紫外线测量装置的制作方法

1.本技术属于测量技术领域，更具体地说，是涉及一种紫外线测量装置。


背景技术：

2.对于紫外线光源发射了多少紫外线(也即紫外线光源的紫外线输出量)，目前的测量方法与光源的几何形状以及尺寸密切相关。对于传统的长线型汞紫外线灯，测量其紫外线输出量的方法是keitz公式为基础。但是keitz公式不适用于紫外发光二极管(简称uv
‑
led)这样的非长线型的小几何尺寸的光源。目前广泛使用的测量uv
‑
led的紫外线输出量的方法是积分球法。积分球法是将光源放入积分球，收集积分球内壁的反射光，然后进行测量和计量。积分球法的核心是和标准光源进行对比，进行标定，但是标准光源需要进行上级朔源。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供一种紫外线测量装置，能利用化学曝光剂直接且准确地测量到紫外发光二极管的紫外线输出量，无需进行上级朔源。
4.一种紫外线测量装置，包括：
5.容器，为设有开口的中空结构，所述容器用于容纳水溶液；
6.载体，用于与紫外发光二极管的非发光面连接，以固定所述紫外发光二极管；
7.所述紫外发光二极管包括电极、导电引脚、发光面和非发光面，所述电极位于所述非发光面，所述导电引脚的一端与所述电极电连接，所述导电引脚向所述非发光面所在的一侧延伸，所述紫外发光二极管用于发出紫外线照射所述水溶液。
8.可选地，所述漩涡触发装置包括：
9.搅拌子，用于放置于所述容器中；
10.搅拌器，用于驱动所述搅拌子转动。
11.可选地，所述漩涡触发装置设置为搅拌所述容器中的水溶液旋转形成漩涡，使所述紫外发光二极管位于所述漩涡中。
12.可选地，还包括：散热器，用于对所述紫外发光二极管进行散热。
13.可选地，所述散热器与所述载体接触。
14.可选地，还包括：
15.测量光光源，用于发出测量光照射所述水溶液；
16.探头，用于接收透过所述水溶液的测量光并产生测量信号；
17.光谱仪主体，用于接收并处理所述测量信号。
18.可选地，在所述容器的深度方向，所述测量光光源与所述探头正对。
19.可选地，所述探头位于所述容器设有所述开口的一侧，所述测量光光源则位于所述容器的另一侧。
20.可选地，所述电极的焊点位于所述非发光面。
21.漩涡触发装置漩涡本技术的实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
22.测量紫外发光二极管的紫外线输出量时，向容器中加入含有化学曝光剂的水溶液，紫外发光二极管的非发光面与载体连接，由于紫外发光二极管通过导电引脚与电极电连接，并由导电引脚向非发光面所在的一侧延伸至与电源连接，使得紫外发光二极管的发光面几乎没有影响紫外线光子传播的障碍物，能利用化学曝光剂直接且准确地测量到紫外发光二极管的紫外线输出量，无需进行上级朔源。
23.本技术的实施例的一些可能的实现方式具有如下有益效果：
24.利用漩涡触发装置使含有化学曝光剂的水溶液形成漩涡，将紫外发光二极管插入漩涡中，能确保紫外发光二极管沿各个方向发出的紫外线光子全部被水溶液中的化学曝光剂捕捉，能避免丢失光子产生的误差，进一步提高测量紫外发光二极管的紫外线输出量的准确度；
25.测量光光源在水溶液受紫外发光二极管照射之前，发出测量光照射水溶液，探头接收透过水溶液的测量光并根据该测量光产生第一测量信号，该第一测量信号传输至光谱仪主体；光谱仪主体对第一测量信号进行处理，得到第一吸光度，该第一吸光度是水溶液中的化学曝光剂在受紫外发光二极管照射之前的吸光度；然后，将固定于载体的紫外发光二极管的发光面朝向容器中的水溶液，紫外发光二极管发出的紫外线照射至水溶液，紫外发光二极管对水溶液完成照射之后熄灭，测量光光源再次发出测量光照射水溶液；探头接收透过水溶液的测量光并根据该测量光产生第二测量信号，该第二测量信号传输至光谱仪主体；光谱仪主体对第二测量信号进行处理，得到第二吸光度，该第二吸光度是水溶液中的化学曝光剂在受紫外发光二极管照射之后的吸光度；在得到第一吸光度和第二吸光度之后，那么就可以得到紫外发光二极管的紫外线输出量；如此，在紫外发光二极管完成照射水溶液之后就可以立即得到第一吸光度和第二吸光度，无需转移水溶液，能避免环境因素(比如环境光)和时间对测量结果的影响，能最大限度保证测量的准确性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术的实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术的第一实施例提供的紫外线测量装置的结构示意图；
28.图2为本技术的第一实施例提供的紫外发光二极管的主视图；
29.图3为本技术的第一实施例提供的紫外发光二极管的左视图；
30.图4为本技术的第一实施例提供的紫外发光二极管的俯视图；
31.图5为本技术的第二实施例提供的紫外线测量装置的结构示意图；
32.图6为本技术的第二实施例提供的紫外线测量装置的一种变型方式的结构示意图；
33.图7为本技术的第三实施例提供的紫外线测量装置处于一个工作状态的结构示意图；
34.图8为本技术的第三实施例提供的紫外线测量装置处于另一个工作状态的结构示
意图。
具体实施方式
35.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1至8及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
37.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.本实施例提供一种紫外线测量装置，具体为一种测量紫外发光二极管的紫外线输出量的装置。
40.图1为本实施例提供的紫外线测量装置的结构示意图。参考图1，本实施例提供的紫外线测量装置包括容器1、紫外发光二极管2、以及载体3。
41.参考图1，容器1为设有开口11的中空结构，用于容纳水溶液100(也可称为水体)；示例的，容器1为广口容器，比如扁平状的容器，能将紫外发光二极管2放入其中。水溶液100是用水作溶剂的溶液，水溶液100含有化学曝光剂(chemical actinometer)，其中，化学曝光剂可以是ki/kio3，ki/kio3由0.6摩尔ki、0.1摩尔kio3以及0.01摩尔na2b4o7_10h2o组成。
42.图2至图4分别为本实施例提供的紫外发光二极管2的主视图、左视图和俯视图，参考图2至图4，紫外发光二极管2为单个的片式灯珠，包括二极管主体20、电极21和导电引脚23。电极21的数量为两个，用于为二极管主体20接入电源，使得二极管主体20发光，具体是发射波长为λnm的紫外线，比如波长为275nm的紫外线。二极管主体20设有发光面201和非发光面202，其中，发光面201为正面，非发光面202为背面；发光面201可以为平面，也可以为曲面。其中，电极21位于二极管主体20的非发光面202，这是由紫外发光二极管2的自身结构决定的。
43.导电引脚23的一端与电极21电连接，两个导电引脚23分别与两个电极21电连接，导电引脚23向非发光面202所在的一侧延伸，使得导电引脚23的另一端在非发光面202所在的一侧与电源连接，具体是导电引脚23的另一端在非发光面202所在的一侧与电源的引线连接(比如焊接)。在一些实施例中，导电引脚23为导电片，具体可以是导电金属片，比如铜片；导电金属片23的一端贴近非发光面202与电极21电连接(比如焊接)，导电金属片23的一端与非发光面202基本平行，然后折弯(比如弯曲90
°
)向非发光面202所在的一侧延伸至与电源连接。
44.发光面201用于朝向容器1中的水溶液100，使得紫外发光二极管2发出的紫外线直接照射至容器1中的水溶液100。
45.参考图1，载体3与紫外发光二极管2的非发光面202连接，以固定紫外发光二极管2。示例的，载体3为导热的结构，由优良导热材料制作而成，比如铜材料的结构。载体3具有第一端31，紫外发光二极管2的非发光面202固定于第一端31的端面310，比如：紫外发光二极管2的非发光面202通过导热材料粘贴在第一端31的端面310，其中，导热材料可以是导热胶。如此，紫外发光二极管2由载体3固定，并通过载体3进行散热。
46.下面对本实施例提供的紫外线测量装置的工作原理进行说明。
47.参考图1，向容器1中加入含有化学曝光剂的水溶液100。为得到紫外发光二极管的紫外线输出量，需测量紫外发光二极管2照射前，化学曝光剂的吸光度，具体是化学曝光剂在352nm波长以及1cm光程的吸光度，该吸光度为第一吸光度。示例的，在紫外发光二极管2照射前，使用紫外可见分光光度计对容器1中的水溶液100测量化学曝光剂在352nm波长以及1cm光程的吸光度。
48.参考图1，向容器1中加入含有化学曝光剂的水溶液100后，将固定于载体3的紫外发光二极管2的发光面201朝向容器1中的水溶液100，通过电极21接入电源使紫外发光二极管2发光，紫外发光二极管2发出的紫外线照射至水溶液100，紫外发光二极管2发出的紫外线由容器1中的水溶液100吸收。
49.应当理解，测量紫外发光二极管的紫外线输出量，应当使得紫外发光二极管2发出的紫外线全部由容器1中的水溶液100吸收，或者说应当使得紫外发光二极管2发出的紫外线全部直接照射至容器1中的水溶液100；具体操作时，将紫外发光二极管2的发光面201正对容器1中的水溶液100的表面101，且发光面201与水溶液100的表面101之间的距离尽量小，使得紫外发光二极管2发出的紫外线全部照射至容器1中的水溶液100，使得紫外发光二极管2发出的紫外线光子全部被化学曝光剂捕捉。其中，对于作为容器1的广口容器，其容纳的水溶液100的表面101为平面，该平面足够大，以接收紫外发光二极管2发出的所有紫外线。
50.为得到紫外发光二极管的紫外线输出量，还需测量紫外发光二极管2照射后，化学曝光剂的吸光度，具体是化学曝光剂在352nm波长以及1cm光程的吸光度，该吸光度为第二吸光度。示例的，在紫外发光二极管2照射后，使用紫外可见分光光度计对容器1中的水溶液100测量化学曝光剂在352nm波长以及1cm光程的吸光度。
51.得到化学曝光剂在紫外发光二极管2照射前后的第一吸光度和第二吸光度之后，便可得到化学曝光剂在紫外线照射前后在352nm波长以及1cm光程的吸光度变化，那么就可以计算出紫外发光二极管2的紫外线输出量，具体是根据计算公式计算紫外发光二极管2的紫外线输出量。
52.前述计算公式为：
[0053][0054]
其中，e为紫外发光二极管2的紫外线输出量，也可称为光子能量总和；δa
352
为第二吸光度与第一吸光度之差(也可称为吸光度变化)；v为水溶液100的有效体积；u
λ
为波长是λnm的光子能量，λ为紫外发光二极管2发出的紫外线的波长；为量子收率；ε
352
为摩尔吸
光系数；r为紫外发光二极管2发出的紫外线射入水溶液100时的反射系数。
[0055]
前述计算公式(1)中的u
λ
的表达式如下。
[0056][0057]
在上述表达式(2)中，h为普朗克常数；c为光速，2.99792458
×
108m
·
s
‑1。
[0058]
如此，便可得到紫外发光二极管2的紫外线输出量。
[0059]
根据上述可知，测量紫外发光二极管的紫外线输出量时，向容器1中加入含有化学曝光剂的水溶液100，将固定于载体3的紫外发光二极管2的发光面201朝向容器1中的水溶液100，由于紫外发光二极管2通过导电引脚23与电极21电连接，并由导电引脚23向非发光面202所在的一侧延伸至与电源连接，避免电极21在发光面201所在的一侧产生焊点对紫外发光二极管2发出的紫外线造成影响，使得紫外发光二极管2的发光面201之上的空间内几乎没有影响紫外线光子传播的障碍物，紫外发光二极管2发出的紫外线光子全部被化学曝光剂捕捉，能利用化学曝光剂直接且准确地测量到紫外发光二极管2的紫外线输出量，无需朔源。
[0060]
图5为本实施例提供的紫外线测量装置的结构示意图。与第一实施例相比，本实施例提供的紫外线测量装置还包括：用于使容器1中的水溶液100转动形成漩涡的漩涡触发装置4。其中，漩涡触发装置4可以是对容器1中的水溶液100进行搅拌，使得水溶液100转动形成漩涡。
[0061]
在本实施例中，通过漩涡触发装置4使容器1中的水溶液旋转形成漩涡900，使紫外发光二极管2位于漩涡900中。
[0062]
参考图5，测量紫外发光二极管的紫外线输出量时，向容器1中加入含有化学曝光剂的水溶液，完成测量水溶液中的化学曝光剂受紫外线照射之前的第一吸光度后，启动漩涡触发装置4，在漩涡触发装置4的作用下，容器1中含有化学曝光剂的水溶液100旋转形成漩涡900。
[0063]
参考图5，在容器1中的水溶液100形成漩涡900后，将固定于载体3的紫外发光二极管2放置于漩涡900中，使得发光面201朝向容器1中的水溶液100，具体可以是使得发光面201正对容器1中的水溶液100，发光面201位于漩涡900的顶部边缘901之下；其中，漩涡900近似为漏洞状，具有顶部90和底部91，前述顶部边缘901是指：漩涡900的顶部90与容器1的壁体12的交界处，或者漩涡900的顶部90与容器1中的水平面的交界处。那么，紫外发光二极管2位于漩涡900所包围空间903里面，比如位于该空间903的中间。当然，也可以先将固定于载体3的紫外发光二极管2放置于水溶液100的表面之上，然后再通过漩涡触发装置4使容器1中的水溶液旋转形成漩涡900，从而使紫外发光二极管2位于漩涡中。
[0064]
而后，测量化学曝光剂受紫外发光二极管发出的紫外线照射之后的第二吸光度，根据第一吸光度和第二吸光度，获取紫外发光二极管的紫外线输出量，得到紫外发光二极管2的紫外线输出量。
[0065]
如此，利用漩涡触发装置4使含有化学曝光剂的水溶液100形成漩涡900，将紫外发光二极管2插入漩涡900中，能确保紫外发光二极管2沿各个方向发出的紫外线光子全部被水溶液100中的化学曝光剂捕捉，能实现100％捕捉紫外线光子，能避免丢失光子产生的误差，进一步提高测量紫外发光二极管的紫外线输出量的准确度。
[0066]
在本实施例中，参考图5，漩涡触发装置4为搅拌装置，具体包括搅拌子41和搅拌器42；搅拌子41用于放置于容器1中，搅拌器42用于驱动搅拌子41转动。示例的，搅拌子41为具有磁性的部件，搅拌器42为磁力搅拌器，搅拌器42通过磁场驱动位于容器1中的搅拌子41转动，使得容器1中的水溶液旋转形成漩涡。当然，漩涡触发装置4也可以是设置于容器1中且带有搅拌桨的装置。在一些实施例中，漩涡触发装置4为可以驱动容器1转动的转台，容器1放置于转台上跟随转台转动，使得容器1中的水溶液100转动形成漩涡。
[0067]
图6为本技术一实施例提供的测量紫外发光二极管的紫外线输出量的装置的一种变型方式的结构示意图。可选的，本实施例提供的测量紫外发光二极管的紫外线输出量的装置还包括：用于对紫外发光二极管2进行散热的散热器5。对于大功率且发热量多的紫外发光二极管2，对其测量紫外线输出量时，通过散热器5进行散热。对于低功率且发热量少的紫外发光二极管2，由于载体3是导热的结构，测量紫外发光二极管2的紫外线输出量时，通过载体3对紫外发光二极管2进行散热即可。如此，能实现单个紫外发光二极管2的合理散热，实现测量过程中对紫外发光二极管2的冷却。
[0068]
其中，参考图6，散热器5与载体3接触，具体是散热器5与载体3的第二端32连接，载体3将紫外发光二极管2产生的热量传递至散热器5，由散热器5消除。散热器5可以是：散热导体、风冷散热器、水冷散热器、或者风冷及水冷散热器。其中，散热导体可以是散热铜片51，散热铜片51浸泡在冷却液比如水中，载体3的第二端32与散热铜片51连接，具体可以是载体3的第二端32插入散热铜片51中。
[0069]
图7为本技术的一个实施例提供的紫外线测量装置处于一个工作状态的结构示意图。图8为本技术的一个实施例提供的紫外线测量装置处于另一个工作状态的结构示意图。参考图7和图8，本实施例提供的紫外线测量装置还包括测量光光源6、探头7和光谱仪主体8。
[0070]
测量光光源6用于发出测量光照射水溶液100。在一些实施例中，测量光光源6发出的光含有波长为352nm的光子，或者说测量光光源6为能发出波长为352nm的光子的光源；测量光光源6可以是352nm紫外发光二极管(uv
‑
led)；测量光光源6发出的光的波长与紫外发光二极管2发出的光的波长不同。按照紫外线测量装置的前述工作原理，测量光光源6在水溶液100受紫外发光二极管2照射之前，以及在水溶液100受紫外发光二极管2照射之后，均发出测量光对水溶液100进行照射，用于后续得到化学曝光剂在紫外发光二极管2照射前后的第一吸光度和第二吸光度。
[0071]
在一些实施例中，测量光光源6设置于容器1的下方，具体可以是设置于容器1与漩涡触发装置4之间，比如：通过支撑部件将容器1支撑在漩涡触发装置4之上，容器1与漩涡触发装置4之间存在间隙，测量光光源6则位于该间隙中；其中，容器1的底部的材料为石英玻璃，以便测量光光源6发出的波长为352nm的测量光(紫外线)透过。
[0072]
探头7用于接收透过水溶液100的测量光并产生测量信号。在一些实施例中，探头7为光纤探头，能接收透过水溶液100的测量光，该测量光的波长为352nm；探头7接收测量光后，对测量光进行处理，产生测量信号，该测量信号可以是光信号，也可以是电信号，具体由探头7的结构决定。按照紫外线测量装置的前述工作原理，探头7在水溶液100受紫外发光二极管2照射之前，以及在水溶液100受紫外发光二极管2照射之后，分别接收透过水溶液100的测量光并产生相应的测量信号，比如第一测量信号和第二测量信号。
[0073]
在一些实施例中，探头7与测量光光源6正对设置，以接收测量光光源6发出的测量光；参考图7，具体可以是在容器1的深度方向h，探头7与测量光光源6正对设置，这样便于测量校准；其中，探头7位于容器1设有开口11的一侧，测量光光源6则位于容器1的另一侧，这样，测量光光源6发出的测量光透过容器1的底部照射水溶液100，然后由探头7接收，使得影响计算化学曝光剂的吸光度的因素尽可能少，能提高测量精度以及能进一步便于测量的校准。
[0074]
光谱仪主体8用于接收并处理测量信号。光谱仪主体8接收探头7传输的测量信号，比如通过光纤或者电缆接收探头7传输的测量信号，对该测量信号进行处理，具体是进行光谱分析，可得到波长为352nm的光的光强，进而得到第一吸光度和第二吸光度。
[0075]
根据上述可知，按照紫外线测量装置的前述工作原理，参考图7，测量紫外发光二极管的紫外线输出量时，向容器1中加入含有化学曝光剂的水溶液100，测量光光源6在水溶液100受紫外发光二极管2照射之前，发出波长为352nm的测量光照射水溶液100，探头7接收透过水溶液100的测量光并根据该测量光产生第一测量信号，该第一测量信号传输至光谱仪主体8。光谱仪主体8对第一测量信号进行处理，得到第一吸光度，该第一吸光度是水溶液100中的化学曝光剂在受紫外发光二极管2照射之前的吸光度。然后，参考图8，将固定于载体3的紫外发光二极管2的发光面201朝向容器1中的水溶液100，紫外发光二极管2发出的紫外线照射至水溶液100，由于紫外发光二极管2通过导电引脚23与电极21电连接，并由导电引脚23向非发光面202所在的一侧延伸至与电源连接，避免电极21在发光面201所在的一侧产生焊点对紫外发光二极管2发出的紫外线造成影响，使得紫外发光二极管2的发光面201之上的空间内几乎没有影响紫外线光子传播的障碍物，紫外发光二极管2发出的紫外线光子全部被化学曝光剂捕捉。紫外发光二极管2对水溶液100完成照射之后熄灭，测量光光源6再次发出波长为352nm的测量光照射水溶液100。探头7接收透过水溶液100的测量光并根据该测量光产生第二测量信号，该第二测量信号传输至光谱仪主体8。光谱仪主体8对第二测量信号进行处理，得到第二吸光度，该第二吸光度是水溶液100中的化学曝光剂在受紫外发光二极管2照射之后的吸光度。如前所述，在得到第一吸光度和第二吸光度之后，那么就可以得到紫外发光二极管2的紫外线输出量。如此，在紫外发光二极管2完成照射水溶液100之后就可以立即得到第一吸光度和第二吸光度，无需转移水溶液100，能避免环境因素(比如环境光)和时间对测量结果的影响，能最大限度保证测量的准确性。
[0076]
本技术的实施例提供的测量紫外发光二极管的紫外线输出量的装置能利用化学曝光剂直接且准确地测量到紫外发光二极管2的紫外线输出量。化学曝光剂是以液体测量紫外线的量，根据液体的化学变化直接可知接受到绝对的紫外线的量。这是一种可标定其它紫外线测量仪器的装置，即自身即是标准，无需标准传递，无需朔源，能避免标准传递产生的误差，能最大限度保证测量的准确性，能在较小空间中进行测量。
[0077]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。