北京丰通丰创光电科技有限责任公司

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紫外光源比较


   光谱仪器的发展,要求低成本、小尺寸、高可靠性、低功耗、操作简单的光源。

   1、传统紫外光源稳定性:(数据来源滨松)
      L2D2氘灯:0.005%
      真空深紫外氘灯:0.05%
      氙灯:1%
      水银氙灯:2%
      脉冲氙灯:3%
      空心阴极灯:5%-20%
      D2氘灯的特点,使用寿命长、出光功率大、预热时间30分钟(浪费灯的使用寿命)、需要外置稳定电源。
      UVC紫外LED可以提供比D2氘灯更好的光学稳定性、出光功率、使用寿命、无需预热、发热量小(可测量热敏样品)、尺寸小、成本低、可提供指定的波长。根据不同的使用条件,紫外LED的使用寿命可以达到3000小时至8000小时。

   2、HPLC高性能液相色谱仪成本分析:
   假设仪器使用固定波长探测器,样品探测需要2个波长,即2个深紫外LED。假定光电仪器在典型的实验室环境中使用,每天使用4小时测量样品,每天开启12小时,每年工作52周。因为预热时间的原因,氘灯需要持续运转,而LED只需要使用时打开。

 

高端氘灯

UVC深紫外LED

仪器成本

 

 

$400

$600

插座

$100

0

单色仪

$950

0

电源

$1,450

$50

分束镜

$200

$200

探测器

$5

$5

热密封

$900

0

合计

$4,005

$855

运行和维护成本(5年)

耗电

$6

$2

更换灯

$1,600(每年400美元)

0

总计

$1,606

$2


   3、臭氧监测成本分析

   臭氧监测需要使用紫外吸收光谱仪测量。大气污染物测量、半导体清洗、水净化、机动车、工厂烟囱等需要监测臭氧含量。臭氧测量需要使用254nm。
   环保局关于臭氧的标准为75ppb(十亿分之一)。UVC紫外LED可以制成手持式、远程控制、小尺寸的仪器,支持电池和太阳能供电,和水银灯相比,可减少尺寸60%。UVC紫外LED无有毒废弃物,而水银灯有。高稳定性的光源,对于时序测量,可以测量更低浓度的臭氧。
   假设仪器使用固定波长探测器,样品探测需要1个波长,即255nm深紫外LED。假定紫外吸收光谱仪实时监控,每天测量24小时,每年工作52周,LED工作在10%占空比。因为预热时间、开关减少使用寿命的原因,水银灯持续运转,而LED只需要使用时打开。

 

 

11W水银灯

UVC深紫外LED

仪器成本

 

 

$25

$300

滤光片

$350

0

电源

$50

$50

探测器

$5

$5

热密封

$150

0

合计

$580

$355

运行和维护成本(5年)

耗电

$58

$1

更换灯

$100(每年25美元)

0

回收灯

$25

0

总计

$183

$1

 

   4、水质监控跟踪
   使用紫外光度计,定量测量水质中的有机污染物。
   比较脉冲氙灯,和双波长LED(255nm和任意指定波长)。假定实时测量,占空比1%,重复频率10Hz。
   使用紫外LED,可降低成本40%-80%。

 

35W脉冲氙灯

UVC深紫外LED

仪器成本

 

 

$447

$600

插座

$100

0

电源

$750

$50

分束镜

$200

$200

探测器

$2,000

$5

合计

$3,497

$855

运行和维护成本(5年)

耗电

$31

$2

更换灯

$447(1E9脉冲)

0

总计

$478

$2

  

 

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