Co można uzyskać dzięki wynalazkowi
Zadaniem wszystkich optycznych filtrów ochronnych jest zablokowanie takiej ilości szkodliwego promieniowania optycznego, aby ilość promieniowania przechodzącego przez filtr nie przekraczała wartości, które mogą niekorzystnie wpływać na wzrok. Oczy mogą zostać uszkodzone zarówno przez nadmierną ilość promieniowania widzialnego (VIS), jak również przez promieniowanie z zakresu nadfioletu (UV) i podczerwieni (IR). Szkodliwe dla oczu dawki promieniowanie optycznego, w znaczący sposób przekraczające wartości dopuszczalne, są emitowane głównie podczas procesów technologicznych w przemyśle (np. spawanie, procesy hutnicze, itp.).
Bardzo często jedynym możliwym sposobem zabezpieczenia pracowników narażonych na szkodliwe promieniowanie optyczne jest zastosowanie środków ochrony indywidualnej w postaci okularów, gogli lub osłon twarzy wyposażonych w filtry optyczne zapewniające ochronę oczu przed emitowanym promieniowaniem. Poziom tłumienia promieniowania optycznego, dla widmowego zakresu promieniowania, przed którym filtry mają zapewnić ochronę, powinien być na takim poziomie, aby docierająca do oka ilość promieniowania była bezpieczna dla oczu. Technologie stosowane aktualnie do konstrukcji optycznych filtrów ochronnych nie pozwalają jednak na to, aby w optymalny sposób „dopasować” poziom tłumienia szkodliwego promieniowania optycznego emitowanego w procesach technologicznych do takiego poziomu przepuszczania promieniowania z zakresu widzialnego, aby filtr nie tylko zapewniał ochronę, ale pozwalał również na obserwację procesu technologicznego, jak również komfort widzenia otoczenia wokół stanowiska pracy.
Dobrze znane są takie środki ochrony indywidualnej, jak np. okulary z filtrami fotochromowymi lub automatyczne filtry spawalnice. W wymienionych środkach przepuszczanie / tłumienie filtrów zmienia się w zależności od ilości promieniowania widzialnego (natężenia światła słonecznego dla filtrów fotochromowych oraz natężanie promieniowania widzialnego emitowanego w procesach spawalniczych dla automatycznych filtrów spawalniczych). Problem ten nie został do tej pory rozwiązany dla stanowisk pracy, na których emitowane jest szkodliwe promieniowanie podczerwone (głównie stanowiska hutnicze).
Celem utylitarnym, jaki ma spełniać prezentowany wynalazek poprawa bezpieczeństwa osób narażonych na promieniowanie podczerwone w miejscu pracy poprzez zastosowanie środków ochrony oczu, dla których można dopasować stopień przepuszczania filtra do zmieniającego się natężenia promieniowania w paśmie widzialnym. Zastosowanie filtru umożliwiającego „płynną” zmianę transmisji promieniowania widzialnego (możliwość przełączania stanu filtru z tzw. stanu jasnego na stan ciemny) pozwoli na zapewnienie maksymalnej ochrony oczu przed emitowanym szkodliwym promieniowaniem optycznym przy zachowaniu komfort pracy wzrokowej w miejscach pracy, w których natężenie oświetlania (z wyłączeniem źródeł emitujących szkodliwe promieniowanie optyczne) nie pozwala na zastosowanie tradycyjnych filtrów ochronnych.
Istota wynalazku
Konstrukcja aktywnego filtru ochronnego o zmiennej charakterystyce transmisji w zakresie widzialnym oparta jest na połączeniu dwóch podstawowych elementów optycznych, określanych jako: element blokujący promieniowanie podczerwone (określany, jako „bloker” pasywny), oraz element polaryzacyjny do zmiany charakterystyki transmisji w zakresie widzialnym (określany, jako „bloker” aktywny). Działanie „blokera” pasywnego oparte jest na oryginalnej zoptymalizowanej konstrukcji pasmowego filtra interferencyjnego, pozwalającego na głęboką blokadę promieniowania podczerwonego, przy zachowaniu wysokiej transmisji w zakresie widzialnym. Konstrukcja elementu polaryzacyjnego do zmiany charakterystyki transmisji w zakresie widzialnym oparta jest na układzie wykorzystującym efekt polaryzacji światła z układem do regulacji (elektronicznej i/lub manualnej) transmisji promieniowania z zakresu widzialnego filtra optycznego.
Opracowanie aktywnego filtru ochronnego o zmiennej charakterystyce transmisji w zakresie widzialnym wymagało skorelowania właściwości tłumienia promieniowania dla „blokera” pasywnego „blokera” aktywnego. Korelacja ta polegała na dostosowaniu określonego (wymaganego na danym stanowisku pracy) poziomu tłumienia promieniowania podczerwonego do poziomu przepuszczania promieniowania widzialnego pozwalającego na komfortową obserwację nadzorowanych procesów technologicznych, obserwowanego przedmiotu lub stanowiska pracy. Opracowany model aktywnego filtra optycznego o zmiennej charakterystyce transmisji w zakresie widzialnym przeznaczony jest do zastosowania w środkach ochrony oczu na stanowiskach zagrożonych promieniowaniem podczerwonym i może być regulowany w zakresie oznaczeń od 4-3 do 4-7.
Potencjał komercjalizacji
W środowisku pracowników zatrudnionych na tzw. gorących stanowiskach pracy oczekuje się na opracowanie nowych typów filtrów poprawiających zarówno bezpieczeństwo, jak również (co jest bardzo mocno akcentowane przez użytkowników filtrów) komfort obserwacji w warunkach zmieniającego się natężenia oświetlenia. W ramach działań komercjalizacyjnych podjęto współpraca z firmą produkującymi kompletne środki ochrony indywidualnej (PPH im. Jędrzeja Śniadeckiego, Sp. z o.o. z Torunia) oraz firmą mającą potencjał do wytwarzania elementów / komponentów do produkcji aktywnego filtra ochronnego o zmiennej charakterystyce transmisji w zakresie widzialny (Vigo System, Sp. z o.o. z Ożarowa Mazowieckiego). Stwarza realne szanse na przejście z fazy modelu do fazy prototypu produkcyjnego i uruchomienie produkcji okularów ochronnych wyposażonych w aktywny filtr ochronny o zmiennej charakterystyce transmisji w zakresie widzialnym, przeznaczony do zastosowania w warunkach narażania na niebezpieczne promieniowanie podczerwone.
