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USHIO牛尾的紫外线照度计(或称UV积算光量计,如UIT-250系列)通过其一体式或分体式探头(受光器)对紫外线进行精确测量。下面我为你解释它的工作原理、核心组件以及一些使用要点。
USHIO牛尾紫外线照度计的一体测光计探头(例如UVD-C254、UVD-C365、UVD-C405等型号)其核心工作原理是光电转换。它的基本工作流程是:紫外线光子 → 光电传感器 → 电信号 → 放大与处理 → 数字化与输出。
探头的工作始于对光线的“筛选"和“转换"。探头前端的滤镜和光学系统会根据其设计的特定波长范围(例如254nm、365nm或405nm)来“筛选"紫外线,并尽量排除其他杂散光,特别是可见光的干扰。这确保了测量的精准度。
“筛选"后的紫外线光子到达核心的光电传感器(通常是光电二极管或光电管)。这里的“魔法"是光电效应:紫外线光子撞击传感器的光敏材料,激发电子,从而产生一个与紫外线照射强度成正比的微弱电流信号。
产生的微弱电流信号非常小,需要经过处理才能被识别。探头或连接线缆内的微型放大器会将这个微弱电流信号放大,并将其转换为更稳定、易于传输的电压信号。
放大后的电信号通过电缆传输到主机(如UIT-250)。主机内部会进行模拟-数字转换(ADC),将连续的电压信号转变为离散的数字信号,以便微处理器进行计算。微处理器会结合温度传感器的读数(部分探头具备)以及存储在仪器内的分光感度特性参数(类似于校准曲线),对数字信号进行补偿和计算,最终得到准确的照度值(mW/cm²)。
主机功能强大,它能基于照度值和时间,积分计算出累计光量(mJ/cm²),这对于UV固化或杀菌等领域至关重要,因为固化或杀菌效果往往取决于接收到的总能量而不仅仅是瞬时强度。同时,主机还能记录和分析照度分布、峰值照度等数据,并通过LCD屏幕显示,或通过串行通信功能(如RS-232C)传输到电脑进行进一步分析和保存。
USHIO牛尾提供了多种探头以适应不同需求,主要通过中心波长和结构形态区分。
探头类型 | 常见型号举例 | 中心波长与测量范围 | 特点与适用场景 |
---|---|---|---|
一体式探头 | UVD-C254 | 254nm (220-310nm) | 探头与主机集成,便携性好,适合常规近距离测量。 |
UVD-C365 | 365nm (310-390nm) | 探头与主机集成,便携性好,适合常规近距离测量。 | |
UVD-C405 | 405nm (320-470nm) | 探头与主机集成,便携性好,适合常规近距离测量。 | |
分体式探头 | UVD-S254 | 254nm (220-310nm) | 探头通过线缆与主机分离,可配延长线(如2米)。 适用于高温环境(如靠近UV灯测量)、狭窄空间或需要灵活定位的场景。 |
UVD-S365 | 365nm (310-390nm) | 探头通过线缆与主机分离,可配延长线(如2米)。 适用于高温环境(如靠近UV灯测量)、狭窄空间或需要灵活定位的场景。 | |
UVD-S405 | 405nm (320-470nm) | 探头通过线缆与主机分离,可配延长线(如2米)。 适用于高温环境(如靠近UV灯测量)、狭窄空间或需要灵活定位的场景。 | |
特殊波长探头 | VUV-S172 | 172nm | 用于测量真空紫外线,适用于特殊半导体工艺、表面清洗等领域的监测。 |
USHIO牛尾UV照度计的一些特点确保了其测量的准确性和便利性:
多波长支持:通过更换不同的受光部(探头),一台主机(如UIT-250)可覆盖多个关键紫外线波段(如172nm, 254nm, 313nm, 365nm, 405nm),性价比高。
丰富的测量功能:不仅能测量实时照度,还能记录峰值照度、累计光量(积分光量),甚至利用内置存储器捕获长达最多4分钟的照度分布变化曲线,用于分析光源的稳定性或固化过程。
温度测量:部分型号(如UIT-250)还可搭配温度测试器(UVD-TK),在测量紫外的同时监测温度,对于评估UV固化过程中的热效应非常有用。
抗劣化设计:探头中的紫外线感光器采用了特殊技术,其感度劣化程度大幅降低(据称为以前的1/10),提高了探头的使用寿命和长期测量的准确性。
这种精密的紫外线测量设备在许多领域:
UV固化工艺:在印刷、涂装、胶粘等行业中,用于测量UV灯的输出能量,确保固化效果和质量稳定性(主要使用365nm和405nm探头)。
杀菌消毒验证:用于验证紫外杀菌设备(如水处理、空气消毒、表面杀菌设备)的照射强度与剂量,确保杀菌效果(主要使用254nm探头)。
半导体与电子制造:在光刻、曝光、清洗等工艺中监测紫外光源的强度和均匀性(会用到172nm、254nm、365nm等多种探头)。
学术与研究:在各种需要精确测量紫外线强度和能量的科学研究中发挥作用。
为了获得准确可靠的测量结果,使用时需要注意:
波长匹配:务必根据您的应用场景选择中心波长匹配的探头。用365nm的探头去测254nm的光源,得到的将是错误的数据。
定期校准:探头中的光电传感器可能会随时间有极其微小的灵敏度变化。为保证测量精度,建议定期将整套设备送至或认可的计量机构进行校准。
注意使用环境:
避免过热:虽然分体式探头设计用于耐受一定高温,但仍需注意探头标称的温度上限,过高的温度会损坏传感器。
保持清洁:探头前部的滤镜窗口需保持清洁,避免污渍、指纹影响透光性和测量结果。
正确解读数据:理解照度(mW/cm²,强度) 和累计光量(mJ/cm²,能量/剂量) 的区别。很多工艺要求的是达到一定的能量剂量,而不仅仅是强度。