العلوم الشعبية: شرح مفصل لمبدأ وتطبيقات أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية

العلوم الشعبية: شرح مفصل لمبدأ وتطبيقات أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية

تُعدّ الحواس الخمس لدى الإنسان أجهزة استشعار بالغة التعقيد والحساسية. مع ذلك، لا تستطيع معظم الحواس الخمس لدى الإنسان إدراك المعلومات من العالم الخارجي إلا نوعيًا، لا كميًا. إضافةً إلى ذلك، توجد العديد من الكميات الفيزيائية التي لا يمكن إدراكها بالحواس الخمس، مثل أطياف الأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية.

كان أول جهاز استشعار للأشعة فوق البنفسجية يعتمد على السيليكون النقي، ولكن وفقًا لتعليمات المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، فإن ثنائيات السيليكون النقي تستجيب أيضًا للضوء المرئي وتشكل إشارات كهربائية غير مرغوب فيها، مما يؤدي إلى دقة منخفضة.

قبل أكثر من عشر سنوات، قامت شركة نيشيا اليابانية بتطوير بلورات أساسها نيتريد الغاليوم، لتصبح بذلك رائدة في أنظمة نيتريد الغاليوم، مما فتح آفاقًا جديدة في سوق هذه التقنية، وأدى إلى إنتاج مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية القائمة على نيتريد الغاليوم. تتميز هذه المستشعرات بدقة أعلى بكثير من دقة السيليكون أحادي البلورة، مما يجعلها المادة الأكثر شيوعًا في صناعة مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية.

تم تطوير مواد كبريتيد الزنك (ZnS) من المجموعة 26 وتطبيقها في مجال أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية. وتتولى شركة سوتشو هينغيه لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة، ومقرها الصين، تطوير هذه المواد. ومن منظور البحث والتطوير واختبار الأداء، فإن دقة هذه المواد أعلى بنحو 10^5 مرة من دقة أجهزة الاستشعار القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN). وبذلك، ستصل أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية القائمة على كبريتيد الزنك إلى مستوى أجهزة الاستشعار القائمة على نيتريد الغاليوم.

مستشعر الأشعة فوق البنفسجية هو نوع من المستشعرات التي تستخدم عنصرًا حساسًا للضوء لتحويل إشارة الأشعة فوق البنفسجية إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس، وذلك من خلال نمطين: النمط الكهروضوئي ونمط التوصيل الضوئي. ينقسم نمط عمل مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية عمومًا إلى فئتين: النمط الكهروضوئي ونمط التوصيل الضوئي. في النمط الكهروضوئي، لا حاجة لتوصيل بطاريات على التوالي، حيث يمر التيار عبر المقاومة المتصلة على التوالي، ويكون المستشعر مكافئًا لبطارية صغيرة، مع جهد خرج محدد، إلا أن إنتاجه أكثر صعوبة وتكلفته مرتفعة نسبيًا. أما في النمط التوصيلي الضوئي، فيتم توصيل بطارية على التوالي، ويكون المستشعر مكافئًا لمقاومة واحدة، تتغير قيمتها بتغير شدة الضوء، وهذا النوع من الإنتاج سهل ومنخفض التكلفة.

يُعرف مستشعر الأشعة فوق البنفسجية أيضًا باسم الأنبوب الضوئي الحساس للأشعة فوق البنفسجية (أو الأنبوب فوق البنفسجي اختصارًا)، وهو أنبوب كهروضوئي يستغل تأثير انبعاث الإلكترونات الضوئية. يتميز بحساسية عالية، وقدرة خرج عالية، وسرعة استجابة عالية، بالإضافة إلى قدرة قوية على مقاومة التداخل، واستقرار وموثوقية، وعمر طويل، كما أنه يدمج مستشعر درجة الحرارة والرطوبة في جهاز واحد، مما يوفر بيانات قياس أكثر شمولًا. وهو مقاوم للمطر والثلج. مع الانتشار الواسع لأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية، حظيت تقنيات الاستشعار المختلفة التي تخدمها باهتمام متزايد. يستطيع مستشعر الأشعة فوق البنفسجية الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية التي لا تستطيع الحواس البشرية إدراكها.

عند تسليط الأشعة فوق البنفسجية على مستشعر الأشعة فوق البنفسجية، يمر أكثر من 98% منها عبر النافذة الشفافة المصنوعة من مواد عالية الجودة ناقلة للضوء، لتصل إلى جهاز القياس الحساس للأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 240-370 نانومتر. وبعد مراقبة وتحليل البيانات بواسطة مستشعر الأشعة فوق البنفسجية عالي الدقة المستورد، ومعالجة البيانات بواسطة الدائرة المزودة بشريحة معالج دقيق صناعي مستوردة من الولايات المتحدة، يتم إخراج شدة الأشعة فوق البنفسجية كإشارة RS485 وعرضها على الشاشة لتحقيق غرض مراقبة شدة الأشعة فوق البنفسجية.

يمكن استخدامه على نطاق واسع في الرصد البيئي ، ورصد الأحوال الجوية، والزراعة، والغابات، وغيرها من البيئات. يقيس الأشعة فوق البنفسجية في الغلاف الجوي وتحت مصادر الإضاءة الاصطناعية.

يرغب كل من يمتلك نظام مراقبة بيئية في أن يبدو وكأنه مزود بمستشعر أصلي. ولكن لتحقيق ذلك، يتطلب الأمر عادةً الاستثمار في حلول استشعار لأنظمة المراقبة البيئية. تقدم لكم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة الحل الأمثل.

يحرص مهندسو شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة على التطوير بدقة متناهية لضمان استيفاء جميع معايير الجودة خلال عملية الإنتاج. نتطلع إلى أن نصبح موردًا موثوقًا لعملائنا. تفضلوا بزيارتنا في ريكا سينسورز.

تفضل بزيارة شركة ريكا سينسورز للحصول على أفضل حلول أجهزة الاستشعار الأصلية (OEM) وبأفضل الأسعار. كما نرحب بالتصميم والتخصيص.