CN107356329A - 一种紫外线检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种紫外线检测器，包括紫外线传感器、信号调理电路、信号采集电路、微处理器以及通信接口电路；紫外线传感器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端相连；信号调理电路的信号输出端与信号采集电路的采集输入端相连；信号采集电路的采集输出端与微处理器的信号输入引脚相连；微处理器的通信端口与通信接口电路相连；紫外线传感器选定发光波长为200‑400nm的紫外线发光二极管。该紫外线检测器采用选定波长的紫外线发光二极管作为紫外线传感器，而避免使用现有技术中紫外线光电二极管配以滤光片的组合，不仅节省了成本，且光线选择性非常好，大大减小了检测器的体积，方便携带使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光线检测器，尤其是一种紫外线检测器。
背景技术
我们都知道紫外线是我们皮肤的隐形杀手。紫外线波长为10-400nm；根据不同的波长，又分为的把他们分为UVA、UVB、UVC。UVA可以直达 肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。UVB紫外线能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，但长期或过量照射会令皮肤晒黑或生成红斑，并引起红肿脱皮,过敏及慢性病。UVC几乎被臭氧层完全吸收。短波长紫外线对人体的伤害很大，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。
现在市场上的紫外线检测仪都是采用紫外线光电二极管作为传感器，再用滤光片滤除低频光线，但即使再好的滤光片对低频光线理论上也是有一定的响应；整个紫外线检测仪需独立供电；整个紫外线检测仪体积较大，个人携带不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的紫外线检测仪都是采用紫外线光电二极管作为传感器，再用滤光片滤除低频光线，但即使再好的滤光片对低频光线理论上也是有一定的响应；整个紫外线检测仪需独立供电；整个紫外线检测仪体积较大，个人携带不方便。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外线检测器，包括紫外线传感器、信号调理电路、信号采集电路、微处理器以及通信接口电路；紫外线传感器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端相连；信号调理电路的信号输出端与信号采集电路的采集输入端相连；信号采集电路的采集输出端与微处理器的信号输入引脚相连；微处理器的通信端口与通信接口电路相连；紫外线传感器选定发光波长为200-400nm的紫外线发光二极管。
采用选定的发光波长的紫外线发光二极管作为紫外线传感器，对于大于选定发光波长的紫外光线没有响应，而小于或等于选定发光波长的紫外光线则有响应，从而避免使用现有技术中紫外线光电二极管配以滤光片的组合，不仅节省了成本，而且体积减小了很多，方便携带使用；利用信号调理电路能够实现微弱信号的采集，增强数据采集的可靠性。
作为本发明的进一步限定方案，紫外线发光二极管的发光波长为400nm。紫外线发光二极管采用发光波长为400nm，对于大于400nm波长的紫外光线没有响应，而小于或等于400nm波长的紫外光线则有响应，也就是只允许小于或等于该发光波长的紫外光进入紫外线发光二极管的PN结，从而输出相应大小的电流值便于后续电路采集应用。
作为本发明的进一步限定方案，信号调理电路为运算放大器电路。采用运算放大器电路能够实现微弱信号的放大处理，增强数据采集的可靠性。
作为本发明的进一步限定方案，信号采集电路为A/D转换电路。
作为本发明的进一步限定方案，通信接口电路为串口通信电路。
作为本发明的进一步限定方案，串口通信电路为USB-OTG接口电路，信号调理电路、信号采集电路以及微处理器均由USB-OTG接口电路供电。利用USB-OTG接口电路作为串口通信电路能够实现器件的无源化，使用时只需连接手机的OTG接口即可实现供电，方便携带使用，同时也能够减小检测器体积。
作为本发明的进一步限定方案，还包括一个与微处理器信号输入引脚相连的温度传感器。利用温度传感器便于实现环境温度的采集。
本发明的有益效果在于：采用选定的发光波长的紫外线发光二极管作为紫外线传感器，对于大于选定发光波长的紫外光线没有响应，而小于或等于选定发光波长的紫外光线则有响应，从而避免使用现有技术中紫外线光电二极管配以滤光片的组合，不仅节省了成本，而且体积减小了很多，方便携带使用；利用信号调理电路能够实现微弱信号的采集，增强数据采集的可靠性。
附图说明
图1为本发明的检测器电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的紫外线检测器包括：紫外线传感器、信号调理电路、信号采集电路、微处理器以及通信接口电路。
紫外线传感器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端相连；信号调理电路的信号输出端与信号采集电路的采集输入端相连；信号采集电路的采集输出端与微处理器的信号输入引脚相连；微处理器的通信端口与通信接口电路相连；紫外线传感器选定发光波长为200-400nm的紫外线发光二极管，本实施例采用的紫外线发光二极管的发光波长为400nm；信号调理电路为运算放大器电路；信号采集电路为A/D转换电路；通信接口电路为串口通信电路；串口通信电路为USB-OTG接口电路，信号调理电路、信号采集电路以及微处理器均由USB-OTG接口电路供电；还包括一个与微处理器信号输入引脚相连的温度传感器。
通过选定的发光波长的紫外线发光二极管作为紫外线传感器，对于大于特定发光波长的紫外光线没有响应，而小于或等于选定发光波长的紫外光线则有响应。
微处理器采用设有A/D转换单元的单片机C8051F330；运算放大器电路由运算放大芯片OPA330及外围电路构成；串口通信电路由串口芯片CH340T及外围电路构成。以C8051F330单片机为核心控制部件，利用紫外线发光二极管对外界紫外强度进行数据采集，检测器通过通信接口电路与手机相连，在手机中设置有用于实现检测器管理和显示的手机APP。
本发明的紫外线检测器的原理为：若采用400nm的紫外线发光二极管，那么它只响应波长小于或等于400nm的紫外光线，无需再配以滤光片滤除低频光线；当有光照时，携带能量的光子进入紫外线发光二极管的PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子；它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光强的变化而相应变化。而一般紫外线光电管的价格较紫外线发光二极管（400nm）贵的多，采用紫外线发光二极管，光线选择性非常好，有助于降低成本。
Claims (7)
1.一种紫外线检测器，其特征在于：包括紫外线传感器、信号调理电路、信号采集电路、微处理器以及通信接口电路；紫外线传感器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端相连；信号调理电路的信号输出端与信号采集电路的采集输入端相连；信号采集电路的采集输出端与微处理器的信号输入引脚相连；微处理器的通信端口与通信接口电路相连；紫外线传感器选定发光波长为200-400nm的紫外线发光二极管。
2.根据权利要求1所述的紫外线检测器，其特征在于：紫外线发光二极管的发光波长为400nm。
3.根据权利要求1所述的紫外线检测器，其特征在于：信号调理电路为运算放大器电路。
4.根据权利要求1所述的紫外线检测器，其特征在于：信号采集电路为A/D转换电路。
5.根据权利要求1所述的紫外线检测器，其特征在于：通信接口电路为串口通信电路。
6.根据权利要求5所述的紫外线检测器，其特征在于：串口通信电路为USB-OTG接口电路，信号调理电路、信号采集电路以及微处理器均由USB-OTG接口电路供电。
7.根据权利要求1所述的紫外线检测器，其特征在于：还包括一个与微处理器信号输入引脚相连的温度传感器。
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