旭化成 深紫外发光二极管 OPTAN UVC LED

旭化成 深紫外发光二极管 OPTAN UVC LED

应用关键词 ： 环境监测 生化分析  

旭化成 深紫外发光二极管 OPTAN UVC LED可广泛应用于空气质量、水和废水质量监测和危险物质的检测。

环境监测仪器的发展产生了下列新的需求

Ø实时监控，快速响应。

Ø对远程操作的维护和校准要求较低的仪器。

Ø小型化传感器，低功耗要求，便于安装和现场监测。

传统上，吸收和荧光光谱仪器已经利用了诸如氙、汞或氘等广谱灯，因为它们能在多个波长范围内产生足够的光。然而，为了满足不同行业发展需求的仪器，采用替代光源(如led)至关重要。AKM的UVCLED有几个属性，使它们成为*的选择。

用于环境监测的高性能UVC LED

AKM在250-280nm波长使用专有的氮化铝基板和*的LED制造技术制造高性能的UVC LED。我们的LED比其他UVC LED提供更高的光输出和更长的寿命，使它们成为环境监测中新兴光谱应用的理想选择。

Ø强大的光输出。

Ø随着时间的推移，保持较好的光输出。

Ø优良的光谱质量。

Ø高驱动电流。

光谱学的单峰效益

在任何单一的光谱应用中，离散波长的光对于测量是有用的，并且滤光片通常用于截止来自广谱紫外灯的任何不想要的波长。这种方法可以减少所有波长的强度，包括所需波长。

此外，将滤光片添加到光路中增加了设计成本。

与广谱、复杂的紫外灯的光谱不同，深紫外光(UVC)的LED有简单的光谱——一个具有窄光谱带宽的单峰。LED光源的单色光源通过滤波避免光线损失。AKM的LED允许用户选择与目标分子的特定吸收峰相匹配的波长或光谱应用中荧光物质的特定激发波长。

LED驱动电子设备的简单性使操作更容易

LED为传统的紫外光源提供低电压、低直流电流的选择。LED具有相对便宜的驱动器，其寿命超过几十万小时，并且能够在其整个寿命期间向LED提供所需的电流输入。

相比之下，传统的紫外光源需要更高的电压来增加光输出，并且对电源和辅助电子器件有更复杂的要求。这对安全性、成本、热管理和易操作性都有影响。这种LED电子器件的简单性使产品设计更紧凑，并为特定的应用提供了产品进化或调整的选择。

光输出稳定性对测量精度和可靠性的影响

光输出的稳定性对于保证低基线噪声和提高吸收测量的检测至关重要。LED是一种稳定的光源，不受这些机制的干扰，从而导致其他传统UVC光源的波动。LED的光输出稳定性主要受结温的影响，可以通过一系列简单的热管理技术来维持。

即时开启/关闭功能提高和支持应用

与基于灯丝或弧光的UV灯不同，LED一旦开启就在一微秒内达到其规定亮度，并且在关闭时不具有延长的发光。这一即时的开关会在运行时产生能量的保护，LED光源的更换周期也会更长。

应用

臭氧监测

地面臭氧是常见的空气污染物之一，它是由氮氧化物和挥发性有机化合物在阳光照射下产生的化学反应产生的。考虑到它所带来的广泛的健康危害，目前的EPA臭氧标准设定为十亿分之一 (ppb)，这凸显了在该地区监测地面臭氧的关键需要。

在255和280 nm处吸收紫外光可以量化空气中的臭氧量。

AKM的UVC LED为臭氧监测应用提供几个优势

Ø光输出的稳定性可以获得更准确的结果。

Ø高光能比传统的紫外光灯提供更短的光程长度，提供快速的测量。

Ø长寿命，低工作电压和小的形状因子，可用于移动和手持设备。

生物气胶检测

含有有害细菌或细菌孢子的生物气溶胶(如炭疽杆菌、肉毒杆菌)对健康是极其有害的。这些细菌中的氨基酸使其在UVC波长下荧光，使UVC荧光光谱对生物制剂检测和预警系统有用。

AKM的UVC LED让生物气溶胶探测系统使用更佳。

Ø减小尺寸、重量和功耗，使手持设备得以实现。

Ø即时开启/关闭提供快速测量。

Ø低成本的所有权降低了系统成本。

水中油监测

工业设施依赖于对水和废水中的石油和其他碳氢化合物进行快速可靠的监测，用于泄漏检测、污染防范和环境排放达标。在水中发现石油碳氢化合物可以识别换热器的故障。使用光谱测量的快速检漏可以节省数千美元的操作和维护费用。紫外荧光法用于监测石油和碳氢化合物，因为这些物质中的芳香成分在紫外光下荧光。

AKM的UVC LED在UV荧光测量中有许多优势

Ø窄波长的选择性，有针对性的测量。

Ø占地小，方便内联监测水质。

Ø高亮度输出，用于跟踪检测ppb级浓度。

有色溶解有机质（CDOM）监测

CDOM是在海洋(和湖泊、小溪等)中被溶解的有机物质的一个子集，它具有旋光性。高浓度的CDOM影响水生植物、珊瑚礁和水生系统的生物活性。在250和280 nm的UV荧光测量仪监测海洋和淡水系统中的CDOM，以保护这些敏感的，通常是偏远的生态系统。

AKM的UVC LED对你的CDOM监测需求有很多好处

Ø实时监控能够及时发现并适当响应节约成本和保护环境。

Ø长寿命和简单的LED电子器件使免维护，连续，远程操作成为可能。

水和废水监测

快速检测水质变化对供水系统至关重要，以确保环境保护和消费者健康。废水处理工厂监测废水的水质，以评估处理过程的效果，并遵守对处理水排放的监管要求。

水处理厂监测有机质，因为过度积累会导致微生物生长和影响水质。紫外分光光度法对水中有机物含量进行定量分析。通过连续的光谱测量，而不是用采集样本进行间歇的化学测试，用户可以收集过程信息，检测水质问题，并实时进行需要的过程变化。

用于测量水的参数通常包括紫外线吸收剂(UV254)、总有机碳(TOC)、生物需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)。地方、州和联邦法规通常要求对一个或多个参数进行监测，以满足环境、健康或安全的原因。

AKM的UVC LED为水监测应用提供几个优势

Ø我们的LED高光谱质量，提供了广泛的测量线性。

Ø无汞制造，提高环境保护设计的能源效率。

Ø寿命长，紫外线光源低维护，以降低成本。

型号规格

常用波长范围适合应用

典型辐射图

带球形透镜的Optan LED的标称视场角为15°。

典型的电气特性

在100 mA的工作电流下，典型的正向电压小于10V。

电流的典型光谱特性

下图说明了随着电流变化的频谱特性的稳定性。随着驱动电流从20mA到100mA的变化，通常在峰值波长中没有观察到偏移。

电流的典型光输出特性

下图显示了光输出随正向电流的典型变化。将光输出数据归一化为100mA时的光输出。

温度范围内的典型光谱特征

下图显示了光谱特性随温度变化的稳定性。随着温度从20°C到60°C的变化，峰值波长通常不会发生变化。

温度范围内的典型光输出特性

输出功率对结温非常敏感，因此建议采用适当的热管理技术来控制结温。较低的结温将确保LED的良好性能和使用寿命。下图显示了结温升高时光功率的变化。温度升高10°C时，典型的光输出下降5％。

推荐操作

AKM LED应在低于100mA的电流下运行并安装在散热器上，以使外壳温度保持在55°C以下。请参考AKM散热管理说明AN010，以获取有关散热片的建议。电路应设计为恒定电流。

机械尺寸

Optan包装包括带铜芯的插头和焊接到插头以提供密封的可伐帽。盖子包含一个熔融石英球透镜，可提供15°的标称视角。

所有尺寸均以毫米为单位。除非另有说明，否则所有尺寸的公差均为±0.05 mm。

推荐的焊接指南

1.在组件放置期间，LED引线的间距应与PCB上安装孔的间距匹配。

2.烙铁头切勿接触镜头。

3.推荐的焊接方式如图1所示。此外，请确保插头中的中心铜芯已通过导热膏或油脂热连接到板上。应使用散热片，以在100 mA的向前电流下将LED的外壳温度保持在55°C以下。请参阅AKM散热管理说明AN003，以获取有关散热片的建议。

4.焊接后，在产品回到环境温度之前，避免施加外力，压力和过度振动。

推荐的焊接条件

熔化的焊料侧面与LED底部之间的距离应为3 mm或更长。

推荐清洁方法

建议使用异丙醇进行清洁，也可以使用丙醇和乙醇。

请勿将超声波清洁器与AKM LED一起使用。

请勿使用丙酮或三氯乙烯清洁AKM LED。

只要在这些条件下焊接LED，就可以防止LED出现问题，例如光输出减少，开路或短路。

眼部安全指南

在操作过程中，LED发出高强度的紫外线（UV），对皮肤和眼睛有害。紫外线对皮肤有害，并可能导致癌症。LED运行时，避免暴露在紫外线下。须采取保护措施，避免在不使用紫外线防护眼镜的情况下直视紫外线。当LED运行时，请勿直视LED的前部或LED的透镜。

符合RoHS

本产品中对环境敏感的，长期性生物毒性（PBT），长期性有机污染物（POP）或其他受限制物质的水平低于此类物质允许的z大浓度值（也称为阈值限制），或已使用根据欧盟指令2015/863（关于限制在电气和电子设备（RoHS）中使用某些有害物质）的豁免申请，于2019年7月22日生效。

操作注意事项

LED对静电敏感。处理时，需要适当的ESD保护，包括：

Ø避免静电

Ø使用接地的腕带，无静电鞋，衣服和地板

Ø接地的工作站和工具

Ø在使用UV LED的产品/系统上附加以下警告标签：