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ORC(日本奧技異電氣株式會(huì)社)是紫外線(xiàn)測(cè)量領(lǐng)域的品牌,其紫外線(xiàn)照度光量計(jì)的工作原理基于光電轉(zhuǎn)換和光譜匹配技術(shù)。我們可以將其分解為幾個(gè)核心步驟來(lái)理解:
儀器的核心部件是一個(gè)光電傳感器(通常是光電二極管或硅光電探測(cè)器)。當(dāng)紫外線(xiàn)照射到這個(gè)傳感器上時(shí),光子會(huì)激發(fā)傳感器材料中的電子,從而產(chǎn)生一個(gè)微弱的光電流。
關(guān)鍵點(diǎn):入射的紫外線(xiàn)越強(qiáng)(照度越高),產(chǎn)生的光電流就越大。這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了將“光"的強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換為“電"的強(qiáng)度信息。
這是紫外線(xiàn)計(jì)與普通可見(jiàn)光光照度計(jì)最根本的區(qū)別。太陽(yáng)光或燈具發(fā)出的光是包含多種波長(zhǎng)(UVA, UVB, UVC, 可見(jiàn)光,紅外線(xiàn)等)的復(fù)合光。
問(wèn)題:光電傳感器本身對(duì)很寬范圍的光都可能產(chǎn)生響應(yīng),如果不加處理,測(cè)量結(jié)果會(huì)受到可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)的嚴(yán)重干擾,導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)。
解決方案:ORC光量計(jì)在傳感器前方安裝了一個(gè)精密設(shè)計(jì)的光學(xué)濾光片。這個(gè)濾光片的作用就像一個(gè)“守門(mén)員",只允許特定目標(biāo)波段的紫外線(xiàn)(例如,主要用于固化的365nm UVA,或用于殺菌的254nm UVC)通過(guò),并最大限度地阻擋其他無(wú)關(guān)波長(zhǎng)的光。
結(jié)果:最終,只有您想測(cè)量的那部分紫外線(xiàn)能到達(dá)傳感器并產(chǎn)生電信號(hào),從而確保了測(cè)量的準(zhǔn)確性和特異性。
光電傳感器產(chǎn)生的光電流非常微弱(通常為微安或納安級(jí)別),無(wú)法直接用于顯示。
過(guò)程:儀器內(nèi)部的運(yùn)算放大器電路會(huì)將這個(gè)微弱的電流信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性放大,并將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電壓信號(hào)。
校準(zhǔn):放大后的信號(hào)通過(guò)儀器的微處理器,并根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在芯片中的校準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。這個(gè)校準(zhǔn)系數(shù)是在出廠(chǎng)時(shí),使用標(biāo)準(zhǔn)紫外線(xiàn)光源在嚴(yán)格條件下標(biāo)定得來(lái)的,它將電信號(hào)精確地轉(zhuǎn)換為以標(biāo)準(zhǔn)單位(如mW/cm2)顯示的數(shù)值。
處理后的數(shù)字信號(hào)被發(fā)送到液晶顯示屏(LCD),直接顯示出紫外線(xiàn)照度值。
照度模式:實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的紫外線(xiàn)強(qiáng)度(單位:mW/cm2 或 W/cm2)。
光量模式:當(dāng)需要測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的總能量時(shí),儀器會(huì)對(duì)照度進(jìn)行時(shí)間積分(即 能量 = 功率 × 時(shí)間),并顯示累積的光量值(單位:mJ/cm2 或 J/cm2)。這就像計(jì)算“水流總量"一樣,照度是“瞬時(shí)水流速度",光量是“一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的總水量"。
照度 vs. 光量:
照度(Irradiance):指單位面積上接收到的紫外線(xiàn)功率,是瞬時(shí)值,代表強(qiáng)度強(qiáng)弱。好比“現(xiàn)在陽(yáng)光有多曬"。
光量(Dose):指單位面積上接收到的紫外線(xiàn)總能量,是累積值,由照度對(duì)時(shí)間積分得到。好比“今天一整天總共曬了多少太陽(yáng)"。在UV固化或UV殺菌工藝中,光量往往是決定最終效果的關(guān)鍵參數(shù)。
探頭的重要性:ORC通常采用探頭與主機(jī)分離的設(shè)計(jì)。探頭內(nèi)集成了最關(guān)鍵的光學(xué)濾光片和傳感器,其設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)直接決定了儀器的性能。因此,需要根據(jù)不同的紫外線(xiàn)波段(UVA, UVB, UVC)和應(yīng)用場(chǎng)景選擇對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用探頭。
ORC紫外線(xiàn)照度光量計(jì)的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為:
通過(guò)專(zhuān)用的光學(xué)濾光片選擇性接收目標(biāo)波段的紫外線(xiàn) → 利用光電傳感器將其轉(zhuǎn)換為微弱的電流信號(hào) → 經(jīng)過(guò)電子電路放大和微處理器計(jì)算 → 最終以數(shù)字形式顯示出精確的紫外線(xiàn)強(qiáng)度(照度)或累計(jì)能量(光量)。
其技術(shù)的核心在于高精度的光學(xué)濾光片和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某鰪S(chǎng)校準(zhǔn),確保了它能夠準(zhǔn)確、可靠地測(cè)量特定紫外光源的輸出,從而成為工業(yè)固化、印刷、醫(yī)療殺菌、實(shí)驗(yàn)室研究等領(lǐng)域的測(cè)量工具。
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