紫外技术（精选12篇）
紫外技术 篇1
0 引言
紫外和红外探测技术几乎同时产生于50年代,由于紫外探测器件灵敏度低,一直未能应用,而红外探测技术发展较快。直到90年代,日本开发出雪崩倍增靶摄像管,使得紫外摄像器件有较高的灵敏度和合适的光谱范围,紫外探测才得到广泛关注[1,2]。紫外探测技术以其独特优势在通信、预警和制导方面得到广泛的应用。由于紫外线的日盲特性和大气层中良好的传播特性,可飞越障碍物而实现非视线(NLOS)通信,具有低窃听率,高抗干扰性和全天候工作等优点,是一种具有很大发展潜力的新型通信方式[2]。紫外预警利用“日盲区”来探测导弹的火焰与羽烟,在背景洁净的日盲区,导弹羽烟的紫外辐射很容易被检测出来。由于避开了最强的太阳辐射背景,信息处理负担明显减轻,虚警率很低,与红外预警相比,不需要低温冷却,体积小、重量轻、响应快[1,2]。
1 紫外探测器的发展
1.1 真空型紫外探测器
早期真空型紫外探测器以光电倍增管(PMT)为代表,PMT是一种光电子发射型检测器,二次发射增益可达到104,对单个光子能够响应,具有极高的响应速度,可实现微弱信号探测[3]。目前PMT有专用“日盲”型的紫外PMT,日本滨松公司生产的改进型日盲紫外PMT R2078在“日盲”区外量子效率下降约50%,灵敏度是日盲区的1%,相差约2个数量级,比较适宜紫外光通信系统使用[2]。PMT只是概略探测紫外辐射源方位,不能成像,只能判断光谱信息来确定目标[2,3,4]。带有微通道板的光电倍增管———通道光电倍增管(CPM)是一种较新的紫外光电倍增管,不但探测灵敏度和角分辨率高,而且能成像,光电阴极以MCP为基底的CPM性能更好。
CPM采用双近贴式管型时,以输入窗为光电阴极基底,如图1所示。光电阴极(光电阴极镀在输入窗)和MCP近贴,距离为0.1~0.3mm,MCP又与荧光屏近贴,距离为0.5mm左右。由装架环和陶瓷管封接起来,工艺上很难实现,其间加有大于100V的电压,易引起场致发射;此时发射方式多为透射式,量子效率低[5,6]。
以MCP为基底,光电阴极直接镀到MCP的输入面,则输入窗和MCP间的距离要求不很严格,只需MCP的输出面与荧光屏近贴,光电子弥散就会减小,图像质量好。该器件发射模式为反射式,量子效率高,光电阴极前加一栅网,加电压后在其间形成一匀强电场,发射的光电子几乎都能进入通道而倍增,如图2所示。另外,输入窗可采用Mg F2材料做成透镜,光电阴极处于透镜的焦平面上,可以大大提高光电阴极的量子效率[5,6]。因此,以MCP为基底的通道光电倍增管成为发展趋势。
CPM具有响应速度快,抗磁场干扰能力强,电路简单,体积小,质量轻等特点[3,4,5,6]。采用像增强器作为核心探测器,虽然识别能力和探测灵敏度有所提高,但仍离不开高压电源[5,6,7,8]。像增强型CCD改进成背照式CCD(BCCD)后,就可消除这一缺陷,而且成像环节简化,灵敏度更高[7,8]。
一般CCD感光时,入射光是从MOS结构的正面进入,正面由于带有复杂的金属电极,反射较大。而背照式CCD(BCCD)刚好相反,光由CCD背面的单晶硅层入射,避免了金属电极对光的强反射,故能获得较高的量子效率,如图3所示,可见,无论感光灵敏度还是光谱响应宽度,背照式CCD都比前照式CCD要高要宽[8]。
像增强型CCD(ICCD)的成像过程为“光子-光生电子-倍增电子-光子-电子”,如图4所示,显然过多的成像环节会使图像质量逐渐恶化:MCP倍增使噪声被引入图像;光学元件的损耗及弥散会使ICCD的MTF(调制传递函数)进一步下降[8]。背照式CCD(EBCCD)去掉荧光屏、MCP和光学耦合器件,减少了ICCD中的图像传输链,成为“光子-光生电子-电子”链。当光生电子轰击减薄式CCD的背面时,产生电子-空穴对,电子得到增益。由于电子轰击半导体的噪声要远远低于MCP倍增的噪声,它的信噪比更高[8]。背照CCD通常要有足够薄的衬底,使得弱光信号能从CCD背面直接注入到芯片有源区,这样不但大大提高CCD的量子效率,而且对波长从10~1000nm的光子以及高能带电粒子都很灵敏[7,8]。
EBCCD的优点是增益高、空间分辨力强、噪声低,理论上甚至可以探测到单个光子,但是制作工艺复杂[7]。
1.2 固体紫外探测器
固体紫外探测器主要有紫外增强型硅光电二极管、二极管探测器、Si C紫外探测器和金刚石紫外探测器、紫外CCD等,其中基于Al Ga N的紫外探测器发展迅速,逐渐成为紫外预警探测器件的主流[9]。氮化镓基(Ga N Based)材料是指元素周期表中的III族元素铝、镓、铟和V族元素氮形成的化合物(Ga N、Al N、In N)以及由它们组成的多元合金(In Ga N、Al Ga N等)。其典型结构如图5所示[9]。
纤锌矿结构的III-V族材料是直接带隙材料。随着合金组分的改变,其禁带宽度可以连续变[17]。对于铝镓氮材料,其禁带宽度可以从Ga N的3.4e V连续变化到Al N的6.2e V,理论上讲,利用这种材料研制的本征型紫外探测器的截止波长可以连续地从365nm变化到200 nm。根据经验公式估算:日盲型紫外探测器AlxGa1-xN材料的组分x需要达到40%以上,即所谓的高铝组分Al Ga N材料[9]。
目前,制备高铝组分Al Ga N材料虽然取得阶段性进展,但还面临许多困难[9],特别是制备具有器件结构的材料难度较大:其一缺少晶格匹配的衬底,使薄膜中存在大量缺陷,各种反应过程复杂且难控制;其二随着Al摩尔比率的增加,掺杂的激活效率变低。
紫外CCD是硅CCD减薄后,靠荧光物质将紫外光耦合进器件的,它可使器件具有从近紫外到远紫外波段摄像的能力[9,10]。1997年美国国家航空航天局研制成功新颖的256×256像元Ga N基紫外CCD,它是把Ga N紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD[10]。由于Ga N材料在365nm波段具有很尖的响应,因而降低了对滤波器的要求,使得Ga N基的光探测器具有日盲特性。美国北卡莱罗林纳大学Schetzina教授领导的研究小组报导的Ga N基可见光电二极管在零偏压下的响应度达到0.21A/W(工作波长356nm),相当于量子效率82%,探测率D*值为6.1x1013cm Hz1/2/W[9]。在传统CCD移位寄存器的末端和输出放大器之间插入电子倍增器,即可获得电子倍增CCD(EMCCD)[8],EMCCD在信号读出时,通过相对的高压,将信号逐步放大,提高灵敏度。因此EMCCD最大的优点就是具有非常高的灵敏度,适合微弱信号的探测。L3Vision系列CCD芯片是英国E2V公司最新的EMCCD产品。芯片采用最先进的片上电子倍增技术,在有效放大信号的同时保证了高水平的信噪比和一定的信号输出速率。EMCCD技术是目前CCD行业最先进、应用前景广泛的技术。
固体紫外探测器虽然灵敏度高,体积小,功耗小,但制作工艺的复杂性和性能的稳定性是攻克的难点[7]。
2 紫外探测新动向
2.1 面阵探测器是光电器件的发展方向之一
大规模、多波段集成的成像探测器件是简化应用系统、提高系统性能的重要手段之一。Ga N基紫外面阵探测器主要是朝着大规模日盲型发展,目前均采用与红外焦平面类似的工艺,将背照射Ga N基光电二极管阵列与硅CCD读出电路,通过铟柱互连方式得到紫外焦平面器件。1999年美国Nitronex公司与北卡罗来那大学、Honeywell技术中心以及美国夜视实验室成功地实现了基于Ga N/Al Ga N pin型背照射32×32列阵焦平面探测器数字照相机,响应波段为320~365 nm,峰值响应率达到0.2 A/W(358 nm),内部量子效率达到80%,理论峰值探测率达到6.1×1013 cm Hz1/2/W。2000年他们成功展示了128×128紫外焦平面探测器数字照相机,响应波长在320~365 nm。2002年该小组又研制出320×256日盲紫外探测器,但只有部分像元能够有效成像,且质量较差,主要原因可能是高质量的高铝组分的Al Ga N材料制备困难[9]。2005年美国西北大学也报道了日盲型320×256紫外焦平面探测器,给出了较清晰的图像,但是没有器件性能的详细描述[10]。由于制备高质量的高Al组分的Al Ga N材料工艺还有待于不断探索,阵列成像的质量还待于改进。
2.2 变相紫外CCD
由于硅在200~400nm波段的吸收深度小,因此在紫外波段成像比较困难,目前此问题有了突破性进展,Photometrics公司在正面照射的CCD上加一层薄发光转换涂料,该涂层能把紫外辐射转换成普通CCD能够响应的中等波长的可见光而不需要对硅本身作专门的处理,在200~400nm的波段内可达20%的量子效率[10]。如再经过适当背面注入处理,涂上抗反射层,则具有深耗尽层的背照式CCD可达50%以上的量子效率[7]。
ARP公司与CEA公司合作,研制出一种称为ANIMATERV3X的数字成像系统,采用512×512元的高分辨率传感器,该传感器为背照式薄型CCD,其响应波段可延伸至短紫外和软X射线区,入射光直接照在CCD器件上,产生的信息经数字化处理后,通过光纤传送给接口卡。ANIMATERV3X的最大优点是能够在紫外和X光波段内成像[10]。
2.3 紫外数字照相机
美国科学家发明了可感应紫外光的数字照相机。一般数字照相机只能“看见”可见光,对许多物体(如星球、生化武器)发出的紫外光是看不到的。物理学家Jan F.Schetzina表示,这个发明对拓展数字照相机用途有良好的促进作用。它的特别之处是用Al Ga N化合物作感光物质,而不是传统的硅,这种照相机显然在军事上很有用[1,10]。
3 结束语
随着紫外探测技术不断发展,其应用范围也越来越广。紫外探测不但用于紫外告警、紫外通讯,而且在空间科学,环境监测和工业生产中有重要应用。用于空间探测的紫外望远镜,紫外星敏感器,用于灾害天气的预报,电晕放电检测,水质检测等。紫外/红外双光谱探测也称为未来发展的方,据报道,美国北约盟军1989年使用的尾剌对空导弹就采用这种红外/紫外双色制导技术,白天飞机反射的日光紫外波段功率很强,则用紫外波段跟踪目标。夜晚紫外波段辐射功率小于红外辐射,则自动切换成红外波段跟踪目标[1,2,10]。
摘要：介绍紫外探测技术的新发展。真空型紫外探测器以通道光电倍增管为代表,分析了以MCP为光电阴极基底,输入窗为透镜式的管子的特点;固体紫外探测器以GaN基紫外CCD为代表,把GaN紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD。由于GaN基材料的禁带宽度与组分有关,光谱响应从200nm-365nm,在365nm(紫外光)波段具有很尖的截止响应特性,因而降低了对滤波器的要求,具有光谱响应特性好,灵敏度高,噪声小等优点。并对紫外探测的关键技术和发展动向做了初步分析,为紫外技术的进一步发展提供参考。
关键词：紫外探测技术,真空型紫外探测器,通道光电倍增管,固体紫外探测器
参考文献
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[10]刘菊,贾红辉等.军用紫外光学技术的进展[J].光学与光电子技术,2006,Vol.4,No(6),60-64.
紫外技术 篇2
中压高强度UV 灯是在近些年研制出来的。它在600-800℃温度和104-106Pa 压
力下工作，产生多色光照射。中压紫外灯的波谱范围广，大约在180nm-480nm 之间。功率较高，可达1000-1500W。
中压紫外线-AOP 高级氧化技术能有效地将细菌病毒杀灭，并且病菌在其照射下 的光复活率要低于低压系统，从而保证了灭菌效果。此外，该技术对饮用水中危害人体健康的微量有机物也有较好的处理效果。
在处理过程中，高性能中压紫外灯放射出高能量的紫外线，通过一个石英晶体管进入水体中。同时，加入到饮用水中的氧化剂H2O2，在紫外线的照射下被激活，产生一种氧化性极强的氧化性基团，称为羟基自由基（•OH），其产生过程如下所示：
H2O2 hλ→2•OH
在反应式中羟基自由基•OH，量子产率为1，即1爱因斯坦的被吸收的紫外光子
可以产生1摩尔的羟基自由基。•OH是目前所知的最强的氧化剂之一（在酸性溶液中，电位是E°= 2.7V），大量的羟基自由基与水中的溶解性污染物发生强烈的氧化反应，最终可将有机污染物进行完全氧化或矿化，在很短的时间内就可以达到理想的处理效果[4-5]。
中压紫外线-AOP 高级氧化技术的成功主要是由于在紫外线的辐射下，羟基自由
基与有机污染物的氧化反应速度有了大幅提高，大约是各种氧化剂单独氧化效果的1，000-1，000，000倍。研究表明，UV/ H2O2能有效降解去除水中低浓度的多种用脂肪烃和芳香烃有机污染物，也能使水中的三卤甲烷、农药、杀虫剂、三氯乙烯，内分泌干扰物等化学污染物的浓度下降90%以上。该系统的工艺设计如下图所示：
紫外技术 篇3
关键词：紫外线消毒技术；家用净水器；饮用水；消毒原理；消毒杀菌 文献标识码：A
中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2015）16-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.019
水是生命之源，人们生活中对水的依赖程度很高，近年来，人们逐渐开始使用各种净水器，各种消毒技术在净水器中的应用也变得越来越广泛，其中被国际领域公认的一种技术是紫外线消毒技术，这种技术在20世纪初开始就已经在净水领域有了广泛的应用，紫外线消毒技术在欧美一些国家中的应用比较广泛，在我国的起步时间比较晚，但也在逐渐完善。家用净水器作为饮用水入口的最后一道安全保障，在当前很多家庭中都有广泛的应用，在家用净水器中，通过相应的技术去除水的味道、颗粒物、病毒、微生物等，可以给人们提供安全洁净的饮用水，在家用净水器中，如何在家用净水器中对细菌以及病毒进行杀灭，同时还不添加任何物质，是当前净水器消毒的一个基本要求，紫外线消毒技术在应用的过程中就不会产生任何其他产物，因此在家用净水器中的应用比较广泛。
1 紫外线消毒的原理
紫外线属于广谱杀菌射线，其波长范围在100～380纳米之间，属于电磁波的一种，在光谱中，紫外线的位置在X射线和可见光之间，如果按照波长的范围进行划分，可以将紫外线分成几个不同的波段，不同的波段具有不同的杀毒能力，杀毒能力最强的波段是200～280纳米，这个波段的紫外线又叫做短波紫外线、灭菌紫外线。紫外线杀菌的原理是利用紫外线光量子的能量对各种与之接触的微生物体的核酸结构受到破坏，核酸是一切生命体的一个基本的物质以及基础，一旦核酸受到破坏，生命也将完结，核酸包括两类：一种是核糖核酸，即我们常说的RNA；另一种是脱氧核糖核，即DNA。核酸是生命体进行复制和繁殖的基础，紫外线可以使得核酸出现突变，使得微生物最终失去复制以及繁殖的能力，经过研究分析得出，波段为254纳米的紫外线对微生物的灭活效果最好，在没有任何化学药剂的情况下可以杀灭各种病菌，因此这个波段范围内的紫外线的应用最广泛，而且紫外线消毒本身不会产生任何副作用，从理论上来讲，如果有足够的紫外线的数量，就可以对一切病菌、病毒等进行杀灭，而且杀菌消毒的速度十分快，一般在一秒之内就可以将微生物杀死，尤其是对抗贾第鞭毛虫和隐孢子虫具有明显的优势。紫外线的穿透能力比较低，因此作用于水质净化的过程中，对水质有一定的要求。水的透光率、水层厚度以及进水流量都会对紫外线的杀菌效果产生较大的影响，家用净水器中的水质一般对紫外线消毒技术的影响较小，可以实现良好的杀菌效果。一般说来，紫外线杀毒技术针对的水质，一般要保持其pH值在7.5±0.5左右，温度一般要保持在17.5℃～22.5℃；浊度要小于1NTU，总溶解性固体量保持在每升200～500mg之间，而且水质的透光率应该要大于96%。
紫外线消毒技术与其他的消毒方式之间有一定的区别，具体说来，这种消毒技术是一种比较环保的技术，也是一种应用比较成熟的技术，不会产生各种副产物，也不会释放其他物质，具有很多其他消毒技术都不具备的优势，在水质净化与处理的领域中有十分广泛的应用，比如当前很多城镇污水处理、居民生活用水的消毒处理、纯净水的制备等过程中都有广泛的应用。但是紫外线消毒技术也存在一些问题，比如不能做到持续消毒，在消毒之后各种微生物可能会出现复活的现象，但是这种问题对于家用净水器而言并没有影响，在市政用水的处理过程中存在一定的影响。
2 紫外线消毒技术在家用净水器中的应用
2.1 紫外线消毒技术的优点
由于紫外线消毒技术具有很多其他消毒杀菌技术不可比拟的优点，在家用净水器中的应用变得越来越广泛，在应用的过程中应该要加强紫外线消毒系统的设计，一般说来，当前家用净水器紫外线消毒系统包括的主要板块，即（套）筒、紫外灯、石英套管、电路模块等。 外筒是为紫外线与水提供接触的地方，在外筒的选择过程中，有以下需要注意的地方：（1）选择化学稳定性比较高的材料，而且外筒还应该要具备一定的机械强度和加工性能，对紫外光的反射率要足够高，根据这些要求综合可得，净水器的消毒系统中外筒的材料一般会采用不锈钢；（2）紫外灯的设计，紫外灯主要是发射紫外线的部分，紫外灯的各项参数设置是否合理，对于紫外线能产生有很大的影响，其中设置的参数包括紫外灯灯管功率、杀菌波段功率占总功率的比例等，由于紫外灯本身受到水温的影响比较大，一般可以接受的温度范围为4℃～40℃，因此要保持在这样的温度环境中进行紫外线的输出，可以实现良好的杀菌消毒效果；（3）石英套管的安装，当紫外灯安装在石英套管内并与水体隔开时，应该要避免进水水质对紫外灯的直接影响。石英套管的材质一般可以采用气炼高强度石英玻璃，这种材料可以实现紫外光的高透过率要求，一般可以透过80%～90%以上的紫外线；（4）对电路模块进行设计，电路模块主要是对整个系统进行控制的部分，一般包括电源、镇流器、紫外灯点亮的时间以及次数的记录器、故障报警器等。
2.2 紫外线消毒技术在家用净水器中应用过程中的制约因素
紫外线消毒技术是一项很成熟的技术，在家用净水器中的应用还不是很广泛，出现这种现象主要是由于家用净水器本身具有一定的限制：（1）家用净水器一般使用的频率较高，而且是短时间制备饮用水的一种设备，一般的紫外线灯管在进行工作时需要一定的时间进行预热才能输出紫外线，因此不能实现即开即饮的目的和要求，对于家用净水器而言，只有在净水时可以即刻点亮并且能够快速达到稳定状态的紫外线灯光才可以实现即开即饮的目的；（2）紫外线消毒装置除了有一些相关的紫外线灯管以外，一般还需要进行电路的设计，紫外线等的灯管如果一直都是点亮的，则会导致能源浪费，最终使得灯管的寿命缩短，也会使得净水器内部的水被加热，因此紫外线在应用过程中，应该要加强电路的设计，利用紫外线灯管控制电路的设计来实现紫外线灯管只有在有水流入时启动，当水流停止的时候就可以熄灭，不再进行紫外线释放，从而可以有效地提高能源的利用率；（3）由于紫外线灯管需要稳定的电源才能工作，因此在对其进行供电时应该要经过金属连接器，在实际的净水过程中，如果不能做到水电分离，则会导致金属连接器生锈，使得整个电路的接触不太灵敏，严重时也有可能会出现一定的安全隐患。
3 结语
紫外线消毒技术是一种十分良好的消毒杀菌技术，在很多领域中都有十分广泛的应用。饮用水是人们生活中必不可少的一个部分，人们对饮用水的要求越来越高，因此各种消毒杀菌技术的应用也变得越来越广泛，紫外线消毒技术因其优势在家用净水器中的应用十分广泛，在家用净水器的使用过程中，应该要加强对这种技术的研究以及分析，以提高饮用水的安全度。
作者简介：周有福（1973-），男，甘肃陇西人，供职于美的集团热水器事业部佛山市美的清湖净水设备有限公司，中级职称，研究方向：水处理。
紫外线水处理技术 篇4
紫外线, 英文名Ultravioletray或Ultravioletradiation, 简称UV, 是由德国科学家里特发现的, 紫外线是电磁波谱中波长从100~400nm (纳米) 辐射的总称。紫外线是一种肉眼看不见的光波, 波长范围为100~40nm (纳米) 存在于光谱紫外线端的外侧, 故称之为紫外线, 依据不同的波长范围, 被割分为A、B、C三种波段, 其中的C波段紫外线 (UVC) 波长在240~260nm之间, 为最有效的杀菌波段, 其中杀菌能力最强是253.7nm波长。C段紫外光是最易被DNA (核糖核酸) 吸收, 当水中的细菌、病毒、藻类生物等受到一定剂量的紫外C光照射后, 其细胞的DNA、RNA结构被破坏, 细胞复制、转录封锁受到阻碍, 从而引起其内部蛋白质和酶的合成障碍, 细胞再生无法进行, 从而达到水的消毒和净化的目的。
2 紫外线杀菌效果
1878年人类发现太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶, 经过几十年的研究与发展, 在国外各个领域得到了广泛的运用。UVC水消毒技术对细菌病毒以及其它致病体的消毒效果已得到全世界的公认。UVC水消毒技术具有下列明显的优点。能杀死一切微生物, 包括细菌、结核菌、病毒、芽孢和真菌等, 除去率99.99%以上。表1是紫外辐射强度30m W/cm2对常见细菌杀菌效率表。
3 紫外线水中消毒技术的应用
1970年美国环保局完成了第一个污水紫外线消毒的示范工程, 现已在美国和加拿大普遍应用。紫外线消毒技术作为物理消毒方式的一种, 具有广谱杀菌能力, 无二次污染, 经过40多年的发展, 已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术, 在国外各个领域得到了广泛的运用。
3.1 紫外线水处理设备分类
紫外线消毒设备根据紫外灯类型可分为:低压灯系统, 低压高强灯系统, 中压灯系统。其中低压灯系统是指紫外消毒设备中单根紫外灯输出功率为30W~40W, 它主要用于小型水处理厂或低流量水处理系统的应用。低压高强灯系统指紫外消毒设备中单根紫外灯输出为100W左右, 它主要适用于中型污水处理厂的应用。中压灯系统指紫外消毒设备中单根紫外灯输出在420W以上, 它主要用于大型污水处理厂和高悬浮物, 紫外线穿透率 (WT) 低的水处理系统。
紫外线消毒设备按水流边界的不同分为敞开式和封闭式, 其中敞开式主要有明渠式紫外线消毒设备, 封闭式主要有压力式管道式消毒设备。, 其中明渠式紫外消毒设备主要应用于市政污水、中水回用、自来水深度净化和其它工业领域。压力管道式紫外消毒设备主要应用于水产养殖用水、食品加工用水、医药用水等消毒。
3.2 紫外线水消毒设备有效剂量指标
紫外消毒技术因其具有操作简单、无有害副产物、经济高效等优势, 在污水处理中越来越广泛被应用。但它无剩余消毒能力, 微生物在光照条件下进行修复而实现复活, 从而导致出水微生物数量增多。为保证达到良好的消毒效果, 必须保证紫外的剂量。按照GB18918要求二级标准和一级标准的B标准, 紫外线有效剂量不应低于15m J/cm2。一级标准的A标准, 紫外线有效剂量不应低于20m J/cm2, 紫外线消毒作为生活饮用水主要消毒手段时, 紫外线有效剂量不应低于40 m J/cm2。紫外线消毒作为城市杂用水主要消毒手段时, 紫外线消毒设备在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时, 紫外线有效剂量不应低于80m J/cm2。
3.3 紫外线水消毒设备第三方生物验定剂量验证
平均剂量是平均紫外光强乘以平均辐照时间的值。但事实上, 这个值和真正生物验证实验测量出来紫外消毒反应器的剂量值是不同的。为了反应真实性, 使紫外消毒设备达到消毒要求, 生物验证必须是由具有一定资质的独立第三方来操作。第三方生物验定剂量是体现在紫外线消毒设备生产厂家提供的第三方生物验定剂量验证报告内的, 该报告应是由权威的第三方机构用该型设备做微生物灭活实验, 通过实验结果而测出在各种水质条件下, 设备可输出到水中微生物的紫外剂量, 即消毒器实际能够传递给微生物的有效紫外剂量。从这个道理上讲, 在评估紫外消毒反应器的性能、紫外剂量是决定紫外消毒系统规模, 生物验证是唯一合理可靠的手段。目前在中国国内还没有权威的认证机构。在国际上的几家权威机构分别是Dillon Consulting, Carollo Engineers, Hydro Qual Scie ntis ts and Engine e rs, GAP (Good Agricultural Practice s) , DVGW。认证的依据是美国环保局的《紫外消毒设计手册》或德国DVGW 294的相关规定。
4 结论
紫外技术 篇5
紫外线过敏怎么办，紫外线过敏症状的预防与防治 Jin Fumin小编详细为您讲解,希望对您有真正意义上的帮助
烈日炎炎，随着气温的逐渐升高，近日，皮肤过敏的人越来越多，尤其是紫外线过敏，是目前发病最多的人群。那么会有很多患者带着一大堆问题来了，紫外线过敏怎么办？紫外线过敏怎么预防？紫外线过敏怎么治疗啊？等等。那么下面就随小编一起往下看。
首先我们来看下为什么会过敏，一般来讲，当“过敏源”第一次进入机体时，肥大细胞或者是嗜碱性粒细胞结合，产生白三烯，前列腺素等等的过敏因子，但并不会立即产生过敏，此特性有些将维持2~3天，有的数月。当机体第二次接受这种“过敏源”时，肥大细胞才会变形，产生过敏因子，也就产生了一系列的过敏现象。
紫外线过敏怎么办？预防篇：;使用具有清热解毒，除湿止痒的湿敷剂湿敷;配合使用温和安全的产品，以保护皮肤润泽使用弱酸性温和的清洁产品，以保护皮肤不再受碱性洗涤剂的损伤;使用防晒用具，遮挡阳光直接接触皮肤。
紫外线过敏怎么办？长时间的过敏会对身体有很大的伤害，特别是皮肤，会留下疤痕，所以希望大家要高度重视，及时治疗。
焕活抗敏方案
提醒相信你对紫外线过敏怎么办，紫外线过敏症状的预防与防治已经了解, 紫外线过敏一定要及时治疗,以防病情加重,本方案专注从根本逐步彻底的改善过敏体质,让紫外线过敏不在担心二次复发!再次祝您早日康复。
认识“紫外线” 篇6
紫外线辐射水平受太阳高度､纬度､云量､海拔高度､臭氧､地面植被状况等一些因素的影响｡但大体而言,我国紫外线辐射的分布:西部高,东部低;高原高,平原低,在北纬30度附近的青藏高原最高,四川盆地最低｡同时也随季节､纬度变化,表现为:夏季最高,春､秋季次之,冬季最低;低纬度高,高纬度低,但东部地区的纬度差别较小｡
在我们日常生活中,经常可以见到电视台､气象台､报纸等发布的一些紫外线指数(UVI)｡紫外线指数是衡量某地中午前后到达地表的紫外线辐射对人体皮肤可能损害程度的指数｡它是紫外线强弱的预报｡出门之前,我们如何根据发布的紫外线指数判断天气呢?根据2002年新制定的紫外线指数标准,紫外线强度划分为弱､中等､强､很强和极强5个等级｡紫外线指数在2以下的情况下,人们可以安全地呆在户外;指数在3至6之间(包括3和6),人们外出时就该采取些保护措施,如中午时分尽量找遮阴处;指数在8至11甚至11以上,如果您还在户外,请赶紧找个蔽阴处躲起来,防晒服､防晒霜､遮阳帽和太阳镜,一样都不能少｡
紫外调制光产生及检测技术 篇7
关键词：紫外光通信,声光调制器,锁相放大器,背景光抑制比
1 概述
紫外光通信作为一种新型的军事通信系统, 具有低窃听率、高抗干扰性、全方位性、易组网等优点, 成为国内外各军事强国争先研究的焦点。紫外光的调制与接收是紫外光通信和其他常用通信方式的主要区别点, 国内工程化的接收机多采用光电倍增管 (PMT) 或雪崩光电二极管 (APD) 作为探测器, 并在探测器前放置窄带滤光片, 以达到抑制背景光的目的[1]。但是, 现阶段所采用的这些紫外光滤波技术无法完全抑制白天太阳光的影响, 接收机对于日盲区以外的光谱仍具有一定灵敏度。接收机对于“日盲区”内外的光谱灵敏度差异直接反映了整机昼夜工作性能差异, 这种差异的精确测量对提高紫外滤光片的研制水平以及紫外接收机的全天候通信性能非常重要。
为此, 本文定义了“背景光抑制比”作为接收机抑制背景光能力的指标, 利用266nm、325nm激光器及声光调制器产生功率稳定的紫外调制光, 通过标准探测器和锁相放大器实现调制光功率的量值溯源。
2 紫外调制光产生及检测系统
紫外光通信接收机只能处理调制光信号, 虽然背景光信号属于直流成分, 但仍对接收机的工作造成影响, 为了能够定量的描述背景光的影响, 本文分别选择266nm、325nm的调制光信号作为接收机性能验证用光源, 并定义“背景光抑制比”为,
式中, 响应率是指接收机的响应输出电压与输入调制信号的光功率之比。
本文选用激光外调制法产生标准的紫外调制信号, 原理如图1所示。激光器输出激光经光衰减器衰减后, 以一定角度入射到声光调制器[2]的声光晶体上产生衍射光, 利用光阑将其中的+1 (或-1) 级衍射光提取出来;然后通过扩束/准直镜对提取的衍射光束进行扩束准直, 利用Si探测器和锁相放大器[3]进行调制光的探测, 调制光功率量值可溯源至低温辐射计。
3 实验结果与分析
本实验采用的锁相放大器采用的是Signal Recovery公司的7280双相数字锁相放大器, 输出有效值为正弦响应。同时, 采用以色列OPHIR公司的VEGA紫外光功率计 (匹配PD300R-UV探头) 进行比对实验。
本实验采用的探测器是大光敏面的Si探测器, 光谱响应率溯源至低温辐射计, 在266nm波长点的光谱响应率为0.1139A/W, 在325nm波长点的光谱响应率为0.1579A/W, 实际测试结果如表1和表2所示。
由表1和表2中的数据可知, 当被测调制光功率较大时, 锁相放大器和紫外光功率计测试结果一致性较好, 随着调制光功率的减弱, 紫外光功率计测试结果稳定性变差, 尤其在325nm波长点, 平均功率小于10μW时, 测试结果波动已经大于2%。与紫外光功率计相比, 锁相放大器可以有效地抑制杂散光的影响, 可以得到一个稳定的输出。
4 结论
在紫外光通信接收端机背景光抑制比校准过程中, 标准调制光信号的产生和检测是校准的前提条件, 激光器外调制法可产生谱线纯、调制速率高的标准调制光源, 锁相放大器可检测探测器接收到的微弱紫外调制光信号, 由此, 本文的方案完成了标准紫外调制光信号的产生及检测过程, 为紫外光通信接收端机背景光抑制比的校准提供了保障。
参考文献
[1]赵明宇.紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D].博士论文, 2013, 92-97.
[2]冯媛媛, 李武军, 于金涛.声光调制器偏振衍射特性的研究[J].西安工业大学学报, 2013, 33 (6) :449-452.
紫外检测技术在云南电网的应用 篇8
高压设备电气放电时, 根据电场强度的不同, 会产生电晕、电弧或闪络。在放电过程中, 空气中的电子不断获得和释放能量, 而当电子释放能量 (即放电) , 便会释放出紫外线。紫外线的波长范围是10nm~400nm, 太阳光中的紫外线由于地球的臭氧层吸收了部分波长的分量, 实际上辐射到地面上的太阳紫外线波长大都在300nm以上, 低于300nm的波长区间称为太阳盲区。阳光和电晕电磁波谱辐照度及波长的比较。
高压电气设备放电光谱波长范围为230nm~405nm, 其中240nm~280nm的光谱段称为太阳盲区, 在此波长范围内由太阳发射的紫外光量极低。装有太阳盲滤镜紫外成像仪, 可以在阳光底下探测到240-280nm的微弱电晕辐射, 接收设备放电时产生的紫外信号, 经处理后与可见光影像重叠, 显示在仪器的屏幕上。利用紫外成像仪 (工作波段在240nm~280nm之间) 来检测带电设备的电晕情况, 统计出单位时间内测得的紫外光子数, 以此确定电晕的位置和强度, 可为电气设备的状态监测提供依据。
2 紫外技术在电网的应用
2.1 导线电晕质检
采用紫外成像仪进行导线的电晕试验, 经过夜晚和白天的多次比较, 紫外成像仪观察导线的起晕情况与传统方法 (夜晚用望远镜观察) 基本一致, 紫外成像仪更准确和严格。
2.2 变电站电晕检测
对500kV变电站内35kV#0站用变高压侧电缆进线及PT柜发出的异常声响进行检测。
用紫外成像仪对故障柜进行了仔细的检查后, 未发现声响源。在柜内发现一个安全隐患, 35kV C相进线电缆头电晕较大。
经过分析和排查, 最后找到发出异常声响的是柜内一组电容器, 该电容器提供柜上信号电源同时作为接地刀闸的支柱, 型号为CG1 -35 , 电容量47μF。
2.3 线路检测及试验
通过检测可以直观的观测到放电源的位置, 并可估计出放电的强度。紫外检测技术的特点主要为:
1) 不停电、不改变设备运行状态下, 监测到设备的运行信息。
2) 以图像的形式, 直观形象地显示故障情况。
3) 仪器采集信息迅速, 为线路故障巡检提供了技术手段。
4) 电晕检测技术为设备状态检修提供了技术保障, 可发现早期故障。
3 影响紫外检测的因素
3.1 距离因素
检测距离对检测结果影响显著。当距离增加时, 检测视角将减小, 对应的灵敏度随之降低。理想条件下, 均匀介质中的点光源所发射光波的强度与距离的平方成反比。但实际条件与理想条件可能存在很大差别, 为了确定距离与电晕计数的关系, 模拟了一个点电晕源, 记录不同距离下的紫外计数和平均值。得到的规律为:放电计数与距离的平方近似成反比关系;随着距离的增大, 放电计数次数减小。此外也有放电计数与距离的一次方成反比关系, 随着距离的增大, 放电计数次数减小的报道。在实际应用中需要进一步总结。
3.2 增益的影响
紫外光谱在电晕光谱中所占比例较小, 经过仪器的光学系统传输, 最终到达CCD板的紫外光子数损失很多。为了提高仪器的灵敏性, 仪器内部对进入光学系统的紫外光子进行增益处理。增益后, 紫外计数的数值随之发生改变, 影响对电晕强度的评价。
通过实践总结, 在紫外计数小于200的情况下, 可选择高的增益大于150, 以便发现较弱的电晕源;紫外计数大于200小于5000时, 一般可在90-150区间选取增益, 方便比较。紫外计数大于5000时, 选取小的增益大于80, 以便避免紫外图像相互叠加, 从而准确定位电晕源。
3.3 气压和温度的影响
气压和温度的变化可改变空气的密度, 影响电离过程, 从而气压与温度的变化影响仪器采集到的紫外光子数量。一般情况下, 高气压、温度低条件下紫外计数要比低气压、高温度条件下的紫外计数低。
在实际应用中, 温度和气压的差异引起的偏差较小, 可能淹没在仪器本身的误差和测量的偏差中。因此, 一般不对气压和温度的差异进行修正。
3.4 湿度的影响
湿度的增加, 在有些情况下可降低电晕的强度;而在多数情况下, 湿度的增加会引起电晕强度的增长。由于污秽成分和湿润情况的不确定性, 目前还没有办法对它进行修正。
4 结束语
紫外成像技术是一种新的技术手段, 可以检测绝缘子、导线等电气设备的电晕情况。检测时, 不影响设备的运行状态, 安全可靠;仪器操作简便, 监测结果直观, 值得推广应用。
目前, 紫外成像技术只能做到定性检测, 还不能做到定量检测。同时, 仪器的检定还是一个未能解决的问题。在电网中, 紫外成像技术的应用将为设备的安全可靠运行提供强有力的技术支持。
参考文献
[1]马斌, 周文俊等.基于紫外成像技术的极不均匀电场电晕放电[J].高电压技术2006, 7.
紫外光通信技术发展及应用研究 篇9
1 紫外光通信的特点
紫外光通信作为一种特殊保密通信手段, 其以低背景的大气紫外“日盲区” (200~280 nm) 为媒介, 利用紫外光在大气中传输的强吸收和散射特性进行自由空间直视型 (Line of Sight, LOS) 或非直视型 (NonLine of Sight, NLOS) 的近距离通信, 并在一定区域外无法截获/侦听和干扰。
现代高科技战争中战斗单元间的信息交流多采用无线电通信或无线激光通信等手段, 两者各有优势, 但同时又存在不足: (1) 无线电通信易受到干扰而失效, 在复杂战场环境中, 无线电通信设备不仅互相之间产生干扰, 且会受敌方的强电磁辐射干扰。 (2) 无线电通信的保密性较低, 其发射的电磁波可在较远的地方监听、干扰和探测, 装备具有良好电子战设备的敌人, 在距离行动地点较远的地方就能接收到我方的无线电通信, 这给敌人破解我方情报的可能。 (3) 无线激光通信方式虽具有较强地通信抗干扰性及保密性, 但由于激光是沿直线传播的, 不能跨越障碍物进行通信, 因此不适合在地形环境复杂的环境中使用。
与传统的无线电通信和无线激光通信等通信手段相比, 紫外光通信技术的优势在于: (1) 通信保密性高, 由于大气的强吸收作用, 紫外光通信信号的强度按指数衰减, 这种强度衰减是距离的函数。克服了短波、超短波、微波等通信手段有可能在极远距离发现通信信号的弱点。且可根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率, 使其在通信范围以外的辐射功率衰减至最小, 提高通信保密性。 (2) 全方位性。上述提到了紫外通信主要是利用了紫外线的散射能力。在以光源为中心的有效半径内均可接收到通信信息, 不会像激光一样具有强烈的方位性。当然, 在聚光设备的辅助下, 其也可工作在广义的定向方式下。 (3) 可用于非视距通信, 紫外光在传输过程中会因在大气中存在大量的颗粒碰撞而产生散射现象。因此, 紫外光通信系统能以非直视方式 (Non-Line of sight, NLOS) 传输信号, 从而能适应复杂的地形环境, 克服其他自由空间光通信系统必须以视距通信的弱点。 (4) 抗干扰性能力强, 紫外光信道无法用常规方式进行干扰, 另外其在大气中衰减强烈使得对其进行同频干扰也较为困难。 (5) 无需复杂的自动跟踪捕获 (ATP) 技术便可快速建立通信, 开通方便。 (6) 可采用无线自组网方式构成可全向通信的紫外光网络, 故抗毁性强。
2 紫外光通信技术国内外研究进展
2.1 国外研究进展
紫外光通信由于其安全、保密、抗干扰的特点在军事上应用广泛。早在20世纪70年代末, 美国军方开始资助对紫外光在大气中的传输特性与紫外散射大气通信的可行性试验研究。80年代中期, 美军试制了一种紫外日盲型短距离通信试验系统, 实现了短距离3 km内低比特率数据<10 kbit·s-1的传输。90年代, 美军对战场短距离通信技术进行了全面的研究, 实现了1.2 Mbit·s-1的数据在2 km内的传输。
2001年美国通用电器 (GTE) 公司为美军研制了一种实用的新型隐蔽式紫外光无线通信系统, 并已装备部队。该系统通信速率提高到4.8 kbit·s-1, 误码率达到了10-6, 非视距条件下通信距离为1~3 km, 视距条件下可达10 km。该系统不易被探测和接收, 且适用于多种近距离抗干扰通信环境, 尤其是特别行动和低裂度冲突, 因此可满足战术通信要求。
2003年以来, 紫外光通信的部分关键技术还逐步应用于军事传感器网络领域, 美国Lincoln Laboratory的Gary.A.Shaw等人的研究组已试验了以紫外光为传输载体的传感器网络[3]。紫外光传输一方面丰富了传感器网络的传输手段。同时, 传感器网络的发展也为紫外无线光通信技术带来了更大的应用空间, 确保实现隐蔽通信。
麻省理工大学在2005年制作了一套紫外光通信试验样机, 采用美国国防高级研究计划局 (DARPA) 在2002年所研制出的274 nm紫外LED作为光源, 采用10组24支紫外LED阵列, 共240支紫外LED, 其光功率可达45 m W。实验时采用非直视通信, 在100 m的范围内通信速率为200 bit·s-1[4]。实现隐蔽通信, 当舰队或前沿阵地必须保持无线电静默或在秘密行动过程中, 若用常规无线电通信, 难以防止不被敌方发现时, 可用紫外光通信系统来提供分队或阵地之间的近距离通信。而红外无线光通信只能进行视距通信, 不能适应多种地形环境下作战的需要, 而紫外光通过散射则可实现非视距通信。故应以紫外光传输作为传感器网络的通信手段。
2006年Ben-Gurion University探讨了紫外光通信系统组网方案, 包括无线传感器网络和自组织网络, 同时对紫外链路模型进行了研究, 并分析了不同接收信噪比下的网络节点数量。2009年研究了水下紫外光通信技术应用, 当误码率<10-4, 传输速率为100 Mbit·s-1时, 对于紫外波长520 nm, 在干净的海洋中, 传输距离>170 m, 在海港水质下通信距离降低为15 m;当紫外波长为270 nm时, 通信距离为11.6 m, 该系统采用Si PM探测器阵列和UV LED阵列[5]。
2009年加利福尼亚大学 (University of California) 详细研究了非直视紫外光信道传输特征, 分析了发射机仰角与接收机仰角对紫外通信误码率和数据传输率的影响, 并对不同紫外探测器APD和PMT的作出了性能分析;比较了不同调制方式对接收误码率的影响;建立了紫外光单次散射模型和基于Monte Carlo的紫外光多次散射模型, 并认为多次散射模型相比单次散射模型具有更好地仿真紫外光信道, 基于此分析了不同模型的脉冲响应[14]。
2010年, 加利福尼亚大学的陈刚, 徐正元等建立了一个窄脉冲展宽实验平台, 发射机采用一种紧凑型Q开关, 四倍频的Nd:YAG激光器, 波长为266 nm, 外接一个10 Hz的矩形脉冲信号发生器, 产生相应的在10 Hz的激光脉冲序列;每个脉冲宽度为3~5 ns, 能量为3~5 m J;接收端探测器采用雪崩光电二极管 (APD) 和倍增管PMT, 探测器后面接一个高增益的前置放大器。在通信距离为100 m时, 测试了不同发射视场角和不同接收机视场角下的非直视信道脉冲响应, 从而对脉冲展宽进行实验验证, 通过与仿真结果对比发现两者较吻合。
国外在紫外光通信方面进行了大量的研究, 且已有实用化的紫外光通信系统装备部队。但其研究工作的具体情况和技术细节处于高度保密状态。
2.2 国内研究进展
针对紫外光通信, 国内研究相对于国外起步较晚, 目前在紫外光信道仿真及关键技术取得了较大进展, 尤其是紫外光通信系统试验样机的制作成功, 这为实现紫外通信系统在工程化和使用化方面起到了重要的推动作用。
国内自1988年开始对紫外光通信进行研究、跟踪和检索;2005年底, LOS原理样机达到通信距离2~6 km, 数据通信波特率达到2.4 kbit·s-1, 误码率低于10-4, 实现了数据和语音通信。“十一五”期间, 开始探索车载NLOS紫外光通信是研究的关键技术;2009年开展舰艇编队应用长距离通信的演示验证研究, 实现全天候通信距离3~8 km, 通信速率9.6 kbit·s-1, 误码率<10-5。
2002年后, 开展了紫外光通信原理样机、大气散射传输理论和外场实验研究, 系统采用异步串行方式进行数据传输, 实现通信距离1.6 km。此外, 还有其他研究单位对紫外光通信关键技术进行了研究。同年还开始了紫外光通信的系统构成和关键技术研究, 并进行样机试制。对紫外光通信系统的光源、发射器结构、光源驱动和调制方法、滤光系统、探测器设计、紫外光大气传输特性的建模仿真等进行较为详细的调查研究, 发表论文多篇。目前通信样机已实现了200 m距离的语音、数据传输;2009年, 研究了JPEG编码算法与RS232串口通信协议, 搭建了图像发射端的软硬件平台, 通过对紫外光通信图像传输系统进行的实验, JPEG图像数据能以较低的误码率和延迟在紫外光信道中顺利传输, 实现了通信双方的可见性需求。
3 紫外光通信军事应用模式
紫外光通信作为新型保密通信方式。在军事上, 无论是对海陆空三军, 还是特种部队, 紫外光通信系统均有广泛的应用价值, 对未来战争、现代化国防也具有重要意义。
其在机械化部队运动中的作战通信, 坦克、炮兵和导弹部队的保密通信, 特种作战小分队、直升机小分队、海军舰队秘密集结、隐蔽航渡、舰船进港导引、航母机群起降过程、战地指挥所内部间的通信等方面均有重要应用。而在无线电静默、复杂电磁环境等情况下, 高速紫外光通信是一种重要的保障通信手段之一。在形成移动作战小组间的局域通信能力方面, 其具有无线电通信和红外视距通信所不可替代、并与之互补的独特优势。
尤其是实现了高速业务通信的紫外光通信技术, 不但可发挥其抗干扰力强、保密性能好、可全向收发、可跨越障碍物和通信传输速率高等技术优势, 同时可与我军通信设备广泛使用的E1业务接口、数据链业务接口无缝连接, 成为通信链中的重要一员。
紫外光通信系统在地面上可采用车载式, 空中可采用机载式, 海上可采用舰载式, 因此可实现自组织网络移动式通信, 克服了传统有线或无线通信需铺设电缆和基站的缺点, 达到了跟随部队快速机动, 适应战场环境的目的。
3.1 海军应用
美国、俄罗斯等海军强国早已将紫外光通信应用于舰艇通信多年, 且技术成熟。美海军已研制出应用于舰艇和舰载直升机的紫外光通信系统, 为舰船和直升机之间提供通信。此外, 还将紫外光通信应用于航空母舰和舰载机之间的甲板通信, 也可应用于海军舰队秘密集结、隐蔽航渡、舰船进港导引、在航母机群起降导引、对潜通信等。其海军应用领域及特点:
(1) 代替旗语和灯语。目前舰艇所使用的灯语和旗语通信有明显缺点:信息容量小、通信速率慢、误码率高、自动化程度低、恶劣环境下无法工作。而紫外光通信系统克服了以上缺点, 即使在恶劣环境下, 非视距通信也可达1~3 km, 视距通信可达5 km以上, 且夜晚相比白天工作距离更远。
(2) 紫外夜视系统。随着海战场由近岸到近海, 再到远海的转变, 海战场环境信息化保障面临新的挑战。在索马里或其他远洋运行中, 我军舰艇为了保密需要, 一般采取夜间补给方式, 而夜间补给双方因无法看见对方而导致补给困难, 灯光照明方式又易被敌人发现。而红外夜视系统, 由于采用被动接收辐射图像, 只能分辨出船体发热区域, 无法覆盖整个船体。采用紫外夜视系统主动照明方式, 发射源采用紫外光波段, 则可防止可见光暴露, 接收可利用紫外CCD成像。由于紫外光在大气中衰减强烈, 因此在一定距离外敌方无法探测。
通过结合紫外光通信系统, 在战舰补给中采用紫外夜视系统, 实现了无灯光保密作业, 采用紫外光通信实现了无线电静默。一方面提高了海军补给的保密性, 降低了夜间补给难度;另一反面由于补给中通信、作业等安全, 给予海军战士心理上的保证。
(3) 海军舰艇编队内保密通信。当舰队必须保持无线电寂静时, 可用紫外光通信系统提供舰船之间的近距离通信, 具体功能可实现如下:1) 舰艇编队内部舰-舰战术协同通信、报文和话音业务。2) 单舰或舰艇编队通过沿海观通信站或雷达站, 需要战术情报或警报报知时的报文、话音通信。3) 舰或舰艇编队通过沿海观通站或雷达站, 需转发机要报时。4) 单舰或舰艇编队进、出港, 需与本军信号台联络等场合。
(4) 舰载飞机导引系统。紫外光通信技术可用于改进舰载飞机的惯性导航系统, 与其他通信方式相同, 航母飞行甲板通信系统将同时沟通航母通信与所有飞机之间的通信, 紫外光发射机安装在航母的舰桥上, 以水平方式向甲板辐射紫外光信号, 每架飞机上装有一台小型轻便接收机, 面朝天安装, 以收集散射在大气层中的脉冲编码惯性导航数据, 这样飞机便可自由移动, 并能同时收发数据, 如图3所示。
(5) 紫外敌我识别系统。可采用“日盲区”紫外光源作为发射源, 前面加滤光片滤除可见光, 并可连续发射敌我识别码, 由于紫外光强烈衰减特性, 故不会出现暴露可能。
(6) 紫外告警系统。
(7) 航母舰面内部保密通信。
(8) 海军两栖作战部队通信。
3.2 陆军应用
在机械化部队运动中的作战通信, 坦克、炮兵和导弹部队的保密通信, 特种作战小分队、战地指挥所内部间的通信等方面均有重要应用, 传统通信方式的电缆或基站一旦被摧毁将会导致通信彻底中断, 对于战场环境, 是无法接受的;紫外光信号在战场上难以被侦测到, 作为攻击目标的可能性小。即使被破坏, 由于其机动性强, 可使用备份设备, 快速抢通战时通信系统。紫外光通信过程中, 发射机以某一方向和一定发射功率向通信范围内不断发射音频紫外光载波信号。对于地形复杂的地区, 若数据链路的可视距方式无法实现, 则可采用非视距通信方式来克服建筑物、树木等障碍物的影响。在接收端, 接收机在有效范围内可方便地接收话音信号, 同时还可自由移动并保持良好的话音质量。
在城区或地形复杂区域巡逻的小分队, 若视距通信无法实现, 也可采用紫外光通信系统传递秘密信息, 以协调地面行动。如图4和图5所示。
3.3 空军应用
紫外光通信系统可用于超低空飞行的直升机小队进行不问断的内部安全通信。使用该系统的每架飞机均装备有一套收发系统, 发射机以水平方向辐射光信号, 接收机则面朝天安装, 以收集散射到其视野区内的紫外光信号, 从而使全小队的电机均可收到相同的通信信号。另外, 还有一种方案是在该方案的基础上引申出来的, 其可用于与地面部队通信。因直升机驾驶员了解通信无法被敌人探测, 故可向其的地勤人员传送话音或数据[8]。
4 结束语
紫外光通信具有其他无线电通信和红外视距通信等手段所不可替代、并与之互补的独特优势, 因此具有良好的军事应用前景。从长远发展的角度来看, 紫外光通信的发展方向主要分两种:一种是基于短距离通信的便携式高速紫外光通信设备, 可主要在单兵便携使用或装甲车上使用, 该设备要求体积小、重量轻、功耗低、便于携带。第二种是基于较长距离的紫外光通信系统, 采用先进的大功率紫外光源及大视场范围紫外接收系统, 使紫外光通信设备向长距离的方向发展, 使之应用范围更广, 其可被安装于通信车、飞机或舰艇上使用。
参考文献
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[3]张建勇, 钟生东.紫外线技术在军事工程技术中的应用[J].光学技术, 2000, 26 (4) :308-315.
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[7]孙剑平.舰艇紫外光通信系统顶层设计和技术研究[D].合肥:国防科学技术大学, 2005.
紫外技术 篇10
1 样品的制备
1.1 ZnO薄膜的基本性质
ZnO薄膜具有C轴择优生长的六角形纤锌矿结构[2],由氧的六角密堆积和锌的六角密堆积反向嵌套而成,这种结构比较开放,半径较小的原子容易变成间隙原子,可通过掺入B,F,Al等不同的杂质元素来改变薄膜的性能。ZAO薄膜正是通过ZnO薄膜掺入A1元素而获得,具有与ZnO薄膜相同的六角形纤锌矿结构,并呈(002)面择优取向。因为A1离子半径比Zn离子半径小,A1原子容易成为替位原子而占据Zn原子的位置,也容易成为间隙原子而存在。
1.2 ZnO薄膜的制备方法
ZnO薄膜的制备方法多种多样,可以适应不同的需求。主要有化学气相沉积法、喷雾热解法、溶胶凝胶法、分子束外延、脉冲激光沉积、磁控溅射法等。本文采用的射频溅射法[3]是适用于各种金属和非金属的一种溅射方法。该方法的优点是溅射工艺可控,溅射薄膜与衬底具有良好的附着力,而且溅射镀膜密度高,薄膜性能好。溅射实际上是一个动量传递的过程,也就是使高能粒子冲击固体表面,固体表面的原子或分子在与这些高能粒子交换了动能后,从固体表面飞出来的现象。磁控溅射又称为高速、低温的溅射技术。它在本质上是按磁控模式运行的二极溅射。在磁控溅射中不是像三级溅射那样依靠外加的源来提高放电中的电离率,而是利用了溅射产生的二次电子本身的作用。直流二极溅射产生的二次电子有两个作用:一是碰撞放电气体的原子,产生为维持放电所必需的电离率;二是到达阳极时撞击基片引起基片的发热,在磁控溅射中,增设了和电场正交的磁场。二次电子在这正交的电场和磁场的共同作用下,不再是作单纯的直线运动,而是按特定的轨迹作复杂的运动。这样二次电子到达阳极的路程大大增加,碰撞气体并使气体电离的几率大大增加,因此二次电子的第一个作用也大大地提高。二次电子在经过多次碰撞之后本身的能量已基本耗尽,对基片的撞击作用也就明显地减少。此外,磁控溅射中的阳极置于磁控靶的周围,基片并不放于阳极上而是在靶对面处于悬浮电位的基片架上,所以二次电子主要是落在阳极上而并不轰击在基片上。在磁控溅射中,正是利用了正交的磁场和电场的作用,使二次电子对溅射的有利作用充分地被发挥出来,并使其对基片升温的不利影响尽量地压抑下去。这就是磁控溅射之所以能成为一种实用的高速、低温溅射源的原因。
1.3 实验参数及过程
1.3.1 实验流程
1.3.2 参数选择
实验中,选取背底真空、溅射功率、靶基距、溅射时间为固定参数,而选取不同的VO2∶VAr比和基片温度作为调节参数,来研究分析不同VO2∶VAr比对结晶质量的影响,不同的基片温度对晶粒质量的影响。根据不同参数选择共制得如表1所示的7种样品。
1.3.3 溅射过程
(1)实验准备。首先打开电源和冷却水装置开关,关闭所有进气口和出气口,放入已经清洗好的基片,打开机械泵,将真空抽至6 Pa以下,启动分子阀,将背底真空抽至0 Pa。
(2)起辉、调节功率及预溅射。打开高压气瓶,用气体流量控制器慢慢充入高纯氩气和氧气。打开射频电源,调节板压,使溅射室出现辉光,然后使溅射功率达到100 W,预溅射5 min。
(3)溅射开始,旋转基片到溅射辉光下,溅射计时开始。
(4)溅射时间到后,关闭射频电源,再关闭进气阀,最后关闭分子泵和机械泵,电源和水。
2 样品测试及结果分析
2.1 氧氩比对结晶质量的影响
在不同的工艺条件下制备了一系列样品,其中编号为1～3的典型样品的工艺条件列于表2中。
由图3可知,当VO2∶VAr在3∶1时,即图3(a),在XRD图谱2θ=34.7°处得到比较强的(002)衍射峰并且得到的半高宽也比较窄。VO2∶VAr过大2∶1(如图3(b))和过小4∶1(如图3(c))时,都不能得到理想的(002)峰,当氧氩比加大时,由于氩气增多,导致轰击锌靶的氩离子增多,使得游离态的Zn原子增多导致氧气相对不足,从而破坏了薄膜结构,影响了ZnO薄膜的生长。VO2∶VAr增大时,氧分压增大,过多的氧停留在晶界上,使晶粒尺寸减小,结晶质量下降,影响了薄膜的结构,这与参照K.eller,F.kudella等人研究结果[4]和本实验室的前期研究工作。同时氧氩比对溅射率也有一定影响,氧氩比减小时,溅射率增大,原因是由于溅射产额增多,粒子到达基片的几率增大,从而溅射率增加。所以在实验制备过程中,一般选用VO2∶VAr为120∶40作为优化的实验条件。
2.2 基片温度对晶粒质量的影响
基片的温度对于薄膜中的晶轴取向至关重要,基片温度影响基片吸附原子的迁移和再次蒸发。在实验中选VO2∶VAr为120∶40分别在100 ℃,250 ℃,450 ℃,600 ℃的衬底温度下制备ZnO薄膜,其他工艺条件不变,对生成的ZnO薄膜进行SEM扫描电镜分析。
基片温度偏低时,溅射的锌原子和氧原子在硅衬底上吸附后,由于原子的能量较低,在到能量最低的位置前就进入晶格位置,使薄膜的取向性变差;温度适当时,可以使结合不好的原子再次蒸发,吸附原子有适当的能量迁移到能量最低的晶格位置,同时又有较低的解析速率,有利于沿C轴方向垂直基片的晶粒生长,得到较好结晶性能的薄膜;但温度太高,虽然吸附原子有较大的动能,氧原子在衬底表面的脱附加剧,同样会引起结晶质量的下降,还有温度过高使ZnO分子有多余的能量沿其它晶向生长,造成晶体取向混乱[5]。
从薄膜的SEM图来看,晶粒尺寸随基片温度的升高逐渐变大,到450 ℃时,晶粒尺寸达到最大,基片温度再升高时,晶粒尺寸变小,这种变化和结晶质量的变化一致。所以在实验过程中一直采用450 ℃作为基片温度,以达到最理想的效果。
2.3 表面电阻与溅射时间的关系
在集成电路和各类半导体器件的科研与生产中,四探针技术在测量扩散层和其他薄膜的薄层电阻中,得到了广泛应用。即使在超大规模集成化的今天,微区及微样品薄层电阻的测量仍然采用此方法[6]。直线四探针和方形四探针是最常用的方法,如图5所示,薄层电阻可以从式(1)求得[7]
Rs=KV/I (1)
其中,I是通过两电流探针的电流强度;V是两电压探针间的电势差;K称修正系数,是与样品的形状、大小以及探针在样品上的位置有关。
溅射条件:基片温度450 ℃;真空度2×10-3 Pa;溅射功率10 W;Ar流量150 ml/min。在以上溅射条件下,研究了透光率与溅射时间的关系,通过四探针法测Cr电极表面电阻得到如表2所示的关系。
由表3可以看到,随着溅射时间的增加,Cr电极表面电阻随之减小。而在制作光电阴极时,要求电阻越小越好,但由于随着溅射时间的增加,Cr电极厚度会随之不断增加,因而不能保证实验所需的最低为80%的透光率[8]。由图6可以看出,在400 nm以下的紫外光区域,溅射时间为20 s的Cr电极的透光率最高在80%以上。在制备Cr电极的过程中,选择了20 s的溅射,以保证地电阻率和高透光率的双重要求。
3 样品的激活
激活是制作ZnO光电阴极的关键步骤,采用标准的“yo-yo”技术[9],即待经热清洁的ZnO表面冷却到室温时,进铯,同时检测光电流的变化,控制进铯量使光电流达到最大并下降到峰值的70%;停止进铯,同时开始进氧,使光电流达到新的最大值,进一步进氧使光电流超过最大值后略有下降;再进使光电流达到最大,停铯进氧,如此交替进铯、氧,直到光电流不再明显增加为止。如图7为光电流、暗电流在激活前后的比较。可以看见激活后的光电流提升了1～3个数量级以上,并且在激活后暗电流也大大减小,所以样品激活后的光暗电流比高于激活前的光暗电流比。
4 结束语
采用磁控溅射的方法制备了ZAO薄膜,探讨了ZnO紫外光电阴极的制备条件及性能,熟悉了ZnO紫外光电阴极相关知识。探索了ZAO紫外光电阴极制备工艺,确立VO2∶VAr为120∶40、45 0℃基片温度的实验条件。通过蒸Au和制作Cr电极,实现透明导电层。对ZnO紫外光电阴极的激活做了初步的探索,发现激活后的光暗电流比得到了提高。
摘要：采用磁控溅射方法,探索ZnO薄膜制备的最佳工艺。研究了氧氩比、基片温度,对晶粒质量的影响,以及表面电阻与溅射时间之间的关系,使薄膜具有高电阻率,并研究了激活前后光暗电流的关系,满足薄膜在紫外探测器领域的应用。
关键词：ZnO光电阴极,ZAO薄膜,磁控溅射法,激活工艺
参考文献
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[3]彭少麒,章佩娴,叶贤京.射频溅射无定形硅性质研究[J].中山大学学报:自然科学版,1982(3):14-15.
[4]HONG R J,SHAO J D,HE HB,et al.Effects of oxygenpartial pressure on optical absorption edge and UV emissionenergy of ZnO films[J].Chinese Optics Letters,2005,3(7):428-431.
[5]郑丁葳,倪晟,赵强.不同氧分压下直流反应溅射ZnO薄膜的结构和光学特性[J].光学学报,2007,27(4):739-743.
[6]德国标准化学会.DIN 50431-1988[S].德国:DE-DIN,1988.
[7]晏敏.智能四探针电阻率测试仪研究及开发[D].长沙:湖南大学,2005.
[8]俞振南,姜乐,熊志华,等.磁控溅射技术制备ZnO透光薄膜[J].南昌大学学报:理科版,2007(5):10-12.
紫外线快速消牙痛 篇11
湘雅二医院康复科张长杰教授介绍，紫外线具有消炎、杀菌、镇痛、促进维生素D3形成、调节机体免疫功能的作用。每次紫外线照射只需数秒，无痛无创，经过三次治疗牙疼可大大缓解。
紫外线是否对胎儿和人体有害?这点大可不必担心。紫外线只是对皮肤伤害大一些，穿透人体深部的量则微乎其微，根本不会影响到胎儿。在紫外线治疗牙痛时，光束局限，主要作用在牙齿疼痛的浅表部位。况且，紫外线能促进维生素D3的形成，维生素D3可促进肠道对钙磷的吸收及肾小管对钙磷的重吸收，还有利于保持孕妇及胎儿体内血液中钙磷比例的平衡。
对于孕妇牙痛，预防也很重要，需要孕妈咪在怀孕的每个阶段，都注意保护牙齿的健康。
注意口腔卫生，养成“早晚刷牙，饭后漱口”的良好习惯。睡前不宜吃糖、饼干等淀粉之类的食物；平时宜多吃清胃火及清肝火的食物，如南瓜、西瓜、荸荠、芹菜、萝卜等；忌酒及热性动火食品；勿吃过硬食物，少吃过酸、过冷、过热食物。
脾气急躁，容易动怒会诱发牙痛，故怀孕时宜心胸豁达，情绪宁静。保持大便通畅，勿使粪毒上攻。发现蛀牙，及时治疗。链接：
止牙痛民间验方
“牙疼不算病，疼起来要了命。”出现牙疼时，除了到医院诊治外，一些民间小验方也能起到较好镇痛作用。
验方一：将大蒜捣烂，温热后敷在疼点上可治疗牙髓炎、牙周炎、牙疼等症状。
验方二：把味精按1：50的浓度温开水融化后，口含味精溶液一会儿，再吐掉。连续几次，坚持两天左右，牙疼会消失。
验方三：牙疼时可切一片生姜咬在痛处，必要时可重复使用，睡觉时含在口中也可以。
验方四：取白胡椒10克研为细末，加酒精调成糊状，分四次放入牙洞内可镇痛。
验方五：六神丸一至两粒，研碎涂于惠齿牙龈上5至10分钟，每天一次，一般不超过3次，效果不错。
验方六：取白酒100克放入杯中，加食盐10克搅拌，食盐溶化后烧开。待温度适中时，含一口白酒盐水在牙疼处，注意切莫咽下，牙疼会立刻止住。
紫外技术 篇12
电气故障紫外线检测是近几年发展起来的故障检测技术。紫外成像仪是较常用的紫外检测设备,所采用的就是紫外检测技术。由于在日常情况下,局部放电是很难用肉眼看到的,但可以通过紫外摄像机捕捉到紫外光信号。紫外成像仪的原理是先采集故障点的紫外图像和可见光图像,然后采用图像融合技术,将两幅图像融合成一幅既包含局放点紫外光又包含可见光背景的新图像,从而准确定位故障点。国外先进的紫外成像仪有以色列ofil公司的全日盲紫外成像仪SUPBER、UVOLLE-VC和南非CSIR公司生产的Coro CAM紫外成像仪等[1,2]。
图像融合技术[3]是紫外检测技术的核心部分,是把两个或者多个信号源的图像按照一定的规则融合成新的图像,然后生成融合图像。融合图像可以很好地表达融合源图像的图像信息。紫外光与可见光图像融合是近十几年才发展起来的图像融合技术,目前市面上的紫外成像仪大都采用紫外图像融合技术,但所运用的融合算法却不尽相同,例如加权融合算法和拉普拉斯融合算法都是比较常见的融合算法。
独立成分分析[4]( independent component analysis,ICA) 是上世纪90 年代以后才发展起来的信号处理方法,其主要作用是从混合信号中分理处独立的、原始的信号。独立成分分析在信号去噪方面也有很广泛的用途。不同于其他融合算法,ICA算法可以有效地去除图像系数冗余性,在应用到图像融合技术时具有很大的优势。目前市场上的紫外成像仪使用的图像融合方法有很多,应用最广泛的是加权融合法,但是效果一般。由于笔者研究的紫外图像融合算法适用于电气设备局放检测,它对融合后的局放故障点的轮廓、信息量、能量值等要求很高。
文献[7]提出的方法在紫外图像和可见光图像融合中的效果并没有达到预想的要求,故本研究通过对系数处理和对ICA算法的改进,弥补ICA算法直接应用于紫外图像融合的缺点,以获得较好的融合效果。
1紫外成像系统设计
双通道电晕紫外检测系统是紫外成像仪常采用的紫外成像系统,该系统把可见光分为两条光路,一条为可见光通道,另一条是紫外光通道,两条通道采集的图像信号通过图像采集卡传输到PC端,然后进行图像融合,得到可识别电晕故障点的融合图像,从而准确定位故障[5,6,7,8]。
双通道电晕紫外检测系统结构图如图1 所示。
2ICA算法基本原理
ICA算法实际上是一种将源信号从未知混合信号中分离算法,它可以把信号分解成若干个互相独立的成分,是一种根据源信号系数的统计特性,仅由观察的混合信号分离出未知源信号的过程[9]。
首先假设有N个观测信号x1,x2,x3. . . xn记做X,它可由N个独立变量s1,s2,s3. . . sn线性组成,即X =AS。( 式中: A是混合矩阵) 。
ICA算法的基本原理是在源信号S和混合信号A均不可知的情况下,求得解混矩阵W,使得X经过W之后所得输出Y( Y = WS) 是S的最优逼近。
ICA解混模型示意图如图2 所示。
为了方便起见,在进行独立分量分析的时候一般进行以下假设:
( 1) 待观察信号数目M不小于源信号数目N,取M = N,即信混合之后所得矩阵为满秩矩阵。
( 2) 源信号S的每个分量之间是保持相互统计独立的。
( 3) 源信号的每个分量最多只有一个是服从高斯分布的。
目前对于ICA算法的研究分为两大类,一是迭代估计方法,二是统计学的代数方法。由于源信号具有独立性和非高斯性,故研究者可以运用统计学和信息论等方法对其进行研究,例如针对最大熵、最大似然、负熵和最小互信息等计算方法对独立分量进行估算。其中,常用的ICA算法有Fast ICA算法,Infomax算法和最大似然估计算法等[9]。
3ICA算法的改进方法
本研究使用的算法是由芬兰赫尔辛基大学Hyvrinen等学者提出的Fast ICA算法,也叫作固定点算法。Fast ICA是用于寻优的迭代算法,与其他算法相比,Fast ICA算法具有速度快的特点,与传统神经网络算法的不同之处在于其可以对信号进行批量处理,这样可以为算法的迭代过程节省大量时间。利用最大熵原理来接近负熵的原理是Fast ICA算法的基本思想,故其可以说是一种最小化估计分量互信息的神经网络方法,通过合适的非线性函数来寻找最优[10]。
Fast ICA算法采用的是固定点迭代优化算法,具体可以总结为以下几步:
( 1) 将混合信号X进行中心化,即令混合信号系数均值为0;
( 2) 白化数据Z = Q × X,其中Q是白化矩阵,之后算法对Z进行操作;
( 3) 获取需要估计分量的数量,设置最大迭代次数P←1;
( 4) 设置Wp为随机初始权矢量,使其满足‖Wp(0)‖2=1;
( 5) 令WP= E{ Zg( WPTZ) } - E { g' ( WpTZ) } W ( 式中: g,g'—导函数和非线性函数) ;
( 6) 归一化: 令Wp= WP/ ‖WP‖,如果未收敛,则返回步骤( 3) 。
和其他文献不同的是,本实验所用信号源为紫外图形和可见光图像,两幅图像在图像能量、低频系数灰度值方面差异很大,若直接进行ICA分析,将会出现紫外图像信息丢失的现象,为使处理会图像系数既可以表达紫外图像信息又具备可见光图像信息,本研究对Fast ICA算法的改进思想是首先把两幅源图像小波分解后的系数进行加权处理,即D = a D1+ b D2,其中D1为可见光图像系数,D2为紫外图像系数,从而形成一组新的系数D( d1,d2,d3…dn)[11]。
对于加权系数的选取规定a + b = 1,经过多次实验加权系数取值范围为a的取值范围[0. 1,0. 4]。为了使处理后的图像保持清晰且图像系数尽可能保留原可见光图像信息并含有紫外图像信息,实验决定在保证平均梯度AG > 2. 0 的前提下,在[0. 1,0. 4]之间选取30 个点进行择优,以加权后图像和原紫外光图像的相关系数Corr和加权后图像与原可见光图像偏差指数Bindex为权值择优依据,选取Corr - Bindex最大时的a的值为最优权值。
相关系数Corr的公式为:
式中: X,Y—待融合的紫外和可见光图像中提取的系数。
偏差指数Bindex的公式为:
式中: xi,j,x'i,j—原图像和处理之后图像的灰度值。
取Corr - B值最大时求得的a值,然后得到加权所得系数D。加权后的图像系数同时具备紫外图形和可将光图像的信息,然后将加权所得的系数D和可见光图像系数D1进行串接组合,形成混合信号X。设每幅图像的系数长度为N,则X为大小为2 × N的矩阵。
将所得的混合系数X进行独立分量分析,从而得到源信号的估计系数Y( y1,y2,y3. . . yn) 。此时系数Y可以很好地表达融合图像的高频系数和低频系数,但对于紫外图像故障点的表达并不是很理想。本研究使用对图像系数绝对值取大的融合规则,将源信号估计系数Y与加权系数D进行融合,达到对故障点清晰显示的效果,融合规则如下:
若abs( D( i,j) ) - abs( Y( i,j) ) > 0,则M( i,j) =D( i,j) ;
若abs( Y( i,j) ) - abs( D( i,j) ) > 0,则M( i,j) =Y( i,j) ;
其中: ( i,j) —图像系数矩阵在第i行、第j列的数值。
4仿真实验及方法比较
本次实验选取一组电缆线上的紫外图像和可见光图像,尺寸为369 × 463。笔者采用4 种融合方法与本研究改进方法进行比较,分别是:
( 1) 简单加权融合法;
(2)拉普拉斯金字塔融合算法;
(3)小波变换融合算法;
( 4) 传统ICA融合算法;
其中方法一是市面上的紫外成像仪通常采用的基于小波的加权平均融合法,方法二采用文献[12]中的拉普拉斯融合算法,采用5 层金字塔分解,其融合规则是: 顶层子图像采用基于区域平均梯度取大进行融合,其余层子图像采用基于区域能量取大进行融合。方法三采用基于小波变换的低频系数取平均值,高频系数求绝对值然后取极大的融合规则[13]。方法四直接采用Fast ICA算法对图像进行融合。以上小波变换所采用小波均为bior1. 1 小波。对自外图像和可见光图像融合仿真实验结果及对比图如图3 所示。
由图3( f) 、3( g) 可以很直观地看出传统的Fast ICA图像融合方法在人眼视觉上效果不好,对局放故障点的表达很不清晰。为了更好地评价改进后方法和他四种方法的融合效果,本研究采用以下5 个指标进行评价[14]:
( 1) 熵( H) 。熵表示图像的平均信息量,是表达图像信息是否丰富的评价指标;
( 2) 平均梯度( AG)[15]。平均梯度表示图像的清晰度,即图像对细节对比的表达能力与纹理反差特征;
( 3) 空间频率( SF) 。空间频率可以很好地表达融合图像在空间域中的总体活跃度;
( 4) 相关系数( Corr) 。相关系数表示的是两幅图像之间的相关性,相关系数越小则两幅图像的相似程度越低;
( 5) 标准差( SD) 。标准差是把融合图像灰度相对于灰度均值的离散情况数值化;
若评价指标的数值越大,则表示图像融合效果越好。四种融合算法的融合图像评价指标对比如表1所示。
由表1 的评价指标可以看出,本研究提出的图像融合方法的各项评价指标都优于其他方法,达到了较好的融合效果。
5结束语
紫外检测技术在电气故障方面的应用前景十分广阔,笔者根据紫外检测技术的原理,针对紫外图像和可见光图像的特点改进了传统的ICA图像融合算法。并将实验结果与另外4 种算法进行比较,通过评价指标可以看出改进后算法的可行性和优越性。经过仿真实验将该算法运用于紫外成像系统,可以准确定位电晕放电故障点,图像清晰度高、过渡平滑、融合效果很理想,适用于紫外成像技术和紫外成像设备。