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紫外線傳感器

紫外線傳感器是傳感器的一種,可以利用光敏元件通過(guò)光伏模式和光導(dǎo)模式將紫外線信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)。最早的紫外線傳感器是基于單純的硅,但是根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的指示,單純的硅二極管也響應(yīng)可見(jiàn)光,形成本來(lái)不需要的電信號(hào),導(dǎo)致精度不高。GaN的紫外線傳感器,其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單晶硅的精度,成為最常用的紫外線傳感器材料

 

紫外線傳感器定義

 

  英文名:UV sensor/transducer

  紫外線傳感器是傳感器的一種,能夠?qū)⒆贤饩€信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)。

  紫外線傳感器工作原理

  紫外線傳感器是利用光敏元件將紫外線信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)


  的傳感器,它的工作模式通常分為兩類:光伏模式和光導(dǎo)模式。如圖:所謂光伏模式是指不需要串聯(lián)電池,串聯(lián)電阻中有電流,而傳感器相當(dāng)于一個(gè)小電池,輸出電壓,但是制作比較難,成本比較高;光導(dǎo)模式是指需要串聯(lián)一個(gè)電池工作,傳感器相當(dāng)于一個(gè)電阻,電阻值隨光的強(qiáng)度變化而變化,這種制作容易,成本較低。

 

紫外線傳感器的發(fā)展歷史

 


  最早的紫外線傳感器是基于單純的硅,但是根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的指示,單純的硅二極管也響應(yīng)可見(jiàn)光,形成本來(lái)不需要的電信號(hào),導(dǎo)致精度不高。

  在十幾年前,日本日亞公司長(zhǎng)出了GaN系的晶體,成為GaN系的開(kāi)拓者,并由此開(kāi)辟了GaN系的市場(chǎng),也由此產(chǎn)生了GaN的紫外線傳感器,其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單晶硅的精度,成為最常用的紫外線傳感器材料。

  二六族ZnS材料也已被研發(fā)出來(lái),也應(yīng)用到了紫外線傳感器領(lǐng)域,目前國(guó)內(nèi)研發(fā)出來(lái)的有蘇州衡業(yè)科技新材料有限公司等。從研發(fā)的角度及性能測(cè)試上看,其精度比GaN系的傳感器提高了近10^5倍。在一定程度上,ZnS系的紫外線傳感器將與GaN系的平分秋色。

 

紫外線傳感器的分類

 

  基于紫外線波長(zhǎng)寬度為185~400nm,可分為185nm~270nm的UVC波段,270nm~315nm的UVB波段,315nm~400nm的UVA波段,通常太陽(yáng)中的UVC會(huì)被臭氧層吸收掉,UVB會(huì)對(duì)表皮產(chǎn)生強(qiáng)烈的光損傷,UVA會(huì)穿過(guò)表皮進(jìn)入真皮,導(dǎo)致表皮老化和變黑;由此可以將紫外線傳感器分為兩類:可見(jiàn)光盲和太陽(yáng)光盲。所謂可見(jiàn)光盲是指屏蔽了可見(jiàn)光,只對(duì)紫外線響應(yīng),太陽(yáng)光盲是指亦屏蔽了UVA、UVB,僅對(duì)UVC波段的紫外線響應(yīng)。各自的用途大致為:

  可見(jiàn)光盲的紫外線傳感器

  光刻過(guò)程;紫外治療過(guò)程

  血液分析儀; 生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)備

  生物武器的探測(cè)(紫外線照相機(jī))

  消費(fèi)電子(紫外線傳感器表, 麥克風(fēng), 嬰兒車(chē)…….)

  個(gè)人健康品

  新型玩具教學(xué)儀器

  太陽(yáng)光盲的紫外線傳感器

  火焰控制(工業(yè)鍋爐)

  水處理( UV強(qiáng)度的保險(xiǎn))

  UV 天文(陣列探測(cè))

  槍彈跟蹤(紫外線照相機(jī))

  臭氧和污染物監(jiān)測(cè)

  火焰感應(yīng)(火警安全裝置)

  油滴監(jiān)測(cè)


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