Ablic艾普凌科：PART A) 活用紫外線 - UV傳感器

PART A) 活用紫外線- UV傳感器

1. 紫外線傳感器（UV傳感器）可以做什么？ 盡管存在著對人體的影響，例如曬傷和色斑，但適量暴露于紫外線可以達到健康的效果。在工業(yè)領(lǐng)域中，紫外線被廣泛用于照射、滅菌和火焰檢測等，并且根據(jù)應(yīng)用可以獲得各種效果。 安全可靠地使用不可見紫外線的一種方法，是使用可以高精度檢測紫外線的「UV傳感器」。這一次從「安全性」和「確定性」的角度，介紹UV傳感器的功能和使用方法，來支持紫外線的安全使用。 2.「紫外線」的定義 紫外線(UV、Ultraviolet)是指波長比人眼可見光短的波長（400 nm或更短）的光。它分為三個波長帶：UVA（315-400nm），UVB（280-315nm）和UVC（100-280nm）。 落在地球表面的陽光中包含UVA和部分UVB。UVC不會到達表面，因為它被臭氧層吸收了。 UVA、UVB和UVC對人體的影響：

UVA（315-400nm）：直達真皮層，會造成累積損傷。是造成色斑和皺紋的原因。

UVB（280-315nm）：到達表皮層，會造成皮膚發(fā)紅的曬傷，梗是皮膚癌識成因之一。

UVC（100-280 nm）：對DNA具有破壞性。但也能將其應(yīng)用于殺菌。

3.紫外線健康的一面 紫外線，特別是UVB，雖對人體造成不良影響，但另一方面，接觸適量能保持健康。 暴露于紫外線下，人體會產(chǎn)生維生素D。維生素D具有促進食物中鈣吸收的特性，因此暴露于紫外線有助于維持骨骼健康，尤其是預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。 但是，當(dāng)暴露于紫外線中，人無法通過皮膚或眼睛，感知到該紫外線的量是在健康水平，還是已屬于危險界線。 因此，需要「UV傳感器」來測量不可見的紫外線。

4.活用紫外線- 在安全性和可靠性方面是否還有改進的余地？ 在工業(yè)領(lǐng)域中，使用人工發(fā)射紫外線的「紫外線燈/ LED」的輻照裝置被廣泛用于固化和消毒應(yīng)用。 但是，僅利用紫外線照射裝置不能確認「是否確實照射了紫外線」或「照射量是否在規(guī)定范圍內(nèi)」。 而使用「UV傳感器」就能檢查紫外線照射裝置，以更可靠、更安全地照射紫外線。

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PART B) 紫外線傳感器使用方法及電路示例

1.紫外線傳感器「S-5420A」 S-5420A是一種Si（硅）光電二極管，通過內(nèi)置的高靈敏度和低靈敏度紫外光電二極管之差，并切割可見光分量，可以高精度檢測紫外線分量。 它對包括紫外線的光起反應(yīng)，輸出電流根據(jù)紫外線的強度而變化。 小型可表面安裝（2.55 x 1.56 mm）的封裝，使它易于集成到各種應(yīng)用中，從小型設(shè)備到工業(yè)設(shè)備也都可以。

2.測量紫外線的強度和累積量 S-5420A可以測量太陽光的紫外線強度。 如果使用配備有S-5420A的紫外線測量儀，并將其與「紫外線指數(shù)（UV index）」*鏈接，就可以判斷當(dāng)時的紫外線強度。 *世衛(wèi)組織和環(huán)境部建議使用「紫外線指數(shù)」作為紫外線防護指標，該指數(shù)表示影響人體（主要是皮膚）的紫外線強度。

左圖顯示了S-5420A演示機和高精度紫外線指數(shù)儀之間的測量數(shù)據(jù)比較。（兩種測量儀器在相同條件下測量紫外線。）從該圖可以看出，S-5420A演示機和高精度紫外線指數(shù)儀可以獲得幾乎相同的紫外線指數(shù)值。 另外，通過將S-5420A與微型計算機等組合，可以獲得在一定時間段（例如一天）內(nèi)曝光了多少紫外線的累積指數(shù)。 如將此技術(shù)應(yīng)用于可穿戴設(shè)備，可確保生活中所接觸到的紫外線，在不超過每種皮膚類型指定的MED值（危害皮膚的紫外線最少值）*的范圍內(nèi)，及吸收足夠產(chǎn)生維生素D的紫外線量。

*參考： 國立環(huán)境研究所地球環(huán)境研究中心「維生素D產(chǎn)生/紫外線量信息詞匯表」

3.實時控制紫外線照射裝置的分量 S-5420A能更輕松、更可靠地控制從UV照射設(shè)備輸出的UV分量。紫外線照射器在工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛使用。 在沒有紫外線傳感器的紫外線照射裝置的情況下，維持紫外線的強度是非常困難的。為了調(diào)節(jié)紫外線，有必要使用紫外線測量裝置定期（例如每天一次）進行測量，并根據(jù)結(jié)果進行調(diào)節(jié)。 通過安裝S-5420A在設(shè)備中，就能隨時測量和調(diào)節(jié)紫外線強度。 如果紫外線燈/ LED由于某種原因熄滅，則會發(fā)出警報。另外，為使紫外線燈/ LED的照明均勻，抑制制造品的偏差，也可設(shè)置S-5420A。

電路示例：S-5420A檢測被照射物體從UV-LED光源接收的光量，控制UV-LED的光量，以保持由微機設(shè)置的恒定量。 （當(dāng)被照射的物體是液體時：通過用S-5420A檢測液體透過光的強度，可以將透射后的照射光量控制為恒定，且不受液體的透明度影響） 4.提高驗鈔機的準確性 紫外線傳感器S-5420A對于利用紫外線的驗鈔機也有貢獻。

例如，可以通過用紫外線照射鈔票并使用S-5420A檢測透射和反射的紫外線來判斷鈔票的真?zhèn)巍?5.簡易檢測紫外線 以S-5420A來實現(xiàn)更輕松地可視化紫外線的方法，可以通過該電路使LED閃爍，來判斷紫外線的強度和量。 將應(yīng)用電路的模塊連接到如袋子或遮陽罩上，可以通過查看LED的閃爍速度，來判斷當(dāng)前所處陽光中包含的紫外線量是否安全。 ● 簡易「檢測紫外線」電路示例 電路示例使用了紫外線傳感器S-5420A和弱信號檢測IC S-5471。 S-5420A受到紫外線照射時，輸出差分電流，電荷會累積在外部連接的電容中。當(dāng)電壓達到恒定水平時，弱信號檢測IC S-5471的輸出高電平，并點亮LED。 FET在LED點亮的同時打開，電容的累積電荷會放電，LED就會熄滅。

只要繼續(xù)被紫外線照射，就會連續(xù)重復(fù)上述操作，并且閃爍LED。 當(dāng)紫外線微弱時，電容中的電荷累積時間變長，LED需較長時間重復(fù)閃爍。當(dāng)紫外線變強，電容中的電荷累積時間變短，LED在短時間內(nèi)反復(fù)閃爍。 從「安全性」和「確定性」的角度來看，紫外線傳感器S-5420A支持具多樣性地利用紫外線。

*本文作者：ablic.com

責(zé)任編輯：xj

原文標題：Ablic艾普凌科：紫外線傳感器應(yīng)用指南

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