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消防科学与技术 2024年第3期43卷 384-388页

作者：薛莹赵志鹏刘建翔李绍鹏齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院自动化研究所山东济南250014

针对不同火灾发生场景对火焰探测的要求,建立具有火灾特征的火灾探测模型,对多波段红紫外传感器火焰探测机理、多特征数据融合算法和火灾决策判断方法进行研究。选择185~260 nm波段的紫外光电传感器和3.6、4.4、4.8μm波段的红外光电传... 详细信息

针对不同火灾发生场景对火焰探测的要求,建立具有火灾特征的火灾探测模型,对多波段红紫外传感器火焰探测机理、多特征数据融合算法和火灾决策判断方法进行研究。选择185~260 nm波段的紫外光电传感器和3.6、4.4、4.8μm波段的红外光电传感器进行火焰探测,采集火焰特征信号数据信息;采用多信号数据融合和特征参数相关性算法,建立多波段火灾特征的火灾探测数学模型,模拟火灾发生场景,训练有关特征参数的最佳配置。研究结果表明,对185~260 nm波段的紫外光和3.6、4.4、4.8μm波段的红外光进行多波段火焰探测,能够满足标准GB 15631-2008《特种火灾探测器》的要求,火焰的识别和决策判断能力提高,试验中无误报和漏报。

关键词：紫外光电传感器红外光电传感器多波段火焰探测

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NiO/ZnO异质结柔性紫外光电传感器的制备和性能研究

NiO/ZnO异质结柔性紫外光电传感器的制备和性能研究

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作者：丁家慧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着柔性可穿戴传感技术的发展,人们可以更容易地获取个人健康信息,用于健康监测的可穿戴传感器也受到了广泛的重视,如压力传感器、湿度传感器、紫外传感器等,其中可穿戴的紫外光电传感技术可以更便捷地跟踪看不见的紫外线,具有广泛的... 详细信息

随着柔性可穿戴传感技术的发展,人们可以更容易地获取个人健康信息,用于健康监测的可穿戴传感器也受到了广泛的重视,如压力传感器、湿度传感器、紫外传感器等,其中可穿戴的紫外光电传感技术可以更便捷地跟踪看不见的紫外线,具有广泛的应用前景,然而,这类柔性传感器面临着高性能、低成本和用户友好的重大挑战。为了保证灵敏感应紫外光的同时,满足柔性、自驱动、透明等可穿戴紫外光电传感器的需求,本文基于氧化镍纳米线(NiO NWs),复合氧化锌纳米棒(ZnO NRs)的材料体系,构成p-n异质结紫外光电传感器,期望可以缩短紫外光电传感器的响应时间,提高响应的开关比,获得高性能的可穿戴紫外光电传感器。研究结果表明NiO/Ag NWs@ZnO NRs构建的紫外光电传感器,具有明显的整流特性,在5 V偏压下暗电流在10A量级,光电流在10 A量级,其开光比达10,上升时间为2.2 s,下降时间为0.5 s。引入p-n异质结使得紫外响应速度和响应强度有了数量级的提升。在零偏压下,传感器的暗电流在10 A量级,而光电流产生在10 A量级,开光比可达10,其上升时间为0.9 s,下降时间为0.8 s,表现出有较好的自驱动紫外响应。本文在此基础上引入银纳米颗粒(Ag NPs)修饰NiO/Ag NWs@ZnO NRs紫外光电传感器,可进一步提高器件的紫外响应,减少响应时间。研究发现低浓度的Ag NPs修饰NiO/Ag NWs@ZnO NRs紫外光电传感器可有效增强器件的紫外响应,在1 V和0 V偏压下,灵敏度分别提高了4倍和6倍。当Ag NPs的浓度过高时,器件的紫外响应反而减弱。Ag NPs的等离子体耦合共振作用,不仅增强了对紫外光的吸收,还通过电子传输、增加激子复合通道等方式,加快了ZnO NRs中光生载流子的分离和复合,使得紫外响应的光电流增强。构建的紫外光电传感器在柔性、透过率上也可满足可穿戴传感器的需求。

关键词：紫外光电传感器 ZnO NRs NiO NWs p-n异质结透明

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基于光诱导同质结非晶ZnSnO3紫外光电传感器的研究

基于光诱导同质结非晶ZnSnO3紫外光电传感器的研究

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作者：夏梦真天津大学

学位级别：硕士

紫外(UV)探测技术几乎不受环境背景噪声影响,在生物分析、发射器校准、空间探测等方面得到了广泛应用,而紫外光电传感器是其核心。当今,紫外光电传感器多基于单原子硅、Ⅲ族氮化物和金属氧化物材料。硅和Ⅲ族氮化物成本高、制备工艺复杂... 详细信息

紫外(UV)探测技术几乎不受环境背景噪声影响,在生物分析、发射器校准、空间探测等方面得到了广泛应用,而紫外光电传感器是其核心。当今,紫外光电传感器多基于单原子硅、Ⅲ族氮化物和金属氧化物材料。硅和Ⅲ族氮化物成本高、制备工艺复杂,发展受到限制。宽带隙金属氧化物半导体材料,如ZnO、SnO等二元氧化物和Zn GaO、ZnSnO等三元氧化物,对紫外光也具有良好的UV光敏性能;且其物化性质稳定、制备成本低、可见光区透光率高,因此成为紫外光电检测器领域的研究热点。三元氧化物结构稳定,可通过改变其组成灵活地调节氧化物的功能而受到广泛关注。UV光敏材料ZnSnO兼具ZnO和SnO的优点,应用前景广阔,但其光电性能易受制备工艺的影响。本课题以Na OH为沉淀剂、HTMA为有机功能添加剂,分别用共沉淀法和水热法合成了高纯度的Zn Sn(OH)颗粒。SAEM和TEM分析表明,所合成的Zn Sn(OH)前驱体为多晶立方体,高温处理后其所对应的ZnSnO半导体材料为非晶结构。实验对比表明,由水热法途径所获得ZnSnO的光电性能比共沉淀法的好,因此本研究针对前者所获得ZnSnO的光电性能进行了重点研究。此外,ZnSnO的性能可通过其Zn Sn(OH)前驱体灵活控制,这一点通过Mg离子掺杂Zn Sn(OH)得到证实,基于水热法得到的Mg掺杂物光电性能得到显著提高:ZnMgSnO光电传感器的光暗电流比为10715(偏压3.3 V,UV:2.46 m W/cm),响应及恢复速度分别为4 s和9 s,显示出良好的线性度和稳定性。对此进行机理研究认为,基于氧空位的差异性,在ZnSnO中形成光诱导同质结,抑制光生电子和空穴的复合是其具有良好光电性能的原因。紫外光电传感器用于成像时,需要构成阵列,并提供适配的读出电路。本研究在光电性能测试的基础上,建立了ZnMgSnO紫外光电传感器的2×2阵列模型,为其设计了包括电容反馈跨阻放大器(CTIA)型读出、相关双采样的CMOS读出电路。基于0.25μm 1-poly 5-metal工艺进行仿真,阵列完整读出所需时间为80μs,电路能准确转换10 n A–16μA的光电流,运放功耗815.5μW。仿真结果表明,设计的读出电路能够快速完成2×2传感器阵列电信号的读出,且功耗较低。

关键词： ZnSnO3 同质结非晶氧化物半导体紫外光电传感器 CMOS读出电路

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基于紫外光的弓网电弧检测系统研究

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仪表技术与传感器 2014年第7期 64-67页

作者：蒲文旭陈唐龙刘宝轩于龙西南交通大学电气工程学院四川成都610031

在电气化铁路中,电力机车需要通过其顶部的受电弓与接触网(简称弓网)的接触获取电能正常运行,当弓网分离时,会发生电弧现象,对铁路通讯,机车供电等造成严重影响。通过对弓网电弧光谱的提取与分析,采用(250±10)nm紫外光作为检测特征量,... 详细信息

在电气化铁路中,电力机车需要通过其顶部的受电弓与接触网(简称弓网)的接触获取电能正常运行,当弓网分离时,会发生电弧现象,对铁路通讯,机车供电等造成严重影响。通过对弓网电弧光谱的提取与分析,采用(250±10)nm紫外光作为检测特征量,研制出由光学成像测量系统、紫外光电传感系统、数据分析处理系统三部分组成的弓网电弧检测系统,可以对弓网电弧实时检测,得到弓网受流质量情况,并以此为依据,对弓网定点维护,提高弓网受流质量,保证铁路安全运营。

关键词：接触网受电弓电弧检测紫外光电传感器受流质量

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水质光电在线监测设备研发及其应用

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水力发电 2023年第4期49卷 1-4,117页

作者：杨建贵杨明强王璐陈伟陈敦军胡利群张开骁南京市三汊河河口闸管理处江苏南京210036 南京市水务工程建设管理中心江苏南京210098 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210093 南京冠鼎光电科技有限公司江苏南京210000 河海大学江苏南京210024

研究设计了一种新型AlGaN基宽光谱紫外LED(UV-LED)结构,在单芯片上设计了包含4种不同Al组分和不同厚度的量子阱结构,获得了宽发光光谱,在6 V正向电压的偏置下,发光光谱半高宽为17 nm,接近传统UV-LED的2倍。在此基础上,将多个具有不同发... 详细信息

研究设计了一种新型AlGaN基宽光谱紫外LED(UV-LED)结构,在单芯片上设计了包含4种不同Al组分和不同厚度的量子阱结构,获得了宽发光光谱,在6 V正向电压的偏置下,发光光谱半高宽为17 nm,接近传统UV-LED的2倍。在此基础上,将多个具有不同发光波段紫外LED组成阵列,制备成连续波段的紫外光源,同时利用该紫外光源,结合紫外探测器,开发出了紫外光电水质在线监测设备。最后,利用该光电设备对秦淮河三汊河入江口河段的水质COD进行实时在线监测,并与实验室采样检测结果进行了数据比对分析。结果表明,光电设备监测结果与实验室检测结果具有一致性,同时还具有更高的实时灵敏度,适合在线监测应用。

关键词：光电在线监测河流水质设备研发紫外光电传感器 LED

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