旭化成 深紫外發(fā)光二極管 OPTAN UVC LED

旭化成 深紫外發(fā)光二極管 OPTAN UVC LED

應用關(guān)鍵詞 ： 環(huán)境監測 生化分析  

旭化成 深紫外發(fā)光二極管 OPTAN UVC LED可廣泛應用于空氣質(zhì)量、水和廢水質(zhì)量監測和危險物質(zhì)的檢測。

環(huán)境監測儀器的發(fā)展產(chǎn)生了下列新的需求

Ø實(shí)時(shí)監控，快速響應。

Ø對遠程操作的維護和校準要求較低的儀器。

Ø小型化傳感器，低功耗要求，便于安裝和現場(chǎng)監測。

傳統上，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，因為它們能在多個(gè)波長(cháng)范圍內產(chǎn)生足夠的光。然而，為了滿(mǎn)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)境監測的高性能UVC LED

AKM在250-280nm波長(cháng)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(cháng)的壽命，使它們成為環(huán)境監測中新興光譜應用的理想選擇。

Ø強大的光輸出。

Ø隨著(zhù)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高驅動(dòng)電流。

光譜學(xué)的單峰效益

在任何單一的光譜應用中，離散波長(cháng)的光對于測量是有用的，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(cháng)。這種方法可以減少所有波長(cháng)的強度，包括所需波長(cháng)。

此外，將濾光片添加到光路中增加了設計成本。

與廣譜、復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(xiàn)損失。AKM的LED允許用戶(hù)選擇與目標分子的特定吸收峰相匹配的波長(cháng)或光譜應用中熒光物質(zhì)的特定激發(fā)波長(cháng)。

LED驅動(dòng)電子設備的簡(jiǎn)單性使操作更容易

LED為傳統的紫外光源提供低電壓、低直流電流的選擇。LED具有相對便宜的驅動(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，傳統的紫外光源需要更高的電壓來(lái)增加光輸出，并且對電源和輔助電子器件有更復雜的要求。這對安全性、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)品設計更緊湊，并為特定的應用提供了產(chǎn)品進(jìn)化或調整的選擇。

光輸出穩定性對測量精度和可靠性的影響

光輸出的穩定性對于保證低基線(xiàn)噪聲和提高吸收測量的檢測至關(guān)重要。LED是一種穩定的光源，不受這些機制的干擾，從而導致其他傳統UVC光源的波動(dòng)。LED的光輸出穩定性主要受結溫的影響，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)啟就在一微秒內達到其規定亮度，并且在關(guān)閉時(shí)不具有延長(cháng)的發(fā)光。這一即時(shí)的開(kāi)關(guān)會(huì )在運行時(shí)產(chǎn)生能量的保護，LED光源的更換周期也會(huì )更長(cháng)。

應用

臭氧監測

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)性有機化合物在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生的化學(xué)反應產(chǎn)生的?？紤]到它所帶來(lái)的廣泛的健康危害，目前的EPA臭氧標準設定為十億分之一 (ppb)，這凸顯了在該地區監測地面臭氧的關(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為臭氧監測應用提供幾個(gè)優(yōu)勢

Ø光輸出的穩定性可以獲得更準確的結果。

Ø高光能比傳統的紫外光燈提供更短的光程長(cháng)度，提供快速的測量。

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

生物氣膠檢測

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

AKM的UVC LED讓生物氣溶膠探測系統使用更佳。

Ø減小尺寸、重量和功耗，使手持設備得以實(shí)現。

Ø即時(shí)開(kāi)啟/關(guān)閉提供快速測量。

Ø低成本的所有權降低了系統成本。

水中油監測

工業(yè)設施依賴(lài)于對水和廢水中的石油和其他碳氫化合物進(jìn)行快速可靠的監測，用于泄漏檢測、污染防范和環(huán)境排放達標。在水中發(fā)現石油碳氫化合物可以識別換熱器的故障。使用光譜測量的快速檢漏可以節省數千美元的操作和維護費用。紫外熒光法用于監測石油和碳氫化合物，因為這些物質(zhì)中的芳香成分在紫外光下熒光。

AKM的UVC LED在UV熒光測量中有許多優(yōu)勢

Ø窄波長(cháng)的選擇性，有針對性的測量。

Ø占地小，方便內聯(lián)監測水質(zhì)。

Ø高亮度輸出，用于跟蹤檢測ppb級濃度。

有色溶解有機質(zhì)（CDOM）監測

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

AKM的UVC LED對你的CDOM監測需求有很多好處

Ø實(shí)時(shí)監控能夠及時(shí)發(fā)現并適當響應節約成本和保護環(huán)境。

Ø長(cháng)壽命和簡(jiǎn)單的LED電子器件使免維護，連續，遠程操作成為可能。

水和廢水監測

快速檢測水質(zhì)變化對供水系統至關(guān)重要，以確保環(huán)境保護和消費者健康。廢水處理工廠(chǎng)監測廢水的水質(zhì)，以評估處理過(guò)程的效果，并遵守對處理水排放的監管要求。

水處理廠(chǎng)監測有機質(zhì)，因為過(guò)度積累會(huì )導致微生物生長(cháng)和影響水質(zhì)。紫外分光光度法對水中有機物含量進(jìn)行定量分析。通過(guò)連續的光譜測量，而不是用采集樣本進(jìn)行間歇的化學(xué)測試，用戶(hù)可以收集過(guò)程信息，檢測水質(zhì)問(wèn)題，并實(shí)時(shí)進(jìn)行需要的過(guò)程變化。

用于測量水的參數通常包括紫外線(xiàn)吸收劑(UV254)、總有機碳(TOC)、生物需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)。地方、州和聯(lián)邦法規通常要求對一個(gè)或多個(gè)參數進(jìn)行監測，以滿(mǎn)足環(huán)境、健康或安全的原因。

AKM的UVC LED為水監測應用提供幾個(gè)優(yōu)勢

Ø我們的LED高光譜質(zhì)量，提供了廣泛的測量線(xiàn)性。

Ø無(wú)汞制造，提高環(huán)境保護設計的能源效率。

Ø壽命長(cháng)，紫外線(xiàn)光源低維護，以降低成本。

型號規格

常用波長(cháng)范圍適合應用

典型輻射圖

帶球形透鏡的Optan LED的標稱(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(zhù)電流變化的頻譜特性的穩定性。隨著(zhù)驅動(dòng)電流從20mA到100mA的變化，通常在峰值波長(cháng)中沒(méi)有觀(guān)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。將光輸出數據歸一化為100mA時(shí)的光輸出。

溫度范圍內的典型光譜特征

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

溫度范圍內的典型光輸出特性

輸出功率對結溫非常敏感，因此建議采用適當的熱管理技術(shù)來(lái)控制結溫。較低的結溫將確保LED的良好性能和使用壽命。下圖顯示了結溫升高時(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應在低于100mA的電流下運行并安裝在散熱器上，以使外殼溫度保持在55°C以下。請參考AKM散熱管理說(shuō)明AN010，以獲取有關(guān)散熱片的建議。電路應設計為恒定電流。

機械尺寸

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(xiàn)的間距應與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，請確保插頭中的中心銅芯已通過(guò)導熱膏或油脂熱連接到板上。應使用散熱片，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

熔化的焊料側面與LED底部之間的距離應為3 mm或更長(cháng)。

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。

請勿將超聲波清潔器與AKM LED一起使用。

請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)出高強度的紫外線(xiàn)（UV），對皮膚和眼睛有害。紫外線(xiàn)對皮膚有害，并可能導致癌癥。LED運行時(shí)，避免暴露在紫外線(xiàn)下。須采取保護措施，避免在不使用紫外線(xiàn)防護眼鏡的情況下直視紫外線(xiàn)。當LED運行時(shí)，請勿直視LED的前部或LED的透鏡。

符合RoHS

本產(chǎn)品中對環(huán)境敏感的，長(cháng)期性生物毒性（PBT），長(cháng)期性有機污染物（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），或已使用根據歐盟指令2015/863（關(guān)于限制在電氣和電子設備（RoHS）中使用某些有害物質(zhì)）的豁免申請，于2019年7月22日生效。

操作注意事項

LED對靜電敏感。處理時(shí)，需要適當的ESD保護，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/系統上附加以下警告標簽：