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USHIO牛尾 紫外線照度計一體測光計探頭的工作原理是什么
更新時間:2025-08-27
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USHIO牛尾的紫外線照度計(或稱UV積算光量計,如UIT-250系列)通過其一體式或分體式探頭(受光器)對紫外線進(jìn)行精確測量。下面我為你解釋它的工作原理、核心組件以及一些使用要點(diǎn)。
USHIO牛尾紫外線照度計的一體測光計探頭(例如UVD-C254、UVD-C365、UVD-C405等型號)其核心工作原理是光電轉(zhuǎn)換。它的基本工作流程是:紫外線光子 → 光電傳感器 → 電信號 → 放大與處理 → 數(shù)字化與輸出。
探頭的工作始于對光線的“篩選"和“轉(zhuǎn)換"。探頭前端的濾鏡和光學(xué)系統(tǒng)會根據(jù)其設(shè)計的特定波長范圍(例如254nm、365nm或405nm)來“篩選"紫外線,并盡量排除其他雜散光,特別是可見光的干擾。這確保了測量的精準(zhǔn)度。
“篩選"后的紫外線光子到達(dá)核心的光電傳感器(通常是光電二極管或光電管)。這里的“魔法"是光電效應(yīng):紫外線光子撞擊傳感器的光敏材料,激發(fā)電子,從而產(chǎn)生一個與紫外線照射強(qiáng)度成正比的微弱電流信號。
產(chǎn)生的微弱電流信號非常小,需要經(jīng)過處理才能被識別。探頭或連接線纜內(nèi)的微型放大器會將這個微弱電流信號放大,并將其轉(zhuǎn)換為更穩(wěn)定、易于傳輸?shù)碾妷盒盘枴?/p>
放大后的電信號通過電纜傳輸?shù)?span style="font-weight: 600;">主機(jī)(如UIT-250)。主機(jī)內(nèi)部會進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC),將連續(xù)的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號,以便微處理器進(jìn)行計算。微處理器會結(jié)合溫度傳感器的讀數(shù)(部分探頭具備)以及存儲在儀器內(nèi)的分光感度特性參數(shù)(類似于校準(zhǔn)曲線),對數(shù)字信號進(jìn)行補(bǔ)償和計算,最終得到準(zhǔn)確的照度值(mW/cm2)。
主機(jī)功能強(qiáng)大,它能基于照度值和時間,積分計算出累計光量(mJ/cm2),這對于UV固化或殺菌等領(lǐng)域至關(guān)重要,因為固化或殺菌效果往往取決于接收到的總能量而不僅僅是瞬時強(qiáng)度。同時,主機(jī)還能記錄和分析照度分布、峰值照度等數(shù)據(jù),并通過LCD屏幕顯示,或通過串行通信功能(如RS-232C)傳輸?shù)诫娔X進(jìn)行進(jìn)一步分析和保存。
USHIO牛尾提供了多種探頭以適應(yīng)不同需求,主要通過中心波長和結(jié)構(gòu)形態(tài)區(qū)分。
| 探頭類型 | 常見型號舉例 | 中心波長與測量范圍 | 特點(diǎn)與適用場景 |
|---|---|---|---|
| 一體式探頭 | UVD-C254 | 254nm (220-310nm) | 探頭與主機(jī)集成,便攜性好,適合常規(guī)近距離測量。 |
| UVD-C365 | 365nm (310-390nm) | 探頭與主機(jī)集成,便攜性好,適合常規(guī)近距離測量。 | |
| UVD-C405 | 405nm (320-470nm) | 探頭與主機(jī)集成,便攜性好,適合常規(guī)近距離測量。 | |
| 分體式探頭 | UVD-S254 | 254nm (220-310nm) | 探頭通過線纜與主機(jī)分離,可配延長線(如2米)。 適用于高溫環(huán)境(如靠近UV燈測量)、狹窄空間或需要靈活定位的場景。 |
| UVD-S365 | 365nm (310-390nm) | 探頭通過線纜與主機(jī)分離,可配延長線(如2米)。 適用于高溫環(huán)境(如靠近UV燈測量)、狹窄空間或需要靈活定位的場景。 | |
| UVD-S405 | 405nm (320-470nm) | 探頭通過線纜與主機(jī)分離,可配延長線(如2米)。 適用于高溫環(huán)境(如靠近UV燈測量)、狹窄空間或需要靈活定位的場景。 | |
| 特殊波長探頭 | VUV-S172 | 172nm | 用于測量真空紫外線,適用于特殊半導(dǎo)體工藝、表面清洗等領(lǐng)域的監(jiān)測。 |
USHIO牛尾UV照度計的一些特點(diǎn)確保了其測量的準(zhǔn)確性和便利性:
多波長支持:通過更換不同的受光部(探頭),一臺主機(jī)(如UIT-250)可覆蓋多個關(guān)鍵紫外線波段(如172nm, 254nm, 313nm, 365nm, 405nm),性價比高。
豐富的測量功能:不僅能測量實時照度,還能記錄峰值照度、累計光量(積分光量),甚至利用內(nèi)置存儲器捕獲長達(dá)最多4分鐘的照度分布變化曲線,用于分析光源的穩(wěn)定性或固化過程。
溫度測量:部分型號(如UIT-250)還可搭配溫度測試器(UVD-TK),在測量紫外的同時監(jiān)測溫度,對于評估UV固化過程中的熱效應(yīng)非常有用。
抗劣化設(shè)計:探頭中的紫外線感光器采用了特殊技術(shù),其感度劣化程度大幅降低(據(jù)稱為以前的1/10),提高了探頭的使用壽命和長期測量的準(zhǔn)確性。
這種精密的紫外線測量設(shè)備在許多領(lǐng)域:
UV固化工藝:在印刷、涂裝、膠粘等行業(yè)中,用于測量UV燈的輸出能量,確保固化效果和質(zhì)量穩(wěn)定性(主要使用365nm和405nm探頭)。
殺菌消毒驗證:用于驗證紫外殺菌設(shè)備(如水處理、空氣消毒、表面殺菌設(shè)備)的照射強(qiáng)度與劑量,確保殺菌效果(主要使用254nm探頭)。
半導(dǎo)體與電子制造:在光刻、曝光、清洗等工藝中監(jiān)測紫外光源的強(qiáng)度和均勻性(會用到172nm、254nm、365nm等多種探頭)。
學(xué)術(shù)與研究:在各種需要精確測量紫外線強(qiáng)度和能量的科學(xué)研究中發(fā)揮作用。
為了獲得準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果,使用時需要注意:
波長匹配:務(wù)必根據(jù)您的應(yīng)用場景選擇中心波長匹配的探頭。用365nm的探頭去測254nm的光源,得到的將是錯誤的數(shù)據(jù)。
定期校準(zhǔn):探頭中的光電傳感器可能會隨時間有極其微小的靈敏度變化。為保證測量精度,建議定期將整套設(shè)備送至或認(rèn)可的計量機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。
注意使用環(huán)境:
避免過熱:雖然分體式探頭設(shè)計用于耐受一定高溫,但仍需注意探頭標(biāo)稱的溫度上限,過高的溫度會損壞傳感器。
保持清潔:探頭前部的濾鏡窗口需保持清潔,避免污漬、指紋影響透光性和測量結(jié)果。
正確解讀數(shù)據(jù):理解照度(mW/cm2,強(qiáng)度) 和累計光量(mJ/cm2,能量/劑量) 的區(qū)別。很多工藝要求的是達(dá)到一定的能量劑量,而不僅僅是強(qiáng)度。
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