سنسور فرابنفش (Ultraviolet Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور فرابنفش (Ultraviolet Sensor) :
سنسور فرابنفش (UV) به تابش الکترومغناطیسی در ناحیه فرابنفش طیف (طول موج های کوتاه تر از نور مرئی، از حدود ۱۰ نانومتر تا ۴۰۰ نانومتر) حساس است. نور UV به سه زیرمجموعه UV-A (۳۱۵-۴۰۰ نانومتر)، UV-B (۲۸۰-۳۱۵ نانومتر)، و UV-C (۱۰۰-۲۸۰ نانومتر) تقسیم می شود. نور UV-C توسط لایه ازن جذب می شود و به سطح زمین نمی رسد. سنسورهای UV برای کاربردهای مختلفی از جمله تشخیص شعله، پایش محیط زیست، و صنعت ساخته می شوند.
سنسورهای UV معمولا از مواد نیمه هادی با شکاف باند وسیع (wide bandgap) مانند نیترید گالیم (GaN)، کاربید سیلیکون (SiC)، و الماس ساخته می شوند. دلیل استفاده از این مواد این است که آنها به نور مرئی حساس نیستند (خورشید کور - solar-blind) و بنابراین برای تشخیص UV در حضور نور شدید خورشید مناسب هستند. همچنین فوتودیودهای سیلیکونی با فیلترهای مخصوص نیز برای اندازه گیری UV استفاده می شوند.
فوتودیودهای UV در دو حالت فوتوولتاییک و فوتوکانداکتیو کار می کنند. برخی سنسورهای UV به صورت مقاومتی (فوتورزیستور) ساخته می شوند، اما نوع دیودی رایج تر است.
مزایا:
حساسیت انتخابی به UV (در نوع نیمه هادی با شکاف باند وسیع).
سرعت پاسخ بالا (در نوع دیودی).
اندازه کوچک و مصرف پایین.
معایب:
قیمت نسبتا بالا (به ویژه مواد خاص).
پنجره های نوری باید از موادی مانند کوارتز یا شیشه های خاص ساخته شوند که UV را عبور دهند.
\[ I_{ph} = R(\lambda) \cdot E_e(\lambda) \cdot A \]که
\[ E_e \]شدت تابش UV است.
کاربردها: شعله یاب ها در سیستم های اعلام حریق و بویلرها، اندازه گیری شدت UV خورشید (شاخص UV)، پایش لامپ های UV در استریلیزاسیون، صنعت چاپ (خشک کردن UV)، و ستاره شناسی.
