Тема 4. Нормирование и контроль оптического излучения
Оптическое излучение – это совокупность видимых (400–760 нм), ультрафиолетовых (400–180 нм) и инфракрасных (свыше 760 нм) лучей. Рациональное нормирование и контроль за различными спектрами оптического излучения имеет важное практическое значение, так как эти факторы в значительной степени определяют фотопериодические реакции животных (видимый свет), фотохимическое, метаболическое и бактерицидное действие (ультрафиолет), а также создание теплового комфорта (инфракрасные лучи).
Цель занятия. Ознакомить студентов с гигиеническими требованиями к естественному и искусственному освещению животноводческих помещений, показателями для их оценки и нормированием. Изучить методы исследования интенсивности инфракрасной и ультрафиолетовой радиации.
Материалы и оборудование. Люксметры, лампы и облучатели (инфракрасные и ультрафиолетовые), актинометр, ультрафиолетметры.
Практические навыки. Научить студентов оценивать состояние естественного и искусственного освещения в помещениях. Изучить приборы для инфракрасного и ультрафиолетового облучения и аппаратуру по измерению их интенсивности.
Методы контроля освещенности животноводческих помещений
Задание. 1.Ознакомиться с устройством и принципами работы люксметра.
2. Дать оценку состоянию естественного освещения в помещении по следующим показателям: коэффициент естественного освещения (КЕО), угол отведения, угол падения, световой коэффициент (СК).
|
|
|
3. Дать оценку искусственному освещению прямыми (люксметрия) и косвенными методами (по удельной мощности электрических ламп).
В настоящее время для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом используют люксметры типа Ю-116 (рис. 25).
Люксметр состоит из измерителя (стрелочного гальвонометра со шкалой, показывающей освещенность в люксах) и отдельного фотоэлемента с насадками.
Рис 25. Люксметр типа Ю 116
1 – измеритель, 2 – селеновый фотоэлемент
Фотоэлемент представляет собой очищенную от окислов железную пластинку, на которую нанесен слой селена, а сверх него – тонкий полупрозрачный слой золота или платины. Для защиты от воздействия химических агентов поверх золотой или платиновой пленки положен слой прозрачного лака. Для предохранения от прямых солнечных лучей на воспринимающую поверхность фотоэлемента накладывают пластинки матового стекла-насадки (светофильтры). Светочувствительная поверхность фотоэлемента составляет около 30 см2. Принцип действия люксметра основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При воздействии световых лучей на воспринимающую часть прибора в селеновом слое его, на границе с золотой или платиновой пленкой, возникает поток электронов, который создает фототок в замкнутой цепи и отклоняет стрелку гальвонометра. Величина угла отклонения стрелки пропорциональная интенсивности освещения фотоэлемента.
|
|
|
На передней панели измерителя имеются кнопки переключателя и табличка со схемой, связывающей действие кнопок и используемых насадок с диапазонами измерений. На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента. Прибор имеет две шкалы: 0–100, имеющая 100 делений (начало измерений отмечены точкой над 20), и 0–30, имеющая 30 делений (начало измерений отмечены точкой над 5).
Для уменьшения конусной погрешности применяется насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из белой светорассеивающей пластмассы, и непрозрачного кольца, имеющего сложный профиль. Насадка обозначена буквой К, нанесенной на ее внутреннюю сторону, применяется с одной из других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т – каждая из этих 3 насадок совместно с насадкой К образует три поглотителя с коэффициентом ослабления 10,100 и 1000 и применяется для расширения диапазонов измерений.
Для подготовки к измерению устанавливают измеритель люксметра в горизонтальное положение. Стрелка прибора должна быть на нулевом делении шкалы.
|
|
|
Против нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок или без них наибольшее значение диапазонов измерений. При нажатии правой кнопки, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений, кратные 10, следует пользоваться для отсчета показаний шкалой 0–100. При нажатой левой кнопке, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений, кратные 30, пользуются шкалой 0–30. Показания прибора на соответствующей шкале умножают на коэффициент ослабления, зависящий от применяемых насадок и указанный на этих насадках.
Пример: На фотоэлементе установлены насадки КР, нажата левая кнопка, стрелка по шкале 0–30 показывает 10 делений. Измеряемая освещенность равна 10 · 100 = 1000 лк.
В помещениях, освещаемых люминесцентными лампами, показания люксметра следует умножить на поправочный коэффициент 0,9; лампами белого света – на 1,1; при определении естественной освещенности – на 0,8.
Для получения правильных показаний люксметра оберегают селеновый фотоэлемент от излишней освещенности, не соответствующей выбранной насадки. Поэтому если величина измеряемой освещенности неизвестна, начинают измерения с установки на фотоэлемент насадки КТ. Последовательно устанавливают насадки КТ; КР; КМ и при каждой насадке сначала нажимают правую кнопку, а затем левую. Если при насадках КМ и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до 5 делений по шкале 0–30, измерения производят без насадок, т.е. открытым фотоэлементом.
|
|
|
При измерении фотоэлемент и измеритель располагают на горизонтальной поверхности так, чтобы тень от проводящего измерения не попадала на фотоэлемент.
Определение естественной освещенности
Естественная освещенность внутри помещений для животных и птиц нормируется двумя способами: геометрическим и светотехническим.
Геометрический способ нормирования естественной освещенности основан на вычислении светового коэффициента (СК), т.е. отношение остекленной площади окон к площади пола. Он выражается простой дробью, числитель которой – единица, а знаменатель – частное от деления площади пола помещения на площадь поверхности стекол (без рам и переплетов).
Способ прост, но не достаточно точен, так как при одном и том же световом коэффициенте не обеспечивается равномерная освещенность площади здания. Световой коэффициент имеет значение в строительном проектировании, но не может в достаточной степени характеризовать освещенность помещений естественным светом, потому что она зависит не только от соотношения между световой поверхностью окон и площадью пола помещения, но также от свето- климатических особенностей места расположения здания, ориентации окон по сторонам света, затеняющего действия противостоящих зданий, деревьев, соотношения между размерами помещения, формы и конструкции световых проемов, от их расположения над полом.
Нормы светового коэффициента внутри помещения для животных и птиц приведены в приложении 7.
Пример.Коровник на 200 голов. Размер помещения 66 х 21 м, количество окон – 36, остекленная поверхность одного окна 1,2 х 2,35 м2. Следовательно, площадь помещения 66 х 21 = 1386 м2, суммарная остекленная поверхность окон (1,2 х 2,35) х 36 = 101,52 м2. Стало быть, световой коэффициент будет равен (1386:101,52 = 13,65) 1:14.
Для оценки освещенности отдельных площадей (участков) помещения определят угол падения и угол отверстия (рис. 26).
|
|
Угол паденияα (АВС)образуется двумя линиями, одна из которых (ВС) горизонтальная, отводится от места определения (рабочее место) к плоскости окна, другая (АВ) – от рабочего места ( из той же точки) к верхнему наружному краю окна. Он показывает, под каким углом падают из окна световые лучи на данную горизонтальную поверхность в помещении. Для его определения можно воспользоваться таблицей натуральных значений тригонометрических функций (таблица 5).
Рис. 26. Углы освещения
АВС – угол падения, АВЕ (АВD) – угол отверстия.
Учитывая, что треугольник АВС является прямоугольным, АС/ВС = tg α . Величина катета АС определена расстоянием по вертикали от точки (С) пересечения горизонтальной линии с плоскостью окна и до верхнего края окна (А). Катет ВС – расстояние от центральной точки рабочей поверхности (В) до окна (С).
Угол падения на рабочем месте должен быть не менее 270. Чем дальше расположено рабочее место, тем меньше величина угла падения. Она зависит также от высоты окна – с увеличением ее величина угла падения возрастает.
Угол отверстия(АВД) образуется двумя линиями, одна из которых (АВ) идет от места определения к верхнему краю окна, а другая (ВД) проходит от места определения к высшей точке противостоящего здания (Е), дерева и т.д. Угол отверстия дает представление о величине участка небосвода, свет от которого падает на рабочую поверхность.
Для определения величины отверстия (АВД) необходимо вычесть из величины угла АВС значение угла ДВС. Для измерения угла отверстия находят на поверхности окна горизонтальную точку (Д), совпадающую со зрительной линией, направленной из точки измерения к верхнему краю противостоящего здания или предмета. Затем проводят измерение катетов АС, ДС, СВ. Путем отношения противолежащих катетов к прилегающим находят 
АВС и ДВС и по таблице 5 их натуральные значения. Угол отверстия АВД равен разности найденных углов ( 
АВД = АВС – ДВС).
Угол отверстия не должен быть менее 50. Чем больше угол отверстия, тем больший участок небосвода мы видим, тем больше световых лучей проникает в помещение и тем выше освещенность.
Таблица 5
Таблица натуральных тригонометрических величин
| 
|
|
|
|
|
| 0 | 0 | 0,29 | 16 | 0,90 | 42 |
| 0,02 | 1 | 0,32 | 18 | 1,00 | 45 |
| 0,03 | 2 | 0,36 | 20 | 1,11 | 48 |
| 0,05 | 3 | 0,40 | 22 | 1,23 | 51 |
| 0,07 | 4 | 0,45 | 24 | 1,38 | 54 |
| 0,09 | 5 | 0,49 | 26 | 1,54 | 57 |
| 0,11 | 6 | 0,53 | 28 | 1,73 | 60 |
| 0,12 | 7 | 0,57 | 30 | 1,96 | 63 |
| 0,14 | 8 | 0,62 | 32 | 2.25 | 66 |
| 0,16 | 9 | 0,67 | 34 | 2,60 | 69 |
| 0,18 | 10 | 0,73 | 36 | 3,08 | 72 |
| 0,21 | 12 | 0,78 | 38 | 4,01 | 76 |
| 0,25 | 14 | 0,84 | 40 | 5,67 | 80 |
Светотехнический способнормирования естественной освещенности выражается коэффициентом естественной освещенности (КЕО).Коэффициент естественной освещенности – это отношение горизонтальной освещенности в люксах в данной точке внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности вне помещения, освещенной диффузным (рассеянным) светом небосвода, выраженное в процентах. КЕО вычисляют по формуле:
КЕО = (Евн / Енар) · 100,
где Евн – освещенность точки внутри помещения, лк; Енар – освещенность площади под открытым небом, лк; 100 – коэффициент пересчета, %.
Плотность светового потока по освещаемой поверхности называется освещенностью. Люкс (лк) – единица освещенности, при которой на каждом квадратном метре освещаемой поверхности равномерно распределяется световой поток в один люмен.
Пример. Предположим, что освещенность в помещении равна 50 лк, а наружная освещенность – 5000 лк. Тогда КЕО = (50 : 5000) ∙ 100 = 1%.
Расчет освещенности помещения (коровника) производят путем умножения наружной освещенности на КЕО.
Пример. Допустим, что наружная освещенность в феврале в полдень равна 5000 лк, КЕОравен 0,8%, что составляет 0,008 наружной освещенности. Искомая освещенность равна 5000 · 0,008 = 40 лк.
Рассчитав, таким образом, естественную освещенность для различных часов дня определенного сезона года, и принимая во внимание назначение помещения, устанавливают, нужно ли и с какого времени суток дополнительно включать искусственное освещение для обеспечения требуемой освещенности помещения.
При определении фактической естественной освещенности в местах размещения животных отмечено, что внутреннее оборудование помещения , столбы, перегородки и т.п. создают затемнение и значительно снижают освещенность внутри здания. Поэтому среднее значение КЕО определяют по формуле:
КЕОср. = (Н1 + Н2 + Н3 + Н4 + В + С + Д) / (а + 3) ,
где КЕОср. – среднее значение КЕО, %; Н1, Н2,Н3, Н4 – среднее арифметическое КЕО зоны размещения животных в рядах, %; В – КЕО на полу в центре помещения, %; С – КЕО на высоте 1 м от пола в центре помещения, %; Д – КЕО на высоте 1,6 м от пола в центре помещения, %; а – количество рядов размещения животных в помещении; 3 – количество замеров КЕО в центре помещения.
Пример. В коровнике на 200 голов 4 ряда стойл. Допустим, что величина Н первого ряда стойл равна 0,8% , второго – 0,5%, третьего – 0,9% и четвертого – 1%, остальные показатели равны: В – 0,5%; С – 0,4%; Д – 0,4%, а – 4; число замеров КЕО в центре помещения равно – 3.
Подставляя цифровые значения в формулу, получают:
КЕО = (0,8 + 0,5 + 0,9 + 1,0 + 0,5 + 0,4 + 0,4) / (4 + 3) = 0,64%.
Нормы КЕОдля животноводческих помещений приведены в приложении 7.
Определение искусственной освещенности
Искусственное освещение в помещениях обеспечивается светильниками общего и местного освещения. Светильник состоит из источника (лампы) и осветительной арматуры.
Источниками освещения могут быть лампы накаливания (ЛН) и люминесцентные лампы (ЛЛ) типа ЛДЦ (улучшенного спектрального состава), ЛД (дневные), ЛБ (белые), ЛХБ (холодно-белые) и ЛТБ (тепло-белые).
Уровень искусственной освещенности определяют с помощью люксметра (объективный метод), по удельной мощности светильников (расчетный метод).
Оценку искусственного освещения производят по уровню освещенности горизонтальной поверхности на рабочем месте с помощью люксметра. Если определение производится днем, то вначале следует измерить освещенность, создаваемую смешанным освещением (естественным и искусственным), а затем при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.
При определении искусственной освещенности расчетным методом подсчитывают число ламп в помещении и суммируют их мощность в ваттах. Затем делят найденную величину на площадь помещения и получают удельную мощность ламп в ваттах на 1 м2. Эту величину умножают на коэффициент «е», показывающий, какое количество люксов дает удельная мощность равная 1 Вт/м2 (таблица 6).
Таблица 6
Значение коэффициента «е»
| При лампах | Лампы накаливания | Люминесцентные | |
| мощностью | При напряжении в сети | лампы | |
| 110, 120, 127 | 220 | ||
| До 100 Вт | 2,4 | 2,0 | 6.5 |
| 110 Вт и выше | 3,2 | 2.5 | 8,0 |
Пример.Предположим, что площадь коровника на 100 голов 620 м2, освещение осуществляется 25 лампами накаливания на 100 Вт, напряжение в сети 220 В. Удельная мощность будет равна (25 • 100) : 620 = 4,03 Вт/м2. Освещенность составит 4,03 Вт/м2 х 2 = 8,06 лк.
Для определения необходимого количества светильниковс целью создания заданного уровня искусственной освещенности в помещении следует выполнить расчет, пользуясь нормативами удельной мощности приложения 7. Найденную величину удельной мощности нужно умножить на площадь помещения и разделить на мощность одной лампы.
При гигиенической оценке освещения необходимо учитывать его равномерность, которую оценивают по отношению наименьшей освещенности к наибольшей освещенности в одной плоскости (коэффициент неравномерности). Освещение считается равномерным, если отношение минимальной освещенности к максимальной освещенности на протяжении 5 м не ниже 1 : 3 или на протяжении 0,75 м не ниже 1 : 2. Освещенность самого темного места не должна быть слабее освещенности самого светлого места более чем в 3 раза.
Оценку равномерности освещения можно также сделать, пользуясь коэффициентом распределения света по формуле:
q = (Е ∙ 100) / Е1,
где q – искомый коэффициент распределения света; Е – освещенность исследуемой поверхности, лк; Е1 – максимальная освещенность в данном помещении, лк.
При полной равномерности освещения q =100%. Чем меньше q, тем неравномернее освещение помещения.
Определение интенсивности искусственного облучения животных
Ультрафиолетовое облучение
Задание. 1.Изучить приборы для искусственного ультрафиолетового облучения.
2. Научиться проводить расчеты по дозированию УФО разными источниками (определить время облучения животных).
3. Ознакомиться с приборами, применяемыми для определения ультрафиолетовой радиации.
При применении ультрафиолетового излучения пользуются тремя системами величин и единиц измерения – лучистыми, эритемными и бактерицидными.
Энергию УФ–излучения, испускаемую источником в единицу времени (мощность излучения), называют ультрафиолетовым потоком. В системе лучистых величин ультрафиолетовый поток измеряют в ваттах (Вт)илимилливаттах (мВт).
В системе эритемных величин мощность УФ–излучения, оцененную по его эритемному действию, называют эритемным потоком.Единицей эритемного потока является эр.1 эр численно равен потоку ультрафиолетового излучения с длиной волны 297 нм и мощностью 1 Вт.
При УФ–облучении сельскохозяйственных животных очень важно знать плотность эритемного потока, падающего на животного, которую называют эритемной облученностью. Эритемная облученность (Еэ)равна отношению величины падающего эритемного потока (Фэ)к величине облучаемой поверхности (S):
Еэ = Фэ / S
Эритемную облученность измеряют в эрах на 1 м2 (эр/м2) или в миллиэрах на 1 м2(мэр/м2) ; 1эр = 1000 мэр; или мВт/м2.
Результат воздействия УФ–излучения на организм животных зависит не только от величин облученности, но и от длительности облучения.
Произведение эритемной облученности на время облучения называют количеством (дозой) эритемного облучения (Нэ).
Нэ = Еэ · t
Доза эритемного облучения измеряется в мэр часах на 1 м2 (мэр · ч/ м2) или мВт · ч/м2.
Нормативы дозы облучения для сельскохозяйственных животных и птицы приведены в таблице 7.
Таблица 7
Допустимые дозы облучения животных
| Вид и возрастная группа животных | Доза облучения в сут. мэр · ч/м2 (мВт·ч/ м2) |
| Телята в возрасте до 6 месяцев | 120 – 140 |
| Телята в возрасте 6 месяцев и более | 140 – 160 |
| Коровы и быки | 250 – 270 |
| Поросята-сосуны | 20 – 25 |
| Поросята-отъемыши | 60 – 80 |
| Поросята на откорме и свиноматки | 80 – 90 |
| Овцематки | 245 – 260 |
| Ягнята 3-дневного возраста до отбивки | 220 – 240 |
| Куры-несушки при содержании: на полу в клетках | 20 – 25 40 – 50 |
| Цыплята при содержании: на полу в клетках с решетчатыми передними стенками в клетках со штампованными передними стенками | 15 – 20 20 – 25 40 – 50 |
Для определения длительности облучения при заданной дозе и известной эритемной облученности необходимо эту дозу поделить на облученность.
Пример.Если доза облучения телят равна 120 мэр · ч/м2, а эритемная облученность 20 мэр/м2, то длительность облучения будет 6 ч (120 мэр ∙ ч/м2 : 20 мэр/м2 = 6 час).
Для облучения животных используют ультрафиолетовые лампы, технические данные которых приведены в таблице 8.
Интегральные ртутно-кварцевые лампы типа ДРТ, обеспечивают мощный поток УФЛ с тремя областями (А = 15 %, В = 25 %, С = 15 %) и 45 % световых лучей.
Бактерицидные источники (лампы типа ДБ) генерируют максимум УФ-излучения в спектре области С (80 %) и 20 % световых лучей.
УФ люминисцентно-эритемные лампы типа ЛЭ являются источником УФ-излучения областей А и В (А = 45 %, В = 35 %) и 20 % световых лучей, С=0.
Дуговые ртутно-вольфрамовые эритемные лампы (ДРВЭД) излучают световые (40 %), инфракрасные лучи (55 %), а также УФЛ областей А и В (5 %).
Таблица 8
Технические характеристики ультрафиолетовых ламп
| Тип лампы | Мощность, Вт | Напряжение, В | Световой поток, лм | Эритемный поток, мэр | Бактерицидный поток, мб | Срок службы, ч | Эритемная облученность на расстоянии 1 м от источника, мэр/м2 |
| ДРТ-400 (ПРК-2) | 400 | 220 | 8000 | 4750 | 10500 | 2500 | 475 |
| ДРТ-1000 (ПРК-7) | 1000 | 220 | 32000 | 16500 | 39500 | 1200 | 1650 |
| ДБ-15 (БУВ-15) | 15 | 127 | 60 | - | 2000 | 2000 | - |
| ДБ-30 (БУВ-30) | 30 | 220 | 140 | 35 | 6000 | 3000 | - |
| ДБ-60 (БУВ-60) | 60 | 220 | 180 | 41 | 8000 | 2000 | - |
| ЛЭ-15 (ЭУВ-15) | 15 | 127 | 40 | 300 | 55 | 3000 | 20 |
| ЛЭ-30-1 (ЭУВ-30) | 30 | 220 | 110 | 750 | 125 | 5000 | 58 |
| ДРВЭД 220-250 | 250 | 220 | 3150 | 550 | - | 1500 | - |
| ДРВЭД 220-160 | 160 | 220 | 2100 | 350 | - | 1500 | 32 |
Примечание – в скобках указаны старые названия источников излучения.
Интенсивность УФ-потокаизмеряется ультрафиолетметрами. Принцип их действия основан на преобразовании лучистой энергии ультрафиолетового спектра в электрический ток.
В санитарной практике наиболее распространен прибор УФМ-5(рис.27).
Рис. 27. Ультрафиолетметр УФМ-5. 1 – магниевый фотоэлемент; 2 – сурьмяно-цезиевый фотоэлемент со светофильтром и интегрирующей насадкой; 3 – переключатель диапазонов чувствительности; 4 – счетчик импульсов.
Воспринимающей частью прибора являются 2 фотоэлемента – сурьмяно-цезиевый для регистрации эритемного ультрафиолетового излучения (290–340 нм) и магниевый – для измерения коротковолнового ультрафиолетового излучения (220–290 нм). Прибор снабжен счетчиком импульсов напряжения и переключателем диапазонов чувствительности. Ультрафиолетметр измеряет величину облученности и дозу (количество) облучения.
Измерение УФ-излучения проводится по подсчету импульсов напряжения, связанных с разряжением конденсатора, подвергающегося облучению УФ- лучами.
Для измерения облученности определяют число импульсов счетчика за определенное время (30 с). Для измерения дозы подсчитывают количество импульсов за все время облучения. При измерении прибор устанавливают таким образом, чтобы воспринимающий фотоэлемент совпадал с плоскостью области облучения.
В зависимости от измеряемой области спектра открывают крышку одного из фотоэлементов. Выбирают наиболее чувствительный диапазон измерений. Включают питание прибора, отмечают время отсчета.
Через определенное время (30 с, 1 мин, 4 мин) отсчет заканчивают и вычисляют дозу или интенсивность облучения путем умножения числа импульсов счетчика на энергетическое значение одного импульса, указанное в паспорте прибора при данном диапазоне чувствительности (значения импульса даются в микроваттах (мВт) на 1см2 для определения величины облученности и в мВт на 1см2/с для вычисления дозы облучения).
Для измерения эритемной облученности применяют УФМ-71. Прибор заключен в металлический кожух, разделенный на два отсека, в одном из которых помещается детектор (фоточувствительная головка), в другом – измерительный блок и батареи питания. В качестве первичного преобразователя в приборе использован вакуумный сферический фотоэлемент Ф-27, спектральная характеристика которого близка к кривой эритемного действия. Чувствительность фотоэлемента находится в области 280–380 нм. Шкала прибора отградуирована в мэр/м2 и имеет пять диапазонов: 5–30; 20–100; 50–300; 200–1000; 500–3000. Для измерения облученности на плоскости прибор комплектуют специальной насадкой на сферический фотоэлемент, которая позволяет приблизить пространственную характеристику к косинусной.
Для измерения дозы облучения, получаемой животными применяют УФ-дозиметр УФД, в котором в качестве приемника служит фотоэлемент Ф-27. Он обеспечивает регистрацию доз облучения от 2,5 до 3000 мэр ∙ ч/м2. Максимальное время измерения дозы облучения без возврата счетчика на нуль не менее 24 ч. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц.
Дозирование УФ-облучения основано также на принципе учета биологической реакции организма. Для этого используют биодозиметр.Прибор состоит из пластины с шестью прямоугольными отверстиями размером 5х15 мм, расположенными одно от другого на расстоянии 5–6 мм. Пластина снабжена передвижной шторкой для закрытия отверстий. Биодозиметр закрепляют на бесшерстном непигментированном участке кожи, подлежащем УФ-облучению. Остальную кожную поверхность закрывают простыней. УФ-излучатель устанавливают на расстоянии 50 см от биодозиметра, открывают первое отверстие и облучают в течение 1 мин; после чего открывают второе отверстие и тоже облучают 1 мин, так открывают с интервалом в 1 мин. последовательно все отверстия биодозиметра. В результате получают ряд последовательных экспозиций облучения от 1 до 6 минут. Не ранее чем через 6–8 часов после облучения по ответной эритемной реакции на УФ-облучение определяют оптимальную экспозицию.
В зависимости от врачебных показаний УФ-облучение можно проводить с расстояний 25 см, 50, 70 или 100 см. В этом случае необходимо рассчитывать время экспозиций, учитывая, что интенсивность светового потока изменяется соответственно квадрату расстояния. Например, при удалении горелки с 50 см до 100см (вдвое) интенсивность потока уменьшается в 4 раза и т.п.
Бактерицидную облученность измеряют прибором УФБ-1,отградуированным в миллибактах на квадратный метр ( мкб/м2). Диапазон измерения – от 1 до 5000 мбк/м2. Конструктивно прибор выполнен аналогично прибору УФМ-71 и имеет ту же электрическую схему.
Для оценки эффекта бактерицидного действия УФ-лучей можно применять прямое облучение засеянных чашек Петри с последующим подсчетом выросших колоний. Предварительно делают бактериальный посев воздуха с помощью аппарата Кротова на чашки Петри с мясо-пептонным агаром. Открытые чашки равномерно размещают на расстоянии 10, 50, 100, 200 см от источника УФ-излучения и облучают в течение 2 мин. Одна чашка не облучается и служит контролем. Все чашки Петри помещают в термостат на 24–48 ч при температуре 370С. Затем проводят подсчет колоний, вычисляют процент гибели микробов и делают заключение об эффективности бактерицидного действия УФ-излучения в зависимости от расстояния и источника облучения.
Процент гибели микробов вычисляют по формуле:
К = [(N1 – N2) ∙ 100] / N1,
где К – процент гибели микробов; N1 – число колоний на контрольной чашке Петри; N2 – число колоний на чашке Петри, облученной УФ-лучами, 100 – коэффициент пересчета.
Кроме прямой ультрафиолетметрии существуют косвенные методы. К ним относится определение ультрафиолетовой радиации щавелевокислым методом (по З.Н. Куличковой). Принцип химического способа основан на том, что щавелевая кислота в присутствии нитрата уранила разлагается под влиянием УФ-лучей. Об интенсивности ультрафиолетовой радиации (в относительных единицах) судят по количеству разложившейся щавелевой кислоты.
Инфракрасное облучение
Задание. 1.Ознакомиться с приборами, применяемыми для определения инфракрасной радиации. Принцип и порядок работы с ними.
2. Определить интенсивность инфракрасной радиации от местного источника тепла на расстоянии 10, 25, 50 и 100 см. Сравнить данные интенсивности радиации, полученные при помощи актинометра, с субъективными теплоощущениями по шкале Галанина.
3. Изучить приборы для инфракрасного облучения.
Для создания благоприятного температурного режима при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных и птицы, особенно новорожденных, в помещениях целесообразно применять инфракрасный (тепловой) локальный обогрев, позволяющий создавать повышенную температуру лишь в зоне расположения животных. Применяемые с этой целью источники по спектральному составу излучения делятся на светлые и темные.
Светлые источники–ламповые электрические, тело накала которых (вольфрамовая нить) имеет высокую рабочую температуру (до 3000 К) и заключено в стеклянную оболочку. Они испускают частично видимое излучение и значительную долю коротковолнового и средневолнового ИК-излучения; максимум излучения – 1100–1150 нм.
Темные источникигенерируют в области длинноволновой части оптического спектра (более 2500 нм). Существуют различные конструкции темных источников излучения. Для обогрева молодняка чаще всего применяют тепловые электронагреватели (ТЭНы) – металлические трубки, внутри которых заключен элемент накаливания, запрессованный в огнеупорную изоляционную массу.
Температура и величина зоны обогрева зависят от типа (мощности) источника и высоты его подвеса, продолжительности облучения и от температуры в помещении.
Технические данные источников инфракрасного излучения приведены в таблице 9.
При использовании ИК-облучательных установок для обогрева животных и птицы следует контролировать поля излучения отдельных ламп или облучателя. Контроль можно вести двумя методами – измерением облученности под ИК-источником и определением дополнительной температуры, которую приобретает полностью поглощающее тело за счет лучистой теплоотдачи.
В качестве приборов для измерения ИК-облученности используют различные типы пиранометров или актинометров:походный альбедометр М-689, пиранометр М-80, актинометр ЛИОТ-Н. Их работа основана на термоэлектрическом эффекте. Воспринимающая термобатарея состоит из ряда термоэлементов, сделанных из разных металлов и спаянных между собой. При действии лучистой энергии образуется различная температура спаев, что и обусловливает появление термоэлектрического тока, улавливаемого гальванометром.
Таблица 9
Технические характеристики источников инфракрасного излучения
| Тип источника | Мощность, Вт | Напряжение, В | Длина волны максимума излучения, нм | Доля ИК-излучения в общем потоке, % | Срок службы, ч |
| «Светлые источники» | |||||
| ИКЗ 220-500 | 500 | 220 | 1150 | 80 | 6000 |
| ИКЗ 220-500-1 (малогабаритный) | 500 | 220 | 1150 | 80 | 6000 |
| ИКЗ 220-250 | 250 | 220 | 1150 | 80 | 6000 |
| ИКЗК 220-250 | 250 | 220 | 1100 | 70 | 6000 |
| ИКЗС 220-250 | 250 | 220 | 1100 | 70 | 6000 |
| КГ 220-1000 | 1000 | 220 | 1100 | 80 | 5000 |
| «Темные источники» | |||||
| ТЭН | 250-1200 | 220 | 4000-5000 | 30 | 10000 |
Актинометр ЛИОТ-4 (рис 28)состоит из гальванометра типа ГСА-1 и расположенного сзади него приемника тепловой радиацией, в качестве последнего применяется термобатарея–алюминиевая пластинка с крышкой.
Рис. 28. Актинометр ЛИОТ-Н
Принцип действия основан на использовании неодинаковой лучепоглощающей способности зачерненных и блестящих полосок алюминиевой пластинки, прикрепленных через электроизолятор к спаям из полосок меди и константана, соединенных последовательно. Зачерненные полоски поглощают инфракрасные лучи во много раз больше, чем блестящие, а потому нагреваются при облучении сильнее. Температура нагрева зачерненных и незачерненных участков алюминиевой пластинки и расположенных под нею спаев термобатареи в связи с этим окажется различной, что вызовет образование термоэлектрического тока, сила которого пропорциональна разнице температуры слоев. Силу тока измеряют гальванометром, шкала которого градуирована в малых калориях на 1 см2 в минуту, в пределах интенсивности излучения от 0 до 20 кал/см2/мин. Каждое деление шкалы соответствует 0,5 калории.
Измерение напряжения теплового излучения производят следующим образом: стрелку гальванометра устанавливают с помощью корректора в положение «0» при закрытой крышке приемника радиации. Затем крышку открывают и направляют теплоприемник в сторону источника излучения, держа прибор в вертикальном положении. Показания гальванометра отсчитывают спустя 2–3 секунды на месте измерения, после чего крышку приемника сразу закрывают.
Актинометр нельзя длительно подвергать непрерывному облучению; необходимо предохранять его от толчков и сотрясений.
В некоторых случаях поле излучения ИК-источника целесообразно оценивать по лучистой температуре, для определения которой можно использовать плоский термоэлемент с потенциометром постоянного тока ПП-63.
Плоский термоэлемент представляет собой медьконстантановую термопару диаметром 0,5 мм, припаянную снизу на медную фольгу, зачерненную сверху. Зачерненный экран предназначен для восприятия охлаждения, вызываемого на краях потоком воздуха, а также предохранения от потерь тепла приемной площадки и термоспая. Экран толщиной 0,5 мм отделен от приемной площадки воздушным зазором.
По специальным градуированным таблицам показания прибора переводят в градусы Цельсия (0С). Все измерения проводят при установившемся температурном режиме, когда показания потенциометра остаются неизменными после трех замеров с интервалами не менее одной минуты.
Н.Ф. Галанин предложил метод субъективной оценки интенсивности тепловой радиации. Метод основан на определении времени, в течение которого кожа тыльной стороны кисти исследователя переносит тепловое воздействие. Степень нагревания кожи исследователя характеризуется категориями, приведенными в таблице 10.
Таблица 10
Шкала субъективной оценки радиации (по Н.Ф. Галанину)
| Интенсивность радиации кал/см2 ∙ мин | Характеристика радиации | Переносимость |
| 0,4-0,8 | радиация слабая | переносится неопределенно долго |
| 0,8–1,5 | умеренная | 3–5 мин |
| 1,6–2,3 | средняя | 40–60 с |
| 2,3–3,0 | повышенная | 20–30 с |
| 3,0–4,0 | значительная | 12–24 с |
| 4,0–5,0 | сильная | 7–10 с |
| Свыше 5,0 | очень сильная | 2–5 с |
Контрольные вопросы. 1.Гигиеническое значение света (видимых лучей), естественного и искусственного УФ-и ИК-облучения для животных. 2. Назовите методы определения естественной и искусственной освещенности помещений. 3. Расскажите о порядке работы с люксметрами. 4. Назовите нормативы естественной и искусственной освещенности (СК, КЕО, УМЛ), доз УФ-облучения для разных видов и половозрастных групп животных. 5. Приборы и методы определения инфракрасной и ультрафиолетовой радиации. 6. Назовите источники УФ- и ИК- облучения животных, дайте им сравнительную характеристику. 7. Как определить дозу и время облучения животных ультрафиолетовыми источниками?
Дата добавления: 2021-04-07; просмотров: 346; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!