專利名稱：檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的檢測器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種紫外光檢測器及其檢測方法，特別指一種檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的檢測器及其方法。
背景技術(shù)：
請參考圖1，圖1為常規(guī)紫外光檢測器10的功能方塊圖。紫外光檢測器10包含有多個濾光片12-18、多個光二極管22、多個放大器24、一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter，ADC)26、一處理電路28、一顯示器30、一重置按鈕32以及一振蕩器34。每一濾光片12-18只容許特定波長的光線通過，以濾出光線中落在某一波段內(nèi)的光線，例如濾光片14只讓波段為UVA的紫外光通過、濾光片16只讓波段為UVB的紫外光通過、濾光片18只讓波段為UVC的紫外光通過。每一光二極管22的特性是相同的，其會因光的照射而產(chǎn)生相對應(yīng)的電壓信號或電流信號，然而因為濾光片12-18的作用，每一光二極管22只會被特定波段的光線照射到。光二極管22因被光照射后所產(chǎn)生的信號會被傳送到對應(yīng)的放大器24來加以放大，放大之后的信號會被到模數(shù)轉(zhuǎn)換器26而轉(zhuǎn)換成能被處理電路28處理的數(shù)字信號。處理電路28會依據(jù)振蕩器34所產(chǎn)生的時鐘信號來處理模數(shù)轉(zhuǎn)換器26所輸出的數(shù)字信號，并依據(jù)所接收到的數(shù)字信號來計算出紫外光在各波段UVA、UVB、UVC的強(qiáng)度，之后再將計算的結(jié)果顯示在顯示器30上。另外，當(dāng)一使用者按觸到重置按鈕32后，檢測器10會被重置而恢復(fù)到初始狀態(tài)。
然而，因常規(guī)的檢測器10須有多個的光二極管22與對應(yīng)數(shù)目的濾光片12-18，因此其制造成本較高，且因每個光二極管22皆須有對應(yīng)的濾光片12-18配合，才能檢測出特定波段的紫外光，故其構(gòu)造及組裝亦較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)較精簡的紫外光強(qiáng)度檢測器，以解決常規(guī)紫外光強(qiáng)度檢測器的問題。
根據(jù)本發(fā)明，公開一種檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的方法。該方法包含有在一預(yù)定時間內(nèi)，利用一紫外光二極管來檢測所欲檢測的紫外光；在該預(yù)定時間內(nèi)，搜集該紫外光二極管因被紫外光照射后所輸入的信號，以求得一紫外光總強(qiáng)度；以及將該紫外光總強(qiáng)度分別乘以每一波段所對應(yīng)的一固定比例，以計算出紫外光在該多個波段的強(qiáng)度。
本發(fā)明另公開一種用來檢測紫外光強(qiáng)度的檢測器，其包含有多個紫外光二極管，用來檢測多個紫外光波段，以產(chǎn)生對應(yīng)的模擬信號，其中每一被檢測的紫外光波段至少與另一被檢測的紫外光波段重疊；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電連接到該多個紫外光二極管，用來將該多個紫外光二極管所產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；以及一微控制器，電連接到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用來控制該檢測器的操作，并依據(jù)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，來求出在該多個紫外光波段的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
本發(fā)明還公開一種檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的方法，該方法包含有在一預(yù)定時間內(nèi)，利用多個紫外光二極管來分別檢測多個紫外光波段，其中每一被檢測的紫外光波段至少與另一被檢測的紫外光波段重疊；在該預(yù)定時間內(nèi)，分別搜集該多個紫外光二極管因被紫外光照射后所輸入的信號，以求得每一被檢測波段的紫外光總強(qiáng)度；依據(jù)該多個被檢測波段的紫外光總強(qiáng)度以及各波段的重疊情形，計算出在該多個紫外光波段的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。


圖1為常規(guī)紫外光檢測器的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例檢測器的功能方塊圖。
圖3為圖2中紫外光二極管所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電壓的關(guān)系圖。
圖4為本發(fā)明第二實施例檢測器的功能方塊圖。
圖5為圖4中紫外光二極管所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電流的關(guān)系圖。
圖6為圖2、圖4檢測器操作時的流程圖。
圖7為本發(fā)明第三實施例檢測器的功能方塊圖。
圖8為本發(fā)明第四實施例檢測器的功能方塊圖。
附圖符號說明10、100、200、400、500檢測器12、14、16、18濾光片22光二極管24、214、508 放大器26、112、212、422、522模數(shù)轉(zhuǎn)換器28處理電路30、106、206、416、516顯示器32、108、208、418、518重置按鈕34、110、210、420、520振蕩器102、202、402、404、406、502、504、506紫外光二極管104、204、414、514微控制器216、510 電流/電壓轉(zhuǎn)換器300-312 流程步驟具體實施方式
請參考圖2，圖2為本發(fā)明第一實施例檢測器100的功能方塊圖。檢測器100包含有一紫外光二極管102、一模數(shù)轉(zhuǎn)換器112、一微控制器104、一顯示器106、一重置按鈕108以及一振蕩器110，且彼此電連接在一起，而電壓或電流信號可在其間傳遞。與常規(guī)檢測器10不同的是，檢測器100并無設(shè)置有任何的濾光片，而紫外光二極管102所檢測的紫外光的波段包含有UVA、UVB以及UVC三個波段。紫外光二極管102會因紫外光的照射而產(chǎn)生相對應(yīng)的電壓信號，而此電壓信號為模擬式的信號，之后會經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換成能被微控制器104處理的數(shù)字信號。當(dāng)微控制器104接收到模數(shù)轉(zhuǎn)換器112所輸出的數(shù)字信號之后，會依據(jù)振蕩器110所產(chǎn)生的時鐘信號來處理所接收到的數(shù)字信號，并依據(jù)所接收到的數(shù)字信號來計算出紫外光在各波段UVA、UVB、UVC的強(qiáng)度，之后再將計算的結(jié)果顯示在顯示器106上。另外，當(dāng)一使用者按觸到重置按鈕108后，檢測器100會被重置而恢復(fù)到一初始狀態(tài)。
當(dāng)使用者啟動檢測器100之后，紫外光二極管102會在一預(yù)定時間內(nèi)檢測所欲檢測的紫外光，而紫外光二極管102在該預(yù)定時間內(nèi)所輸出的信號會先經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換后再由微控制器104搜集起來，以求得在該預(yù)定時間內(nèi)的紫外光總強(qiáng)度。之后，微控制器104會將所求得的紫外光總強(qiáng)度分別乘以每一波段UVA、UVB、UVC所對應(yīng)的一固定比例，以計算出紫外光在上述波段UVA、UVB、UVC的強(qiáng)度，其中上述的固定比率經(jīng)由仔細(xì)估算后記錄在微控制器104的中。舉例來說，若紫外光在各波段UVA、UVB、UVC之間的固定比率為0.2∶0.5∶0.3，而所求得的紫外光總強(qiáng)度等于100mW/cm2的話，則紫外光在各波段UVA、UVB、UVC的強(qiáng)度則會分別為20mW/cm2、50mW/cm2以及30mW/cm2。
需注意的是，因微控制器104依據(jù)固定比例來求出紫外光在不同波段的強(qiáng)度，故檢測器100非常適合用來檢測如日光這種穩(wěn)定的光源。此外，檢測器100的電路結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，故可將其內(nèi)置在不同的裝置(如手機(jī)、手表)的中，以方便使用者可隨時檢測當(dāng)時日光的紫外光強(qiáng)度。
請參考圖3，圖3為紫外光二極管102所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電壓的關(guān)系圖。由圖3可知，紫外光二極管102所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電壓之間有著一對一的關(guān)系，故微控制器104可依據(jù)這樣的關(guān)系來計算出紫外光二極管102所受的紫外光強(qiáng)度。
請參考圖4，圖4為本發(fā)明第二實施例檢測器200的功能方塊圖。相似于檢測器100，檢測器200亦包含有一紫外光二極管202、一模數(shù)轉(zhuǎn)換器212、一顯示器206、一重置按鈕208以及一振蕩器210，且它們的功能與紫外光二極管102、模數(shù)轉(zhuǎn)換器112、顯示器106、重置按鈕108以及振蕩器110非常相似，故不再贅述。由此前的說明可知，檢測器100依據(jù)紫外光二極管102因紫外光照射后所產(chǎn)生的光電壓來檢測出紫外光的強(qiáng)度，然而與檢測器100不同的是，檢測器200則是依據(jù)紫外光二極管202因紫外光照射后所產(chǎn)生的光電流來檢測出紫外光的強(qiáng)度。檢測器200還包含有一放大器214，紫外光二極管所輸出的電流信號會經(jīng)放大器214放大后傳送到電流/電壓轉(zhuǎn)換器216，電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號后傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器212，之后模數(shù)轉(zhuǎn)換器212會將放大后的電流信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號交由微控制器204處理。請參考圖5，圖5為紫外光二極管202所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電流的關(guān)系圖。由圖5可知，紫外光二極管202所受的紫外光強(qiáng)度與其所輸出的光電流之間有著一對一的關(guān)系，故微控制器204可依據(jù)這樣的關(guān)系，通過將總紫外光強(qiáng)度乘以固定比率，來計算出紫外光二極管202在各個紫外光波段UVA、UVB、UVC所受的紫外光強(qiáng)度。此外，與檢測器100一樣，檢測器200亦非常適合用來檢測如日光這種穩(wěn)定的光源的紫外線強(qiáng)度。
請參考圖6，圖6為圖2、圖4檢測器100、200操作時的流程圖，其流程包含有以下步驟步驟300打開電源，以啟動檢測器100或200；步驟302紫外光二極管102或202接受紫外光照射；步驟304紫外光二極管102或202產(chǎn)生光電壓或光電流；步驟306模數(shù)轉(zhuǎn)換器112或212將光電壓或光電流的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，而檢測器200的紫外光二極管202所輸出的光電流模擬信號則需先經(jīng)放大器214放大；步驟308微控制器104或204接收數(shù)字信號，開在設(shè)定的間隔時間內(nèi)搜集所輸入的信號，并在間隔時間結(jié)束后，將紫外光二極管102或202的兩極接地短路，來平衡紫外光二極管102或202內(nèi)的電荷，而如此一來，當(dāng)檢測器100或200再次啟動時，其檢測結(jié)果不會因上次的檢測而受到影響；步驟310微控制器104或204經(jīng)由方程式計算出間隔時間內(nèi)的紫外線強(qiáng)度(即依據(jù)上述固定比例計算)，并連結(jié)內(nèi)建記憶體相關(guān)的訊息，與持續(xù)計算紫外線累積量，而將所有資訊傳至顯示器106或206；以及步驟312顯示器106或206顯示出紫外線強(qiáng)度、相關(guān)建議訊息與紫外線累積量；之后繼續(xù)執(zhí)行步驟302，直到檢測器100或200關(guān)閉為止。
請參考圖7，圖7為本發(fā)明第三實施例檢測器400的功能方塊圖。檢測器400的功能與檢測器100相似，亦是通過紫外光二極管在受紫外光照射后所產(chǎn)生的光電壓來檢測紫外光強(qiáng)度，其亦包含有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器422、一顯示器416、一重置按鈕418以及一振蕩器420，而它們功能與檢測器100中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器112、顯示器106、重置按鈕108以及振蕩器110非常相似，故不再贅述。與檢測器100最大的不同點在于，檢測器400包含有多個用來檢測不同紫外光波段的紫外光二極管402、404、406，而其微控制器414計算紫外光在不同波段的強(qiáng)度的方式亦與微控制器104的計算方式有所不同。紫外光二極管402、404、406皆會因被紫外光照射而產(chǎn)生相對的光電壓，然而因紫外光二極管402、404、406由不同的材料制成，故其可檢測的波段會有所不同，以本實施例為例，紫外光二極管402可檢測的波段為UVA、UVB及UVC，紫外光二極管404可檢測的波段為UVA及UVB，而紫外光二極管406則只能檢測到波段為UVA的紫外光，故三個紫外光二極管402-406可檢測的波段具有重疊的波段UVA，而兩紫外光二極管402、404可檢測的波段則具有另一重疊的波段(UVA+UVB)。當(dāng)微控制器414在計算紫外光在各波段UVA、UVB、UVC的強(qiáng)度時，先依據(jù)紫外光二極管406所輸出的光電壓信號，來求得在波段UVA內(nèi)的紫外光強(qiáng)度，之后再依據(jù)紫外光二極管404所出的光電壓信號求得在波段UVA及UVB的紫外光的總強(qiáng)度，而將在波段UVA及UVB的紫外光總強(qiáng)度減去在波段UVA的紫外光強(qiáng)度，即可求得紫外光在波段UVB的強(qiáng)度。同理，紫外光在波段UVC的強(qiáng)度亦可依據(jù)兩紫外光二極管402、404所輸出的光電壓信號來求得。與常規(guī)檢測器10不同的處，檢測器400除了少了濾光片的設(shè)置的外，檢測器400的每個紫外光二極管402-406由不同的材料制造而成，且其所能檢測的紫外光波段會有重疊的部分，而依據(jù)所輸出的信號，即可求得各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
與檢測器100、200相較，檢測器400并不是依據(jù)固定比例來求出紫外光在不同波段的強(qiáng)度，而是根據(jù)各個紫外光二極管402-406所輸出的信號來計算出紫外光在不同波段的強(qiáng)度，因此檢測器400的使用場合并不限于在檢測穩(wěn)定光源(如日光)的紫外光強(qiáng)度，而可在較多的場合使用。
請參考圖8，圖8為本發(fā)明第四實施例檢測器500的功能方塊圖。檢測器500的功能與檢測器400相似，其亦包含有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器522、一顯示器516、一重置按鈕518以及一振蕩器520，而它們功能與檢測器400中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器412、顯示器406、重置按鈕408以及振蕩器410非常相似，故不再贅述。與檢測器400最大的不同點在于，檢測器500依據(jù)其多個紫外光二極管502、504、506因被紫外光照射而所產(chǎn)生的光電流，來判別紫外光在各波段的強(qiáng)度。紫外光二極管502、504、506由不同的材料制成，其可檢測的波段有所不同，以本實施例為例，紫外光二極管502可檢測的波段為UVA、UVB及UVC，紫外光二極管504可檢測的波段為UVA及UVB，而紫外光二極管506則只能檢測到波段為UVA的紫外光，故三個紫外光二極管502-506可檢測的波段具有重疊的波段UVA，而兩紫外光二極管502、504可檢測的波段則具有另一重疊的波段(UVA+UVB)。每一紫外光二極管502-506所輸出的電流信號會分別經(jīng)由一放大器508放大后傳送到一電流/電壓轉(zhuǎn)換器510，而電流信號被轉(zhuǎn)成電壓信號后會傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器522，之后模數(shù)轉(zhuǎn)換器522會將放大后的電流信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號交由微控制器514處理。與圖7的微控制器414相同地，檢測器500的微控制器514通過判斷紫外光二極管502-506的紫外光波段的重疊部分，來求得各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
與在常規(guī)的紫外光強(qiáng)度檢測器相比較，本發(fā)明的紫外光強(qiáng)度檢測器可通過單一個紫外光二極管即可求得一穩(wěn)定光源的紫外光在各波段的強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)更為簡單而實用。另外，本發(fā)明所公開的檢測紫外光強(qiáng)度的方法，亦可通過不同材料的紫外光二極管，來求出其重疊波段的紫外光強(qiáng)度，其應(yīng)用亦非常廣泛。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所進(jìn)行的等效變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的方法，其特征在于，該方法包含有在一預(yù)定時間內(nèi)，利用一紫外光二極管來檢測所欲檢測的紫外光；在該預(yù)定時間內(nèi)，搜集該紫外光二極管因被紫外光照射后所輸入的信號，以求得一紫外光總強(qiáng)度；以及將該紫外光總強(qiáng)度分別乘以每一波段所對應(yīng)的一固定比例，以計算出紫外光在該多個波段的強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含有在該預(yù)定時間結(jié)束后，將該紫外光二極管的兩極接地。
3.一種檢測紫外光在多個波段的強(qiáng)度的方法，其特征在于，該方法包含有在一預(yù)定時間內(nèi)，利用多個紫外光二極管來分別檢測多個紫外光波段，其中每一被檢測的紫外光波段至少與另一被檢測的紫外光波段重疊；在該預(yù)定時間內(nèi)，分別搜集該多個紫外光二極管因被紫外光照射后所輸入的信號，以求得每一被檢測波段的紫外光總強(qiáng)度；依據(jù)該多個被檢測波段的紫外光總強(qiáng)度以及各波段的重疊情形，計算出在該多個紫外光波段的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包含有在該預(yù)定時間結(jié)束后，將該紫外光二極管的兩極接地。
5.一種檢測器，用來檢測紫外光強(qiáng)度，其特征在于，該檢測器包含有多個紫外光二極管，用來檢測多個紫外光波段，以產(chǎn)生對應(yīng)的模擬信號，其中每一被檢測的紫外光波段至少與另一被檢測的紫外光波段重疊；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電連接到該多個紫外光二極管，用來將該多個紫外光二極管所產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；以及一微控制器，電連接到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用來控制該檢測器的操作，以及依據(jù)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，來求出在該多個紫外光波段的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求5所述的檢測器，其特征在于，還包含有一顯示器，電連接到該微控制器，用來顯示該微控制器所求出的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求5所述的檢測器，其特征在于，還包含有一振蕩器，電連接到該微控制器，用來產(chǎn)生一時鐘信號，而該微控制器會依據(jù)該時鐘信號操作。
全文摘要
一種檢測紫外光強(qiáng)度的檢測器及其方法。該檢測器包含有多個用來檢測多個紫外光波段的紫外光二極管、一用來將該多個紫外光二極管所產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及一用來控制該檢測器操作的微控制器。其中每一被檢測的紫外光波段至少與另一被檢測的紫外光波段重疊，而該微控制器會依據(jù)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，來求出在該多個紫外光波段的各重疊波段的紫外光強(qiáng)度。
文檔編號G01J1/44GK1755337SQ20041008268
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者鄒尚志, 張志清 申請人:凱鼎科技股份有限公司