经成为一种时尚。人们普遍认为涂上防晒霜就可以保护身体不受太阳的伤害，但事实证明依然会有不少游客被紫外线灼伤，究其原因，在于他不知道人体海滨日光浴多长时间为宜，在什么天气下最多能呆多长时间。最近臭氧层被破坏愈加严重，地面的紫外线辐射量大大增加，其中 UVB紫外线波段明显增加更多，因此研究好人体晒太阳的时间上的定量分析工作、科学而准确的预报每天人体晒太阳的最长时间，对人们及时采取有效的防护措施来减小紫外线对人体的伤害具有极其关键的影响。

 紫外线辐射强度的监测和研究一直是世界各国研究的热门，早在二十世纪八十年代中期，澳大利亚就开展了紫外线辐射监测，1987年新西兰就通过新闻媒介每小时播出一次对人体有害的紫外线时段预报。此外，美国、奥地利、德国、英国、法国、挪威、比利时、荷兰、希腊等国家开展也较早。我国紫外线辐射的观测与研究开始于二十世纪就是年代初期，近几年来，随着专业气象服务的迫切需要，我国各大城市先后开展了紫外线辐射的观测和预报，将紫外线强度进行强弱分级，北京、辽宁、浙江等地已经开发了相应的系统并投入业务使用。但这些产品或系统均侧重于紫外光线强度的检测，并简单的将紫外线强度进行强弱分级，未见到有对人体晒太阳时间的定量研究，专业的气象部门也仅仅是给出紫外线强度的等级预报，人们该不该晒太阳？晒多长时间太阳？等问题仍然无所是从。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种晒太阳时间定量分析装置，通过利用紫外传感器定量分析紫外线强度，并与天气预报的紫外线指数建立关系模型，与天气预报结合，通过天气预报的紫外线指数情况对人体晒太阳时间进行定量分析。本发明的另一目的是提供一种上述晒太阳时间定量分析装置测量方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种晒太阳时间定量分析装置，包括电源、紫外传感器、显示部件、单片机、蜂鸣器和按键；电源为紫外传感器和单片机供电；紫外传感器、显示部件、蜂鸣器和按键均与单片机相连。

所述的紫外传感器为UVM-30A紫外传感器，核心为半导体GaN，输出线性电压信号，检测波长范围200-370nm。

还包括通信串口，所述的紫外传感器与通信串口相连，通信串口为通信串口RS-232，可以将数据输入到电脑，便于分析和计算。、通信串口；

所述的显示部件由6个数码管构成，分别显示小时、分钟、秒。

所述的按键由6个键位组成，可以切换不同的模式，包括晴天、阴天、雨天、多云、雾天以及雪天。

所述的电源可通过USB接口供电，供电电压为5.0V。

所述的单片机为单片机Mega16，

一种晒太阳时间定量分析装置的测量方法，包括以下步骤：

（1）在单片机中预先内置历史紫外辐射强度数据库；

（2）通过紫外传感器进行辐射强度数值采集：每隔1~20分钟采集一次紫外线强度数值，每次采集时间1~100毫秒，采集五次后，取连续五次采集数值的平均值，得到当前辐射强度数值；

（3）根据当前时间通过单片机调用内置的历史紫外辐射强度数据库，国际照明学会给出人体皮肤和眼睛的最大紫外曝辐限值为30J.m^-2，紫外曝辐限值除以紫外辐射强度，可以得到历史上当前时间晒太阳的定量时间，并与当前辐射强度数值比对，即可得到当前晒太阳的定量时间，当前晒太阳的定量时间=历史上当前时间晒太阳的定量时间*历史紫外辐射强度/当前辐射强度数值。

单片机将当前晒太阳的定量时间信号输入到显示部分上，当超过当前晒太阳的定量时间时，单片机启动蜂鸣器进行预警。

本发明装置，还可以预报未来几天的晒太阳的定量时间：根据未来几天的天气预报（晴天、阴天、雨天、多云、雾天、雪天），得到未来几天晒太阳的定量时间=历史上未来几天的紫外辐射强度/天气模式加成系数。历史上未来几天的紫外辐射强度数据来自气象局的数据库；按键的6个键位分别对应晴天、阴天、雨天、多云、雾天、雪天六种不同的天气模式，每种不同的天气模式有不同的加成系数；其中晴天的加成系数为1-1.2，阴天的加成系数为0.6-0.9，雨天的的加成系数为0.1-0.2，多云的加成系数为0.2-0.5，雾天的加成系数为0.2-0.4，雪天的加成系数为1.2-1.5，具体数值由当地气候条件确定。