Вимірювач потужності ультрафіолетового випромінювання

Ievhenii Vitaliiovych Arshan; Roman Ivanovych Bondarenko; Oleksandr Oleksandrovych Kalachnyk; O. B. Sidniev; Tetiana V. Semikina

doi:10.20535/2523-4455.mea.199843

Т. 25 · № 2 · 2020 сер 31, 2020 Електронні системи та сигнали

Вимірювач потужності ультрафіолетового випромінювання

Ievhenii Vitaliiovych Arshan Відповідальний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Roman Ivanovych Bondarenko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Oleksandr Oleksandrovych Kalachnyk Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

O. B. Sidniev Інститут фізики напівпровідників ім. В. Лашкарьова НАНУ Україна

Tetiana V. Semikina Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Сторінки44-49 Опублікованосер 31, 2020

PDF

ТОМ 25 · № 2 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

В роботі представлено етапи розробки пристрою для виміру потужності ультрафіолетового (УФ) випромінювання. В якості первинного перетворювача пропонується розроблений авторами фотодіод на основі поверхнево-бар'єрної структури p-Cu 1.8 S/n-CdS з фоточутливою складовою на основі сульфіду кадмію CdS. Наведено етапи розробки схеми підсилювача для обраного фотодіоду. В якості аналога розглядалась схема підсилювача UV Sensor V2 на основі GUVA-S12SD. Представлено оригінальну схему підсилювача, яка має наступні переваги: однополюсне живлення; менша різниця потенціалів між входом і виходом у порівнянні з аналогом; змінний коефіцієнт підсилення. Виконано розрахунок номіналів компонент схеми. Для обробки сигналу з підсилювача обрано аналого-цифровий перетворювач АЦП К1108ПВ1А та надано його технічні характеристики. Запропонована блок-схема пристрою: фотодіод, підсилювач вхідного сигналу, АЦП, мікроконтролер.

Ключові слова

#ультрафіолетове випромінювання #кадмій сульфід #фотодіод #підсилювач

Посилання

P. O. of the E. Union, Advances in solar ultraviolet spectroradiometry. Publications Office of the European Union, 1997, ISBN: 92-828-0990-0.
V. D. Ryzhikov et al., “A Portable Meter of the Ultraviolet Radiation in Biologically Active Ranges of Solar Radiation Based on the ZnSe Semiconductor,” Telecommun. Radio Eng., vol. 55, no. 5, p. 9, 2001, DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v55.i5.130.
T. V. Blank and Y. A. Gol’dberg, “Semiconductor photoelectric converters for the ultraviolet region of the spectrum,” Semiconductors, vol. 37, no. 9, pp. 999–1030, Sep. 2003, DOI: 10.1134/1.1610111.
R. Anaeva, A. Berkeliev, and E. Al., “UF-fotopriemnik na osnove poverkhnostno-bar`ernoj struktury` Ga1-xAlxP (Xs = 0,5 + 0,1) [UV photodetector based on the Ga1-xAlxP surface-barrier structure (Xs = 0.5 + 0.1)],” FTP, vol. 15, no. 6, pp. 1122–1125, 1981.
S. Y. Pavelets, Y. N. Bobrenko, T. V. Semikina, B. S. Atdaev, G. I. Sheremetova, and M. V. Yaroshenko, “Ultraviolet Sensors Based on ZnxCd1 – xS Solid Solutions,” Ukr. J. Phys., vol. 64, no. 4, p. 308, May 2019, DOI: 10.15407/ujpe64.4.308.
S. Y. Pavelets, Y. N. Bobrenko, T. V. Semikina, G. I. Sheremetova, and M. V. Yaroshenko, “Photovoltaic converters of ultraviolet radiation with graded-gap layers based on CdxZn1-xS solid solutions,” Optoelectron. Semicond. Technol., vol. 49, pp. 69–73, 2014, URL: http://isp.kiev.ua/images/Page_Image/Jornals/opt/vol49/opt49_69.pdf .
Y. Bobrenko, “Thin-film solar converters based on the p-Cu1.8S/n-CdTe surface-barrier structure,” Semicond. physics, quantum Electron. Optoelectron., vol. 18, no. 1, pp. 101–105, Mar. 2015, DOI: 10.15407/spqeo18.01.101.
Y. N. Bobrenko, S. Y. Pavelets, A. M. Pavelets, T. V. Semikina, and N. V. Yaroshenko, “Surface-barrier photoconverters with graded-gap layers in the space-charge region,” Semiconductors, vol. 49, no. 4, pp. 519–523, Apr. 2015, DOI: 10.1134/S1063782615040089.
S. Y. Pavelets, “Effective polycrystalline sensor of ultraviolet radiation,” Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron., vol. 20, no. 3, pp. 335–339, Oct. 2017, DOI: 10.15407/spqeo20.03.335.
V. Dorogan, T. Vieru, M. Manole, R. Savastru, and T. Zisu, “Ultraviolet radiation sensors on the basis of semiconductors,” 2001, p. 858, DOI: 10.1117/12.432818.
V. D. Ryzhikov et al., “Professional and household dosimeters for UV biologically active ranges of solar radiation on the basis of ZnSe semiconductor-metal nanostructures,” 2010, p. 77151Q, DOI: 10.1117/12.853665.
V. K. Butenko, Y. G. Dobrovolsky, B. G. Shabashkevich, and V. G. Yuriev, “Dosimeters for energy illumination of ultraviolet radiation of the Tensor type,” Technol. Des. Electron. Equip., no. 5, pp. 43–45, 2006.
W. Peng, Y. He, C. Wen, and K. Ma, “Surface acoustic wave ultraviolet detector based on zinc oxide nanowire sensing layer,” Sensors Actuators A Phys., vol. 184, pp. 34–40, Sep. 2012, DOI: 10.1016/j.sna.2012.06.017.
V. Chivukula, D. Ciplys, M. Shur, and P. Dutta, “ZnO nanoparticle surface acoustic wave UV sensor,” Appl. Phys. Lett., vol. 96, no. 23, p. 233512, Jun. 2010, DOI: 10.1063/1.3447932.
W.-C. Tsai, H. Kao, K.-H. Liao, Y.-H. Liu, T.-P. Lin, and E. S. Jeng, “Room temperature fabrication of ZnO/ST-cut quartz SAW UV photodetector with small temperature coefficient,” Opt. Express, vol. 23, no. 3, p. 2187, Feb. 2015, DOI: 10.1364/OE.23.002187.
S. Kumar, G.-H. Kim, K. Sreenivas, and R. P. Tandon, “ZnO based surface acoustic wave ultraviolet photo sensor,” J. Electroceramics, vol. 22, no. 1–3, pp. 198–202, Feb. 2009, DOI: 10.1007/s10832-007-9409-7.
W. Wen-Bo et al., “Transparent ZnO/glass surface acoustic wave based high performance ultraviolet light sensors*,” Chinese Phys. B, vol. 24, no. 5, p. 057701, 2015, URL: http://cpb.iphy.ac.cn/article/2015/cpb_24_5_057701.html .
A. I. Sidorov, Sensory photonics. Textbook. St. Petersburg: University, ITMO, 2019.
V. D. Dubrovin, A. I. Ignatiev, N. V. Nikonorov, A. I. Sidorov, T. A. Shakhverdov, and D. S. Agafonova, “Luminescence of silver molecular clusters in photo-thermo-refractive glasses,” Opt. Mater. (Amst)., vol. 36, no. 4, pp. 753–759, Feb. 2014, DOI: 10.1016/j.optmat.2013.11.018.
pcs UV Photodiode 220 to 370nm Ultraviolet Metal Shell Photodiode: Amazon.com: Industrial & Scientific.” [Online]. Available: https://www.amazon.com/Photodiode-370nm-Ultraviolet-Metal-Shell/dp/B07VVHPNFX .
“SiC UV Photodiodes | sglux.” [Online]. Available: https://sglux.de/en/product-category/sic-uv-photodiodes/ .
“Genuv.” [Online]. Available: http://www.geni-uv.com/ .
“Ultraviolet/Extreme Ultraviolet (UV/EUV) Photodiodes: SXUV 100.” [Online]. Available: https://www.photonicsonline.com/doc/ultravioletextreme-ultraviolet-uveuv-0001 .
“Analog UV Sensor V2.” [Online]. Available: https://www.trossenrobotics.com/analog-uv-sensor-v2.aspx .
“Sprint-Layout.” [Online]. Available: https://cxem.net/software/sprint_layout.php .
“AD45048.” [Online]. Available: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD45048.pdf .
“1108pv1.” [Online]. Available: https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/1108pv1.pdf .

Попередня у випуску Методи розрахунку звукоізоляції багатошарових конструкцій Наступна у випуску Аналіз процесу перетворювача постійної напруги, що встановився заснований на розширенні рівнянь

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація

с. 362283.1-362283.7

10.20535/2523-4455.mea.362283

Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій

Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна

Стаття присвячена розробці комплексного методу виділення фетального електрокардіосигналу (ФЕКГ) з неінвазивних абдомінальних записів та подальшої автоматизованої…

#абдомінальні електрокардіограми #фетальна електрокардіограма #аритмія #сліпе розділення джерел

с. 356487.1-356487.11

10.20535/2523-4455.mea.356487

Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен

У цій статті розглядається критична проблема погіршення якості електроенергії в сучасних енергосистемах, спричинена поширенням нелінійних навантажень. Такі навантаження…

#фільтр-компенсаційний перетворювач #трифазна трипровідна мережа #якість електроенергії #повне гармонійне спотворення

с. 361138.1-361138.6

10.20535/2523-4455.mea.361138

Схожі статті

Andrii Volodymyrovych Osinsky, Andrii Volodymyrovych Diahiliev, Oleksandr Vasylovych Borysov, Nataliia Mykolaivna Liakhova, Marat Serhiiovych Onachenko, Nina Olehivna Sukhovii, Ihor Vitaliiovych Masol, Volodymyr Ivanovych Osinsky, Рекордна ефективність сонячних батарей на варізонних трінітрідах квантових енесторів-зоністорів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Oleksandr Ivanovych Drozdenko, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Випромінювання максимальної акустичної потужності системами гідроакустичних циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів з окружною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Mikhail O. Bezuglyi, Natalia V. Bezuglaya, Andrii V. Nahornyi, Контроль оптичного просвітлення шкіри людини методом еліпсоїдальних рефлекторів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Механічні поля циліндричного п’єзокерамічного випромінювача силової конструкції в присутності акустичного екрана , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 6 (2017)
Sergey M. Osinov, Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Boris Ivanovych Lupyna, Olexandr Vasylovych Borisov, Моделювання багатофункціанального терморезистивного перетворювача, що використовує технологію теплообміну , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Дмитро О. Вербіцький, Андрій О. Воронько, Дослідження динамічного діапазону кремнієвих фотодіодів для застосування в оптичній пірометрії , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 28 № 3 (2023): до 125-річчя КПІ ім. Ігоря Сікорського
Kateryna Andriivna Shyshkova, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Випромінювання звуку циліндричним п’єзокерамічним перетворювачем з радіальною поляризацією і жорстким екраном , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 4 (2019)
Андрій М. Божук, Сергій Ростиславович Михайлов, Олександр Р. Трофименко, Застосування Монте-Карло коду Serpent для моделювання системи неруйнівного контролю на основі зворотно розсіяного рентгенівського випромінювання , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 26 № 3 (2021)

1-10 з 14 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] P. O. of the E. Union, Advances in solar ultraviolet spectroradiometry. Publications Office of the European Union, 1997, ISBN: 92-828-0990-0.

[2] V. D. Ryzhikov et al., “A Portable Meter of the Ultraviolet Radiation in Biologically Active Ranges of Solar Radiation Based on the ZnSe Semiconductor,” Telecommun. Radio Eng., vol. 55, no. 5, p. 9, 2001, DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v55.i5.130.

[3] T. V. Blank and Y. A. Gol’dberg, “Semiconductor photoelectric converters for the ultraviolet region of the spectrum,” Semiconductors, vol. 37, no. 9, pp. 999–1030, Sep. 2003, DOI: 10.1134/1.1610111.

[4] R. Anaeva, A. Berkeliev, and E. Al., “UF-fotopriemnik na osnove poverkhnostno-bar`ernoj struktury` Ga1-xAlxP (Xs = 0,5 + 0,1) [UV photodetector based on the Ga1-xAlxP surface-barrier structure (Xs = 0.5 + 0.1)],” FTP, vol. 15, no. 6, pp. 1122–1125, 1981.

[5] S. Y. Pavelets, Y. N. Bobrenko, T. V. Semikina, B. S. Atdaev, G. I. Sheremetova, and M. V. Yaroshenko, “Ultraviolet Sensors Based on ZnxCd1 – xS Solid Solutions,” Ukr. J. Phys., vol. 64, no. 4, p. 308, May 2019, DOI: 10.15407/ujpe64.4.308.

[6] S. Y. Pavelets, Y. N. Bobrenko, T. V. Semikina, G. I. Sheremetova, and M. V. Yaroshenko, “Photovoltaic converters of ultraviolet radiation with graded-gap layers based on CdxZn1-xS solid solutions,” Optoelectron. Semicond. Technol., vol. 49, pp. 69–73, 2014, URL: http://isp.kiev.ua/images/Page_Image/Jornals/opt/vol49/opt49_69.pdf .

[7] Y. Bobrenko, “Thin-film solar converters based on the p-Cu1.8S/n-CdTe surface-barrier structure,” Semicond. physics, quantum Electron. Optoelectron., vol. 18, no. 1, pp. 101–105, Mar. 2015, DOI: 10.15407/spqeo18.01.101.

[8] Y. N. Bobrenko, S. Y. Pavelets, A. M. Pavelets, T. V. Semikina, and N. V. Yaroshenko, “Surface-barrier photoconverters with graded-gap layers in the space-charge region,” Semiconductors, vol. 49, no. 4, pp. 519–523, Apr. 2015, DOI: 10.1134/S1063782615040089.

[9] S. Y. Pavelets, “Effective polycrystalline sensor of ultraviolet radiation,” Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron., vol. 20, no. 3, pp. 335–339, Oct. 2017, DOI: 10.15407/spqeo20.03.335.

[10] V. Dorogan, T. Vieru, M. Manole, R. Savastru, and T. Zisu, “Ultraviolet radiation sensors on the basis of semiconductors,” 2001, p. 858, DOI: 10.1117/12.432818.

[11] V. D. Ryzhikov et al., “Professional and household dosimeters for UV biologically active ranges of solar radiation on the basis of ZnSe semiconductor-metal nanostructures,” 2010, p. 77151Q, DOI: 10.1117/12.853665.

[12] V. K. Butenko, Y. G. Dobrovolsky, B. G. Shabashkevich, and V. G. Yuriev, “Dosimeters for energy illumination of ultraviolet radiation of the Tensor type,” Technol. Des. Electron. Equip., no. 5, pp. 43–45, 2006.

[13] W. Peng, Y. He, C. Wen, and K. Ma, “Surface acoustic wave ultraviolet detector based on zinc oxide nanowire sensing layer,” Sensors Actuators A Phys., vol. 184, pp. 34–40, Sep. 2012, DOI: 10.1016/j.sna.2012.06.017.

[14] V. Chivukula, D. Ciplys, M. Shur, and P. Dutta, “ZnO nanoparticle surface acoustic wave UV sensor,” Appl. Phys. Lett., vol. 96, no. 23, p. 233512, Jun. 2010, DOI: 10.1063/1.3447932.

[15] W.-C. Tsai, H. Kao, K.-H. Liao, Y.-H. Liu, T.-P. Lin, and E. S. Jeng, “Room temperature fabrication of ZnO/ST-cut quartz SAW UV photodetector with small temperature coefficient,” Opt. Express, vol. 23, no. 3, p. 2187, Feb. 2015, DOI: 10.1364/OE.23.002187.

[16] S. Kumar, G.-H. Kim, K. Sreenivas, and R. P. Tandon, “ZnO based surface acoustic wave ultraviolet photo sensor,” J. Electroceramics, vol. 22, no. 1–3, pp. 198–202, Feb. 2009, DOI: 10.1007/s10832-007-9409-7.

[17] W. Wen-Bo et al., “Transparent ZnO/glass surface acoustic wave based high performance ultraviolet light sensors*,” Chinese Phys. B, vol. 24, no. 5, p. 057701, 2015, URL: http://cpb.iphy.ac.cn/article/2015/cpb_24_5_057701.html .

[18] A. I. Sidorov, Sensory photonics. Textbook. St. Petersburg: University, ITMO, 2019.

[19] V. D. Dubrovin, A. I. Ignatiev, N. V. Nikonorov, A. I. Sidorov, T. A. Shakhverdov, and D. S. Agafonova, “Luminescence of silver molecular clusters in photo-thermo-refractive glasses,” Opt. Mater. (Amst)., vol. 36, no. 4, pp. 753–759, Feb. 2014, DOI: 10.1016/j.optmat.2013.11.018.

[20] pcs UV Photodiode 220 to 370nm Ultraviolet Metal Shell Photodiode: Amazon.com: Industrial & Scientific.” [Online]. Available: https://www.amazon.com/Photodiode-370nm-Ultraviolet-Metal-Shell/dp/B07VVHPNFX .

[21] “SiC UV Photodiodes | sglux.” [Online]. Available: https://sglux.de/en/product-category/sic-uv-photodiodes/ .

[22] “Genuv.” [Online]. Available: http://www.geni-uv.com/ .

[23] “Ultraviolet/Extreme Ultraviolet (UV/EUV) Photodiodes: SXUV 100.” [Online]. Available: https://www.photonicsonline.com/doc/ultravioletextreme-ultraviolet-uveuv-0001 .

[24] “Analog UV Sensor V2.” [Online]. Available: https://www.trossenrobotics.com/analog-uv-sensor-v2.aspx .

[25] “Sprint-Layout.” [Online]. Available: https://cxem.net/software/sprint_layout.php .

[26] “AD45048.” [Online]. Available: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD45048.pdf .

[27] “1108pv1.” [Online]. Available: https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/1108pv1.pdf .