เครื่องวัดรังสียูวีอัจฉริยะ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัณณวิชญ์ ระมิงค์วงศ์, กันตพัฒน์ อนันตเรืองเลิศ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

นิคม พุทธิมา

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมงฟอร์ตวิทยาลัย แผนกมัธยม

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

รังสีดวงอาทิตย์ที่แผ่มาถึงพื้นโลกเป็นแหล่งพลังงานทั้งทางตรงและทางอ้อมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลก อีกทั้งยังมีอิทธิพลต่อสภาวะแวดล้อมของโลกด้วย เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ผ่านบรรยากาศมายังพื้นผิวโลกจะมีการดูดกลืน (Absorption) และการกระเจิง (Scattering) โดยองค์ประกอบต่าง ๆ ของบรรยากาศ

การวัดรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตยมีผล

ตอสุขภาพของมนุษยและสิ่งแวดลอม ดังนั้นหนวยงานที่เกี่ยวของในประเทศตางๆ จึงไดทําการวัดความเขม

รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย สําหรับกรณีประเทศไทยกรมอุตุนิยมวิทยาและภาควิชาฟสิกส มหาวิทยาลัยศิลปากรไดทําการวัดรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตยในภูมิภาคหลักของประเทศ โดยใชเครื่องวัดชนิดตางๆ โดยทั่วไปเครื่องวัดรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตยแบงไดเปน 3 ประเภท ไดแก เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต (UV spectro radiometer) เครื่องวัดความเขมรังสี อัลตราไวโอเลตในชวงความยาวคลื่นกวาง (broadband UV radiometer) และเครื่องวัดความ เขมรังสีอัลตราไวโอเลตแบบใชแผนกรองรังสีหลายชองสัญญาณ (multi-channel filter UV radiometer) โดยแตละประเภทมีรายละเอียดดังนี้

1 เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตจะวัดคาความ

เขมรังสีอัลตราไวโอเลตแตละความยาวคลื่น ในหนวยวัตตตอตารางเมตรตอนาโนเมตร ซึ่งจะไดขอมูลเกี่ยวกับการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นตางๆ ของบรรยากาศโลก โดยเฉพาะอยางยิ่งคือ การดูดกลืนของโอโซนซึ่งสามารถนําไปคํานวณหาปริมาณโอโซนได เครื่องวัดสเปกตรัมรังสี อัลตราไวโอเลตจะมีสวนประกอบตางๆ ไดแก ตัวรับรังสีอุปกรณแยกรังสีออกเปนความ เขมรังสีที่ความยาวคลื่นตางๆ (monochromator) ตัวตรวจวัดความเขมรังสีและอุปกรณ ควบคุมและบันทึกขอมูล

2 เครื่องวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตในชวงความยาวคลื่นกวาง เครื่องวัดแบบนี้สามารถใชวัดรังสีอัลตราไวโอเลตบี (280 – 320 นาโนเมตร) รังสี อัลตราไวโอเลตเอ (320 – 400 นาโนเมตร) หรือรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีผลกระทบตอ ผิวหนังมนุษย (EUV) ไดเครื่องวัดดังกลาวจะวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตครอบคลุม ชวงกวางของความยาวคลื่นโดยอาศัยตัวกรองรังสี โดยทั่วไปเครื่องวัดรังสีอัลตราไวโอเลตในชวงความยาวคลื่นกวางจะประกอบดวย โดมแกว ตัวรับรังสีตัวกรองรังสีตัวตรวจวัดและวงจรขยายสัญญาณ

2.1 เครื่องวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตในชวงความยาวคลื่นกวาง เครื่องวัดแบบนี้สามารถใชวัดรังสีอัลตราไวโอเลตบี (280 – 320 นาโนเมตร) รังสี อัลตราไวโอเลตเอ (320 – 400 นาโนเมตร) หรือรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีผลกระทบตอ ผิวหนังมนุษย (EUV) ไดเครื่องวัดดังกลาว จะวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตครอบคลุม ชวงกวางของความยาวคลื่นโดยอาศัยตัวกรองรังสี โดยทั่วไปเครื่องวัดรังสีอัลตราไวโอเลตในชวงความยาวคลื่นกวางจะประกอบดวย โดมแกว ตัวรับรังสีตัวกรองรังสีตัวตรวจวัดและวงจรขยายสัญญาณ

2.2 เครื่องวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตแบบใชแผนกรองรังสีหลายชองสัญญาณ เครื่องวัดนี้จะวัดความเขมรังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่นบางความยาวคลื่นที่ 305, 313, 320, 340, 380 และ

395 นาโนเมตร ทั้งนี้เพราะที่ความยาวคลื่นดังกลาว บางความยาวคลื่นจะไดรับผลจากการดูดกลืนของโอโซนในบรรยากาศโลก และ บางความยาวคลื่นไมไดรับผลจากโอโซนและกาซตางๆ โดยสามารถนําขอมูลที่ไดไปใชคํานวณปริมาณโอโซนในบรรยากาศของโลกได

จะเห็นได้ว่า รังสีอัลตราไวโอเลต เป็นรังสีที่เป็นองค์ประกอบของแสงแดดที่แผ่มาจากดวงอาทิตย์ (solar radiation) ปัจจุบันมีค่าการเปลี่ยนแปลงในอัตราที่เพิ่มขึ้น ปริมาณค่าของรังสี UV ที่เพิ่มขึ้นนั้นส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชากรที่อาศัยอยู่ในเขตพื้นที่นั้นๆ โดยตรง ปัจจุบันการวัดค่ารังสียูวี เป็นการวัดค่าโดยการใช้อุปกรณ์ ที่มีทั้งแบบพกพา และเครื่องมือวัดค่าที่ติดตั้งตามตำแหน่งที่กำหนด ซึ่งมีข้อจำกัด ไม่สามารถวัดค่ารังวียูวี ณ จุดพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ซึ่งในปัจจุบันนี้ รังสียูวี มีการเปลี่ยนแปลงในอัตราที่เพิ่มสูงขึ้น ปริมาณค่าของรังสี UV ที่เพิ่มขึ้นนั้นส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชากรที่อาศัยอยู่ในเขตพื้นที่นั้นๆ โดยตรง

ดังนั้นดังนั้น คณะผู้จัดทำ จึงสนใจที่จะประดิษฐ์เครื่องตรวจวัดค่ารังสี UV ที่สามารถวัดค่ารังสีอัลตราไวโอเลตได้ตรง ณ จุดที่ต้องการ และศึกษาความเข้มของรังสียูวี ในสภาวะต่างๆ