Обнаружение приборов для облучения кожи ультрафиолетовым и инфракрасным излучением

Обнаружение приборов для облучения кожи ультрафиолетовым и инфракрасным излучением: Методы и средства контроля

Введение
Приборы, генерирующие ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное (ИК) излучение, находят широкое применение в медицине (фототерапия, физиотерапия), косметологии (солярии, лечение кожных заболеваний, омолаживающие процедуры) и быту. Контроль параметров таких приборов является критически важным для обеспечения безопасности пациентов и потребителей, предотвращения ожогов, фотостарения кожи и других неблагоприятных эффектов. Данная статья посвящена ключевым аспектам испытаний подобных устройств.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются все типы приборов и установок, предназначенных для направленного воздействия УФ и/или ИК излучением на кожные покровы человека:

• Медицинские приборы: Аппараты для фототерапии кожных заболеваний (псориаз, витилиго, экзема), физиотерапевтические аппараты (ИК-лампы для прогревания).
• Косметологические приборы: Профессиональные и бытовые солярии (горизонтальные, вертикальные, турбосолярии), лампы для маникюра/педюкюра (УФ-лампы полимеризации гелей), аппараты для фотоомоложения кожи (ИК-устройства), приборы для лечения акне.
• Бытовые приборы: Переносные УФ-лампы для домашнего использования, ИК-обогреватели с прямым воздействием на кожу (в контексте оценки рисков).
• Компоненты излучения: Отдельные УФ и ИК лампы (ртутные, люминесцентные, галогенные, светодиодные), используемые в вышеперечисленных приборах.

2. Область испытаний

Испытания охватывают контроль следующих ключевых параметров и характеристик:

• Спектральное распределение излучения:
  • Для УФ: Интенсивность излучения в диапазонах UVA (315-400 нм), UVB (280-315 нм), UVC (100-280 нм - если применимо). Определение эритемной эффективности.
  • Для ИК: Интенсивность излучения в диапазонах IRA (700-1400 нм), IRB (1400-3000 нм), IRC (>3000 нм). Анализ распределения энергии по длинам волн.
• Эффективная облученность (плотность потока излучения): Измерение мощности излучения, падающего на единицу площади кожи (Вт/м² или мВт/см²) в соответствующих спектральных диапазонах.
• Равномерность облучения: Оценка распределения плотности потока излучения по площади облучаемой поверхности.
• Геометрия излучения: Определение угла расходимости пучка излучения, расстояния до целевой зоны.
• Временные параметры: Контроль длительности сеанса облучения, стабильности выходных параметров во времени.
• Тепловые эффекты (для ИК): Измерение температуры на поверхности кожи-мишени и оценка скорости ее нарастания.
• Соответствие требованиям безопасности: Проверка наличия и работоспособности защитных устройств (таймеры, аварийное отключение, защитные очки), маркировки, инструкций.

3. Методы испытаний

Испытания проводятся с использованием следующих основных методов:

• Спектрорадиометрия: Прямой и наиболее точный метод. Используется спектрорадиометр для измерения спектральной плотности мощности излучения (Вт/(м²·нм)) в каждой точке спектра. На основе полученных спектров рассчитываются интегральные величины (эффективная облученность в УФ-диапазонах, общая ИК-облученность), эритемная эффективность (для УФ) и другие необходимые параметры. Измерения проводятся на заданных расстояниях от источника.
• Радиометрия (широкополосная): Использование калиброванных радиометров (УФ-радиометров, ИК-радиометров) с известной спектральной чувствительностью, соответствующей контролируемому диапазону (например, приборы с фильтрами UVA, UVB, или для IRA). Метод позволяет быстрее измерить интегральную облученность в заданном диапазоне, но менее информативен о спектральном распределении, чем спектрорадиометрия.
• Измерение равномерности облучения: Проводится с помощью матрицы датчиков (фотодиодов, термопар для ИК) или путем сканирования одиночным датчиком (спектрорадиометром или радиометром) над плоскостью мишени на заданном расстоянии от источника. Строятся карты распределения облученности.
• Тепловизионный контроль (для ИК): Применение тепловизионных камер для визуализации и количественного измерения распределения температуры на поверхности мишени (имитатора кожи) во время воздействия ИК-излучения. Позволяет оценить локальные перегревы.
• Гониометрические измерения: Использование гониометра для точного позиционирования измерительной головки спектрорадиометра или радиометра под различными углами относительно оси излучения прибора. Позволяет определить угловое распределение излучения (диаграмму направленности).
• Функциональный контроль безопасности: Проверка работы встроенных таймеров, кнопок аварийного останова, датчиков движения (в соляриях), системы блокировки при открытии крышки, наличия и соответствия инструкций и маркировки требованиям безопасности.

4. Испытательное оборудование

Для проведения комплексных испытаний используется специализированное метрологически поверенное оборудование:

• Спектрорадиометры: Стационарные или портативные приборы с входной оптикой (косинусные корректоры, интегрирующие сферы), дифракционными решетками или интерферометрами (FTIR для ИК), чувствительными детекторами (фотодиоды, ФЭУ, охлаждаемые детекторы для ИК) и калиброванным по эталонным источникам излучения.
• Радиометры (дозиметры): Широкополосные измерители интенсивности УФ и ИК излучения с калиброванными датчиками, имеющими заданную спектральную чувствительность (UVA, UVB, IRA и т.д.).
• Измерительные головки и матрицы датчиков: Специализированные держатели с фотодиодами или термопарами для оценки пространственного распределения облученности или температуры.
• Тепловизионные камеры: Приборы, регистрирующие тепловое излучение в ИК-диапазоне и преобразующие его в видимое изображение распределения температуры. Обязательна калибровка и учет коэффициента эмиссии материала мишени.
• Имитаторы кожи/мишени: Стандартизированные пластины или материалы с заданными оптическими свойствами (коэффициент отражения, пропускания), приближенными к свойствам человеческой кожи, на которые направляется излучение. Для тепловых измерений используются материалы с известной теплоемкостью и теплопроводностью.
• Гониометры: Установки с прецизионными угломерными устройствами для позиционирования источника излучения или измерительной головки в пространстве с высокой точностью.
• Измерители времени и функциональные тестеры: Приборы для проверки временных интервалов работы устройства, срабатывания защитных механизмов.
• Контрольные источники излучения: Эталонные лампы (например, ртутные лампы с известным спектром) для периодической верификации и калибровки измерительного оборудования.

Заключение
Систематические испытания приборов для УФ и ИК облучения кожи с использованием современных методов и калиброванного оборудования являются неотъемлемой частью обеспечения их безопасности и эффективности. Комплексный подход, включающий спектральный анализ, измерение плотности потока излучения, оценку равномерности и тепловых эффектов, а также контроль функций безопасности, позволяет минимизировать риски для здоровья пользователей и гарантировать соответствие приборов установленным нормативным требованиям. Регулярный контроль параметров особенно важен для приборов интенсивного воздействия, таких как медицинские аппараты фототерапии и солярии.