旭化成 深紫外發(fā)光二極管 OPTAN UVC LED

應(yīng)用關(guān)鍵詞 ： 環(huán)境監(jiān)測(cè) 生化分析  

旭化成 深紫外發(fā)光二極管 OPTAN UVC LED可廣泛應(yīng)用于空氣質(zhì)量、水和廢水質(zhì)量監(jiān)測(cè)和危險(xiǎn)物質(zhì)的檢測(cè)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展產(chǎn)生了下列新的需求

Ø實(shí)時(shí)監(jiān)控，快速響應(yīng)。

Ø對(duì)遠(yuǎn)程操作的維護(hù)和校準(zhǔn)要求較低的儀器。

Ø小型化傳感器，低功耗要求，便于安裝和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

傳統(tǒng)上，吸收和熒光光譜儀器已經(jīng)利用了諸如氙、汞或氘等廣譜燈，因?yàn)樗鼈兡茉诙鄠€(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生足夠的光。然而，為了滿足不同行業(yè)發(fā)展需求的儀器，采用替代光源(如led)至關(guān)重要。AKM的UVCLED有幾個(gè)屬性，使它們成為*的選擇。

用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的高性能UVC LED

AKM在250-280nm波長(zhǎng)使用專(zhuān)有的氮化鋁基板和*的LED制造技術(shù)制造高性能的UVC LED。我們的LED比其他UVC LED提供更高的光輸出和更長(zhǎng)的壽命，使它們成為環(huán)境監(jiān)測(cè)中新興光譜應(yīng)用的理想選擇。

Ø強(qiáng)大的光輸出。

Ø隨著時(shí)間的推移，保持較好的光輸出。

Ø優(yōu)良的光譜質(zhì)量。

Ø高驅(qū)動(dòng)電流。

光譜學(xué)的單峰效益

在任何單一的光譜應(yīng)用中，離散波長(zhǎng)的光對(duì)于測(cè)量是有用的，并且濾光片通常用于截止來(lái)自廣譜紫外燈的任何不想要的波長(zhǎng)。這種方法可以減少所有波長(zhǎng)的強(qiáng)度，包括所需波長(zhǎng)。

此外，將濾光片添加到光路中增加了設(shè)計(jì)成本。

與廣譜、復(fù)雜的紫外燈的光譜不同，深紫外光(UVC)的LED有簡(jiǎn)單的光譜——一個(gè)具有窄光譜帶寬的單峰。LED光源的單色光源通過(guò)濾波避免光線損失。AKM的LED允許用戶選擇與目標(biāo)分子的特定吸收峰相匹配的波長(zhǎng)或光譜應(yīng)用中熒光物質(zhì)的特定激發(fā)波長(zhǎng)。

LED驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備的簡(jiǎn)單性使操作更容易

LED為傳統(tǒng)的紫外光源提供低電壓、低直流電流的選擇。LED具有相對(duì)便宜的驅(qū)動(dòng)器，其壽命超過(guò)幾十萬(wàn)小時(shí)，并且能夠在其整個(gè)壽命期間向LED提供所需的電流輸入。

相比之下，傳統(tǒng)的紫外光源需要更高的電壓來(lái)增加光輸出，并且對(duì)電源和輔助電子器件有更復(fù)雜的要求。這對(duì)安全性、成本、熱管理和易操作性都有影響。這種LED電子器件的簡(jiǎn)單性使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更緊湊，并為特定的應(yīng)用提供了產(chǎn)品進(jìn)化或調(diào)整的選擇。

光輸出穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量精度和可靠性的影響

光輸出的穩(wěn)定性對(duì)于保證低基線噪聲和提高吸收測(cè)量的檢測(cè)至關(guān)重要。LED是一種穩(wěn)定的光源，不受這些機(jī)制的干擾，從而導(dǎo)致其他傳統(tǒng)UVC光源的波動(dòng)。LED的光輸出穩(wěn)定性主要受結(jié)溫的影響，可以通過(guò)一系列簡(jiǎn)單的熱管理技術(shù)來(lái)維持。

即時(shí)開(kāi)啟/關(guān)閉功能提高和支持應(yīng)用

與基于燈絲或弧光的UV燈不同，LED一旦開(kāi)啟就在一微秒內(nèi)達(dá)到其規(guī)定亮度，并且在關(guān)閉時(shí)不具有延長(zhǎng)的發(fā)光。這一即時(shí)的開(kāi)關(guān)會(huì)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生能量的保護(hù)，LED光源的更換周期也會(huì)更長(zhǎng)。

應(yīng)用

臭氧監(jiān)測(cè)

地面臭氧是常見(jiàn)的空氣污染物之一，它是由氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)化合物在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的?？紤]到它所帶來(lái)的廣泛的健康危害，目前的EPA臭氧標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為十億分之一 (ppb)，這凸顯了在該地區(qū)監(jiān)測(cè)地面臭氧的關(guān)鍵需要。

在255和280 nm處吸收紫外光可以量化空氣中的臭氧量。

AKM的UVC LED為臭氧監(jiān)測(cè)應(yīng)用提供幾個(gè)優(yōu)勢(shì)

Ø光輸出的穩(wěn)定性可以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。

Ø高光能比傳統(tǒng)的紫外光燈提供更短的光程長(zhǎng)度，提供快速的測(cè)量。

Ø長(zhǎng)壽命，低工作電壓和小的形狀因子，可用于移動(dòng)和手持設(shè)備。

生物氣膠檢測(cè)

含有有害細(xì)菌或細(xì)菌孢子的生物氣溶膠(如炭疽桿菌、肉毒桿菌)對(duì)健康是極其有害的。這些細(xì)菌中的氨基酸使其在UVC波長(zhǎng)下熒光，使UVC熒光光譜對(duì)生物制劑檢測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)有用。

AKM的UVC LED讓生物氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)使用更佳。

Ø減小尺寸、重量和功耗，使手持設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。

Ø即時(shí)開(kāi)啟/關(guān)閉提供快速測(cè)量。

Ø低成本的所有權(quán)降低了系統(tǒng)成本。

水中油監(jiān)測(cè)

工業(yè)設(shè)施依賴于對(duì)水和廢水中的石油和其他碳?xì)浠衔镞M(jìn)行快速可靠的監(jiān)測(cè)，用于泄漏檢測(cè)、污染防范和環(huán)境排放達(dá)標(biāo)。在水中發(fā)現(xiàn)石油碳?xì)浠衔锟梢宰R(shí)別換熱器的故障。使用光譜測(cè)量的快速檢漏可以節(jié)省數(shù)千美元的操作和維護(hù)費(fèi)用。紫外熒光法用于監(jiān)測(cè)石油和碳?xì)浠衔?，因?yàn)檫@些物質(zhì)中的芳香成分在紫外光下熒光。

AKM的UVC LED在UV熒光測(cè)量中有許多優(yōu)勢(shì)

Ø窄波長(zhǎng)的選擇性，有針對(duì)性的測(cè)量。

Ø占地小，方便內(nèi)聯(lián)監(jiān)測(cè)水質(zhì)。

Ø高亮度輸出，用于跟蹤檢測(cè)ppb級(jí)濃度。

有色溶解有機(jī)質(zhì)（CDOM）監(jiān)測(cè)

CDOM是在海洋(和湖泊、小溪等)中被溶解的有機(jī)物質(zhì)的一個(gè)子集，它具有旋光性。高濃度的CDOM影響水生植物、珊瑚礁和水生系統(tǒng)的生物活性。在250和280 nm的UV熒光測(cè)量?jī)x監(jiān)測(cè)海洋和淡水系統(tǒng)中的CDOM，以保護(hù)這些敏感的，通常是偏遠(yuǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。

AKM的UVC LED對(duì)你的CDOM監(jiān)測(cè)需求有很多好處

Ø實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并適當(dāng)響應(yīng)節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境。

Ø長(zhǎng)壽命和簡(jiǎn)單的LED電子器件使免維護(hù)，連續(xù)，遠(yuǎn)程操作成為可能。

水和廢水監(jiān)測(cè)

快速檢測(cè)水質(zhì)變化對(duì)供水系統(tǒng)至關(guān)重要，以確保環(huán)境保護(hù)和消費(fèi)者健康。廢水處理工廠監(jiān)測(cè)廢水的水質(zhì)，以評(píng)估處理過(guò)程的效果，并遵守對(duì)處理水排放的監(jiān)管要求。

水處理廠監(jiān)測(cè)有機(jī)質(zhì)，因?yàn)檫^(guò)度積累會(huì)導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)和影響水質(zhì)。紫外分光光度法對(duì)水中有機(jī)物含量進(jìn)行定量分析。通過(guò)連續(xù)的光譜測(cè)量，而不是用采集樣本進(jìn)行間歇的化學(xué)測(cè)試，用戶可以收集過(guò)程信息，檢測(cè)水質(zhì)問(wèn)題，并實(shí)時(shí)進(jìn)行需要的過(guò)程變化。

用于測(cè)量水的參數(shù)通常包括紫外線吸收劑(UV254)、總有機(jī)碳(TOC)、生物需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)。地方、州和聯(lián)邦法規(guī)通常要求對(duì)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以滿足環(huán)境、健康或安全的原因。

AKM的UVC LED為水監(jiān)測(cè)應(yīng)用提供幾個(gè)優(yōu)勢(shì)

Ø我們的LED高光譜質(zhì)量，提供了廣泛的測(cè)量線性。

Ø無(wú)汞制造，提高環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)的能源效率。

Ø壽命長(zhǎng)，紫外線光源低維護(hù)，以降低成本。

型號(hào)規(guī)格

常用波長(zhǎng)范圍適合應(yīng)用

典型輻射圖

帶球形透鏡的Optan LED的標(biāo)稱(chēng)視場(chǎng)角為15°。

典型的電氣特性

在100 mA的工作電流下，典型的正向電壓小于10V。

電流的典型光譜特性

下圖說(shuō)明了隨著電流變化的頻譜特性的穩(wěn)定性。隨著驅(qū)動(dòng)電流從20mA到100mA的變化，通常在峰值波長(zhǎng)中沒(méi)有觀察到偏移。

電流的典型光輸出特性

下圖顯示了光輸出隨正向電流的典型變化。將光輸出數(shù)據(jù)歸一化為100mA時(shí)的光輸出。

溫度范圍內(nèi)的典型光譜特征

下圖顯示了光譜特性隨溫度變化的穩(wěn)定性。隨著溫度從20°C到60°C的變化，峰值波長(zhǎng)通常不會(huì)發(fā)生變化。

溫度范圍內(nèi)的典型光輸出特性

輸出功率對(duì)結(jié)溫非常敏感，因此建議采用適當(dāng)?shù)臒峁芾砑夹g(shù)來(lái)控制結(jié)溫。較低的結(jié)溫將確保LED的良好性能和使用壽命。下圖顯示了結(jié)溫升高時(shí)光功率的變化。溫度升高10°C時(shí)，典型的光輸出下降5％。

推薦操作

AKM LED應(yīng)在低于100mA的電流下運(yùn)行并安裝在散熱器上，以使外殼溫度保持在55°C以下。請(qǐng)參考AKM散熱管理說(shuō)明AN010，以獲取有關(guān)散熱片的建議。電路應(yīng)設(shè)計(jì)為恒定電流。

機(jī)械尺寸

Optan包裝包括帶銅芯的插頭和焊接到插頭以提供密封的可伐帽。蓋子包含一個(gè)熔融石英球透鏡，可提供15°的標(biāo)稱(chēng)視角。

所有尺寸均以毫米為單位。除非另有說(shuō)明，否則所有尺寸的公差均為±0.05 mm。

推薦的焊接指南

1.在組件放置期間，LED引線的間距應(yīng)與PCB上安裝孔的間距匹配。

2.烙鐵頭切勿接觸鏡頭。

3.推薦的焊接方式如圖1所示。此外，請(qǐng)確保插頭中的中心銅芯已通過(guò)導(dǎo)熱膏或油脂熱連接到板上。應(yīng)使用散熱片，以在100 mA的向前電流下將LED的外殼溫度保持在55°C以下。請(qǐng)參閱AKM散熱管理說(shuō)明AN003，以獲取有關(guān)散熱片的建議。

4.焊接后，在產(chǎn)品回到環(huán)境溫度之前，避免施加外力，壓力和過(guò)度振動(dòng)。

推薦的焊接條件

熔化的焊料側(cè)面與LED底部之間的距離應(yīng)為3 mm或更長(zhǎng)。

推薦清潔方法

建議使用異丙醇進(jìn)行清潔，也可以使用丙醇和乙醇。

請(qǐng)勿將超聲波清潔器與AKM LED一起使用。

請(qǐng)勿使用丙酮或三氯乙烯清潔AKM LED。

只要在這些條件下焊接LED，就可以防止LED出現(xiàn)問(wèn)題，例如光輸出減少，開(kāi)路或短路。

眼部安全指南

在操作過(guò)程中，LED發(fā)出高強(qiáng)度的紫外線（UV），對(duì)皮膚和眼睛有害。紫外線對(duì)皮膚有害，并可能導(dǎo)致癌癥。LED運(yùn)行時(shí)，避免暴露在紫外線下。須采取保護(hù)措施，避免在不使用紫外線防護(hù)眼鏡的情況下直視紫外線。當(dāng)LED運(yùn)行時(shí)，請(qǐng)勿直視LED的前部或LED的透鏡。

符合RoHS

本產(chǎn)品中對(duì)環(huán)境敏感的，長(zhǎng)期性生物毒性（PBT），長(zhǎng)期性有機(jī)污染物（POP）或其他受限制物質(zhì)的水平低于此類(lèi)物質(zhì)允許的z大濃度值（也稱(chēng)為閾值限制），或已使用根據(jù)歐盟指令2015/863（關(guān)于限制在電氣和電子設(shè)備（RoHS）中使用某些有害物質(zhì)）的豁免申請(qǐng)，于2019年7月22日生效。

操作注意事項(xiàng)

LED對(duì)靜電敏感。處理時(shí)，需要適當(dāng)?shù)腅SD保護(hù)，包括：

Ø避免靜電

Ø使用接地的腕帶，無(wú)靜電鞋，衣服和地板

Ø接地的工作站和工具

Ø在使用UV LED的產(chǎn)品/系統(tǒng)上附加以下警告標(biāo)簽：