أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية: ما هي، وكيف تعمل، وأهميتها

لا نرى الأشعة فوق البنفسجية بالعين المجردة، لكن آثارها تحيط بنا من كل جانب، من حروق الشمس في يوم صيفي إلى علامات الأمان الخفية المطبوعة على عملاتنا. وعندما يتعلق الأمر بقياس ومراقبة هذا النوع القوي من الإشعاع، تُعدّ أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية الأدوات الأمثل. ولكن كيف تعمل هذه الأجهزة، وما الذي يجعلها أساسية في مختلف القطاعات؟

دعونا نوضح ذلك بطريقة مبسطة.

ما هو مستشعر الأشعة فوق البنفسجية بالضبط؟

باختصار، مستشعر الأشعة فوق البنفسجية هو جهاز يكشف الأشعة فوق البنفسجية. يلتقط هذا الجهاز الأشعة غير المرئية، ويحوّلها إلى إشارة كهربائية قابلة للقراءة. يمكن استخدام هذه الإشارة لمراقبة مستويات الأشعة فوق البنفسجية في البيئة، والكشف عن وجود مواد معينة، أو حتى المساعدة في تشغيل المعدات التي تعتمد على التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

اعتمادًا على التطبيق، يمكن لأجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية قياس شدة, الطول الموجي، أو حضور من الأشعة فوق البنفسجية.

كيف تعمل أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية؟

تعمل أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية على أساس مبدأ رائع جدًا: عندما يضرب ضوء الأشعة فوق البنفسجية مواد معينة، فإنه يثير الإلكترونات. تخلق هذه الحركة استجابة كهربائية يقيسها المستشعر.

هناك نوعان رئيسيان من أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية، بناءً على كيفية اكتشاف الضوء:

1. أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية الضوئية

هذه هي الأنواع الأكثر دقة. تستخدم ثنائيًا ضوئيًا - وهو جهاز شبه موصل يُولّد تيارًا عند تعرضه للضوء. كلما زادت سطوع الأشعة فوق البنفسجية، زاد التيار المُولّد. يُحوّل هذا التيار بعد ذلك إلى إشارة يُمكن قياسها.

تُستخدم مستشعرات الثنائيات الضوئية على نطاق واسع في التطبيقات العلمية والصناعية حيث تُعدّ الدقة أمرًا بالغ الأهمية. إذا سبق لك أن اطّلعت على الألواح الشمسية أو أجهزة رصد الأشعة فوق البنفسجية عالية الجودة، فمن المرجح أنك صادفت هذه التقنية.

2. مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية المقاومة للضوء

هذه الأجهزة أبسط قليلاً. فبدلاً من قياس التيار، ترصد هذه الأجهزة تغيرات المقاومة عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. وهي أقل دقة، لكنها أرخص، وجيدة بما يكفي للتطبيقات التي تتطلب فقط معرفة وجود الأشعة فوق البنفسجية من عدمه.

ليست كل الأشعة فوق البنفسجية متشابهة

ينقسم ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى ثلاث فئات رئيسية بناءً على طوله الموجي:

• الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (320-400 نانومتر): أقل ضررًا وأكثر شيوعًا في ضوء الشمس. تخيلوا أسرّة التسمير وأشعة الشمس التي تُسبب شيخوخة الجلد.
• الأشعة فوق البنفسجية ب (280-320 نانومتر): أقوى وأكثر خطورة؛ ويرتبط بحروق الشمس وسرطان الجلد.
• الأشعة فوق البنفسجية (100–280 نانومتر): أقوى أنواع الغازات، وعادةً ما يحجبها الغلاف الجوي. ولكن في البيئات المُراقبة، يُستخدم للتطهير (مثل أجهزة تنقية الهواء وغرف التعقيم).

وبناءً على ذلك، غالبًا ما يتم تصميم أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية لاكتشاف نطاقات محددة من هذا الطيف، اعتمادًا على ما تقوم بقياسه.

أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية EcoSentec

مستشعر الأشعة فوق البنفسجية ES-S320

يعتمد مستشعر الأشعة فوق البنفسجية ES-S320 على مبدأ أن العناصر الحساسة للضوء تقوم بتحويل الأشعة فوق البنفسجية إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس لتحقيق مراقبة الأشعة فوق البنفسجية عبر الإنترنت.

مستشعر الأشعة فوق البنفسجية ES-S228V

 يعتمد هذا المنتج على مبدأ أن العنصر الحساس للضوء يحول الضوء فوق البنفسجي إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس لتحقيق مراقبة عبر الإنترنت للضوء فوق البنفسجي.

---

التطبيقات الواقعية: أين تجد أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية

قد لا تكون أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية ضمن اهتمامات الجميع، ولكنها تعمل بجد في عدد مفاجئ من المجالات:

● الرصد البيئي

تتتبع أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية مستويات الإشعاع الشمسي لدراسة سلامة طبقة الأوزون أو تقييم مخاطر التعرض لأشعة الشمس. وتُستخدم هذه البيانات في تحذيرات مؤشر الأشعة فوق البنفسجية العامة.

● العلاج الطبي

في العلاج الضوئي (يستخدم لعلاج أمراض الجلد مثل الأكزيما أو الصدفية)، تساعد أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية في توصيل جرعات دقيقة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى المرضى دون التعرض المفرط.

● تنقية المياه والهواء

يقضي إشعاع UVC على البكتيريا والفيروسات. تضمن المستشعرات توصيل الشدة الصحيحة في أنظمة التعقيم المعتمدة على الأشعة فوق البنفسجية.

● كشف الحرائق والقوس الكهربائي

يمكن لأجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية اكتشاف الأقواس الكهربائية أو اللهب من خلال اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية التي تنبعث منها - وهو أمر بالغ الأهمية لأنظمة الإنذار المبكر للسلامة في البيئات الصناعية أو المرافقية.

● مصادقة الأوراق النقدية

هل تساءلت يومًا كيف تكشف الآلات العملات المزيفة؟ يستخدم الكثير منها مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية للتحقق من وجود حبر غير مرئي أو خصائص مضادة للتزييف تتوهج تحت الأشعة فوق البنفسجية.

التثبيت والإعداد: أشياء يجب وضعها في الاعتبار

عند تثبيت مستشعر الأشعة فوق البنفسجية، إليك ما يهم:

• موقع: ضعيه في مكان غير معوق، حيث يمكنه تلقي التعرض المباشر للأشعة فوق البنفسجية دون تدخل.
• ارتفاع: تعمل بعض أجهزة الاستشعار بشكل أفضل عند ارتفاعات محددة، وخاصة تلك المستخدمة في محطات الأرصاد الجوية.
• الأسلاك: قم بتأمين الكابلات بشكل صحيح، وحمايتها من الرطوبة، وتجنب عبور خطوط الطاقة التي قد تسبب تداخلاً.
• معايرة: مثل أي مستشعر، تحتاج أجهزة كشف الأشعة فوق البنفسجية إلى معايرة من وقت لآخر لتظل دقيقة.

لماذا تتحسن أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية باستمرار

تتفوق مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية الحديثة بشكل كبير على نظيراتها القديمة. فهي أكثر حساسية، وأطول عمرًا (أكثر من 100,000 ساعة في بعض الحالات)، وقادرة على توفير بيانات سريعة وفورية بمخرجات رقمية. حتى أن بعضها مزود ببرنامج مدمج يُنشئ رسومًا بيانية وسجلات لتسهيل المراقبة.

ومع استمرار تحسن التكنولوجيا، وخاصة في المجالات ذات الصلة مثل الطاقة الشمسية وأجهزة الاستشعار البصرية، فإن تقنية استشعار الأشعة فوق البنفسجية تستفيد أيضًا.

الأفكار النهائية

قد لا تحظى مستشعرات الأشعة فوق البنفسجية باهتمام كبير، لكنها تلعب دورًا حيويًا في كل شيء، من علم المناخ إلى الأدوات اليومية. سواءً كانت تساعد في الوقاية من حروق الشمس، أو التحقق من صحة ورقة نقدية من فئة المئة دولار، أو التحكم في مصباح تعقيم، فهي قوة خفية تجعل الخفي مرئيًا.

هل ترغب في معرفة المزيد أو طلب تكامل مخصص؟ تواصل معنا إيكوسنتيك لاستكشاف كيف يمكن لأجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية الخاصة بنا أن تدعم حلولك التالية.