專利名稱：具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種紫外線傳感器，尤指一種具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器。
背景技術(shù)：
由于大氣中的臭氧層長(zhǎng)期受人為排放的氟氯碳化合物(chlorofluroc-aaarbons，CFCs)所破壞，造成近地面紫外線輻射逐年增加。而紫外線的照射可能造成皮膚的病變。因此，若可偵測(cè)當(dāng)時(shí)的紫外線強(qiáng)度，人們便可適時(shí)地注意自身的健康安全，才不至于暴露于強(qiáng)烈的紫外線下而不自知，并于紫外線強(qiáng)的時(shí)候，避免不必要的外出或防范紫外線的照射。
一般而言，紫外線可分類成三種類型紫外線A(UV-A；波長(zhǎng)介于320-400nm)、紫外線B(UV-B；波長(zhǎng)介于280-320nm)和紫外線C(UV-C；波長(zhǎng)小于280nm)。在這三類中，UV-C是最危險(xiǎn)的紫外線，幸運(yùn)的是，UV-C比較不容易抵達(dá)地球表面。而由于臭氧層的衰減，近地面UV-B輻射會(huì)大幅增加，而非UV-A輻射增加。這是因?yàn)榇髿庵谐粞跷誙V-B輻射的效率約為吸收UV-A的100至1000倍，因此大氣臭氧減少，反將會(huì)造成近地面UV-B大幅增加。
對(duì)于人類而言，請(qǐng)參閱圖1；圖1為紅斑作用光譜曲線(erythema actionspectrum)。波長(zhǎng)范圍介于280nm至298nm(屬于UV-B波長(zhǎng))是造成皮膚致紅最主要的波段，其加權(quán)數(shù)值為1。當(dāng)波長(zhǎng)大于298nm時(shí)，其加權(quán)數(shù)值快速減少；至400nm時(shí)則只剩下約萬(wàn)分之一。
因此，若要有效地偵測(cè)有害于人類健康的紫外線，應(yīng)以偵測(cè)紫外線波長(zhǎng)范圍介于280nm至298nm為主；換句話說(shuō)，應(yīng)以偵測(cè)UV-B波長(zhǎng)為主。然而，市面上紫外線偵測(cè)的相關(guān)儀器，如光電倍增管(photo multiplier tube)、硅晶體紫外線傳感器(silicon UV detector)以及氮化鎵紫外線傳感器(AlGaN UV detector)等，皆不適合應(yīng)用于偵測(cè)UV-B的產(chǎn)品。原因是光電倍增管所需的電壓較高、體積較大、操作不易且生產(chǎn)成本過(guò)高。硅晶體紫外線傳感器則是偏重可見(jiàn)光(波長(zhǎng)介于400nm-760nm)的偵測(cè)，其主要偵測(cè)的波長(zhǎng)范圍為350nm至950nm之間，對(duì)于紫外線的感測(cè)能力較差。另外，雖然氮化鎵紫外線傳感器主要偵測(cè)的波長(zhǎng)范圍介于200nm至365nm之間，但其在制造時(shí)容易產(chǎn)生晶格缺陷(lattice defect)，造成生產(chǎn)上很難控制且良率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器，以解決上述的問(wèn)題。
本發(fā)明揭露一種具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器，其包含一光敏電阻，其輸出值可隨著所接收的光線強(qiáng)度而改變，以及一石英玻璃，安裝于該光敏電阻上，以過(guò)濾該光敏電阻所接收的光線。
本發(fā)明還指出一種具有硫化鋅層的紫外線傳感器，其輸出值可隨著所接收的光線強(qiáng)度而改變，該紫外線傳感器包含一外殼；一陶瓷基板，設(shè)于該外殼的內(nèi)側(cè)；一硫化鋅層，設(shè)于該陶瓷基板上，用以接收光線；二電極，設(shè)置于該硫化鋅層上；以及二引線，貫穿該二電極、該硫化鋅層與該陶瓷基板，用以作為該光敏電阻的兩端子。


圖1為紅斑作用光譜曲線。
圖2為本發(fā)明具有可穿透紫外線石英玻璃的紫外線傳感器的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明
10紫外線傳感器20光敏電阻21外殼22電極24硫化鋅層26陶瓷基板28引線30英玻璃 32銀層具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明具有可穿透紫外線石英玻璃30的紫外線傳感器10的示意圖。紫外線傳感器10包含一光敏電阻20以及一可穿透紫外線的石英玻璃30。光敏電阻20包含二電極22、一硫化鋅層24、一陶瓷基板26、二引線28以及一外殼21。陶瓷基板26設(shè)于外殼21的內(nèi)側(cè)，硫化鋅層24設(shè)于陶瓷基板26上，用以接收光線，二電極22設(shè)置于硫化鋅層24上，二引線28，貫穿電極22、硫化鋅層24與陶瓷基板26，用以作為光敏電阻20的兩端子。外殼21的材料可為陶瓷或其它材料。
硫化鋅層24為光導(dǎo)電體，當(dāng)特定光線照射于其上時(shí)，相對(duì)的會(huì)在硫化鋅層24中產(chǎn)生載子，以提高硫化鋅層24的導(dǎo)電性，因此在二電極22之間的阻值會(huì)隨著硫化鋅層24所接收的光線強(qiáng)度而改變。注意的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的光敏電阻的光導(dǎo)電體通常為硫化鎘(CdS)，其偵測(cè)的光以可見(jiàn)光居多，其波長(zhǎng)范圍為540nm以上，因此對(duì)于紫外線感測(cè)較差。而本發(fā)明利用硫化鋅層24的原因在于硫化鋅層24偵測(cè)的主要光線為紫外線，其波長(zhǎng)范圍為380nm以下，更能符合本發(fā)明的需求。
石英玻璃30安裝于光敏電阻20上，其僅可穿透紫外線。石英玻璃30的一側(cè)具有一層高純度的銀層32，其純度為99％以上。利用調(diào)整此銀層32的厚度來(lái)隔絕部份頻率的紫外線，以使光敏電阻20僅可接收未被隔絕的紫外線。譬如調(diào)整銀層32的厚度使僅有波長(zhǎng)介于280nm及380nm之間的紫外線能穿透銀層32來(lái)照射于光敏電阻20上的硫化鋅層24，以改變光敏電阻20的阻值。由于在石英玻璃30的一側(cè)鍍上銀層32后，只要銀層32的厚度恰當(dāng)，即可控制穿透銀層32的紫外線的波長(zhǎng)范圍。因此在本發(fā)明中，硫化鋅層24亦可由其它可偵測(cè)紫外線的光導(dǎo)電體材料所取代。
如前所述，紫外線輻射對(duì)人體的危害以UV-B波長(zhǎng)最甚，因此只要將上述石英玻璃30制作成僅可通過(guò)UV-B波長(zhǎng)的石英玻璃，再配合光敏電阻20的運(yùn)作，即可有效地偵測(cè)UV-B。因此本發(fā)明可應(yīng)用于任何偵測(cè)紫外線的相關(guān)產(chǎn)品上。當(dāng)環(huán)境的UV-B的強(qiáng)度(紫外線指數(shù))超過(guò)安全范圍時(shí)，本發(fā)明的紫外線傳感器10利用其阻值的變化，亦可經(jīng)由簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)而成為電流值變化或電壓值變化，總稱為輸出值。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種可精確偵測(cè)特定紫外線波長(zhǎng)范圍的傳感器。相較于光電倍增管、硅晶體紫外線傳感器以及氮化鎵紫外線傳感器，本發(fā)明更適合應(yīng)用于偵測(cè)UV-B的產(chǎn)品，且可大量生產(chǎn)。然而，本發(fā)明并無(wú)局限于偵測(cè)UV-B波長(zhǎng)，其可依不同需求改變石英玻璃中高純度銀的厚度，以阻隔不同波長(zhǎng)范圍的紫外線。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器，其特征在于，包含一光敏電阻，其輸出值可隨著所接收的光線強(qiáng)度而改變；以及一石英玻璃，安裝于該光敏電阻上，以過(guò)濾該光敏電阻所接收的光線。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外線傳感器，其特征在于，該石英玻璃僅可穿透紫外線。
3.如權(quán)利要求2所述的紫外線傳感器，其特征在于，另包含一銀層，形成于該石英玻璃的一側(cè)，用來(lái)隔絕部份頻率的紫外線，以使該光敏電阻僅可接收未被隔絕的紫外線。
4.如權(quán)利要求3所述的紫外線傳感器，其特征在于，該銀層的純度約為99％以上。
5.如權(quán)利要求3所述的紫外線傳感器，其特征在于，能穿透該銀層的紫外線的波長(zhǎng)介于280nm及380nm之間。
6.如權(quán)利要求1所述的紫外線傳感器，其特征在于，該光敏電阻包含一外殼；一陶瓷基板，設(shè)于該外殼的內(nèi)側(cè)；一硫化鋅層，設(shè)于該陶瓷基板上，用以接收光線；二電極，設(shè)置于該硫化鋅層上；以及二引線，貫穿該二電極、該硫化鋅層與該陶瓷基板，用以作為該光敏電阻的兩端子。
7.如權(quán)利要求6所述的紫外線傳感器，其特征在于，該外殼包含陶瓷材料。
8.一種具有硫化鋅層的紫外線傳感器，其特征在于，其輸出值可隨著所接收的光線強(qiáng)度而改變，該紫外線傳感器包含一外殼；一陶瓷基板，設(shè)于該外殼的內(nèi)側(cè)；一硫化鋅層，設(shè)于該陶瓷基板上，用以接收光線；二電極，設(shè)置于該硫化鋅層上；以及二引線，貫穿該二電極、該硫化鋅層與該陶瓷基板，用以作為該光敏電阻的兩端子。
9.如權(quán)利要求8所述的紫外線傳感器，其特征在于，另包含一石英玻璃，安裝于該外殼上。
10.如權(quán)利要求9所述的紫外線傳感器，其特征在于，該石英玻璃僅可穿透紫外線。
11.如權(quán)利要求9所述的紫外線傳感器，其特征在于，另包含一銀層，形成于該石英玻璃的一側(cè)，用來(lái)隔絕部份頻率的紫外線，以使該紫外線傳感器僅可接收未被隔絕的紫外線。
12.如權(quán)利要求11所述的紫外線傳感器，其特征在于，該銀層的純度為99％以上。
13.如權(quán)利要求11所述的紫外線傳感器，其特征在于，能穿透該銀層的紫外線的波長(zhǎng)介于280nm及380nm之間。
14.如權(quán)利要求8所述的紫外線傳感器，其特征在于，該外殼包含陶瓷材料。
全文摘要
本發(fā)明為一種具有可穿透紫外線的石英玻璃的紫外線傳感器，其包含一光敏電阻，其阻值可隨著所接收的光線強(qiáng)度而改變，以及一石英玻璃，安裝于該光敏電阻上，以過(guò)濾該光敏電阻所接收的光線。
文檔編號(hào)G01J1/02GK1828240SQ20051005140
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者許芳生, 黃森煌 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司