CN109900213A - 一种检测防晒霜厚度的传感器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测防晒霜厚度的传感器电路，包括UV产生及控制电路，UV光电检测及控制电路、微电流放大电路、微处理器和辅助电路，所述UV产生及控制电路与微处理器电连接，且由微处理器进行控制；所述UV光电检测及控制电路与微电流放大电路电连接，微电流放大电路与微处理器电连接；辅助电路与微处理器电连接，给整个电路供电；所述UV产生及控制电路与UV光电检测及控制电路处接有滤光片。本发明具有解决用户在使用防晒霜时在涂抹部位进行测量防晒霜是否涂抹，涂抹厚度是多少，以便用户使用防晒霜达到避免被紫外线灼伤的优点。
Description
技术领域
本发明涉及紫外线检测电路技术领域，具体为一种检测防晒霜厚度的传感器电路。
背景技术
紫外线是指阳光中波长10纳米至400纳米(nm)的光线，可分为UVA(紫外线A，波长320～400纳米，长波)、UVB(波长280～320纳米，中波)、UVC(波长100～280纳米，短波)。UVA致癌性最强，晒红及晒伤作用为UVB的1000倍。UVC可被臭氧层所阻隔。紫外线照射会让皮肤产生大量自由基，导致细胞膜的过氧化反应，使黑色素细胞产生更多的黑色素，并往上分布到表皮角质层，造成黑色斑点。紫外线可以说是造成皮肤皱纹、老化、松弛及黑斑的最大元凶。
针对紫外线对皮肤的伤害，人们通过使用防晒霜(指添加了能阻隔或吸收紫外线的防晒剂来达到防止肌肤被晒黑、晒伤的化妆品。)来预防太阳紫外线的灼伤，但是有时候涂抹的不均匀或者涂抹的太薄导致防晒霜预防效果变差甚至没有用，这些情况靠肉眼是无法判断的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测防晒霜厚度的传感器电路，具备解决用户在使用防晒霜时在涂抹部位进行测量防晒霜是否涂抹，涂抹厚度是多少，以便用户使用防晒霜达到避免被紫外线灼伤的优点，解决了防晒霜涂抹的不均匀或者涂抹的太薄导致防晒霜预防效果变差甚至没有用，肉眼无法判断的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种检测防晒霜厚度的传感器电路，包括UV产生及控制电路，UV光电检测及控制电路、微电流放大电路、微处理器和辅助电路，所述UV产生及控制电路与微处理器电连接，且由微处理器进行控制；所述UV光电检测及控制电路与微电流放大电路电连接，微电流放大电路与微处理器电连接；辅助电路与微处理器电连接，给整个电路供电；所述UV产生及控制电路与UV光电检测及控制电路处接有滤光片。
优选的，所述UV产生及控制电路在微处理器的控制下，UV产生及控制电路中的二极管产生并发射不同光照强度的UVB(中波红斑效应紫外线，波长290·320nm)，通过滤光片照射在被测区域。
优选的，所述UV光电检测及控制电路是由一个高灵敏度的UVB接收传感器构成，利用半导体的光电特性，当有UVB光照射在UVB接收传感器上，根据不同的光照强度，其产生线性变化的微电流。
优选的，所述微电流放大电路采用进口高精度、超低失调\漂移、低噪声的运算放大器构成。
优选的，所述微处理器采用意法半导体的8位单片机，其单片机内部自带10位模数转换器，用于数据处理和量化。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：一种检测防晒霜厚度的传感器电路，当皮肤检测区域涂抹防晒霜后，通过微处理器的控制，UV产生及控制电路不断的以脉冲的形式产生不同光照强度的UVB光，UV光电检测及控制电路接收经过防晒霜隔离吸收反射过UVB光，并通过微电流放大电路进行放大处理，送入微处理器进行实时计算经过隔离后的UVB光照强度对应的测量值，并与在没有涂抹防晒霜的情况下的测量值进行比对，同时通过增加滤光片消除外部可见光对UV光电检测及控制电路的干扰影响，并结合软件算法的拟合，得出防晒霜的涂抹厚度。具有测量反应速度快，准确度高的优点。
附图说明
图1为本发明的电路模块链接示意图；
图2为本发明的UV产生及控制电路原理图；
图3为本发明的UV光电检测及控制电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3，本发明提供的一种实施例：一种检测防晒霜厚度的传感器电路，包括UV产生及控制电路，UV光电检测及控制电路、微电流放大电路、微处理器和辅助电路，UV产生及控制电路与UV光电检测及控制电路处接有滤光片，UV产生及控制电路中的二极管产生的UVB光通过滤光片照射在被测区域，滤光片能有效的抑制可见光对整个测量检测系统的干扰影响，提高测量数据的准确性。UV产生及控制电路与微处理器电连接，且由微处理器进行控制，UV产生及控制电路在微处理器的控制下，UV产生及控制电路中的二极管产生并发射不同光照强度的UVB(中波红斑效应紫外线，波长290·320nm)，UV光电检测及控制电路是由一个高灵敏度的UVB接收传感器构成，利用半导体的光电特性，当有UVB光照射在UVB接收传感器上，根据不同的光照强度，其产生线性变化的微电流，UV产生及控制电路选用紫外发光二极管，该发光二极管受控与微处理器。通过该发光二极管的技术资料，微处理器通过脉冲控制的方式控制紫外光的产生和发射。UV光电检测及控制电路选用和上述UV产生及控制电路所用的发光二极管同波长的紫外接收传感器。同样受控与微处理器。发光二极管发出的紫外光经过可见光滤光片照射到待测区域，利用防晒霜对紫外光的吸收或散射特性，经过反射后的UVB光通过可见光滤光片后进入紫外线接收传感器，从而输出对应光强大小的电流值。UV光电检测及控制电路与微电流放大电路电连接，微电流放大电路采用进口高精度、超低失调\漂移、低噪声的运算放大器构成，从UV光电检测及控制电路产生的电流值较微弱，微处理器是不能直接进行处理和量化，于是高精度、超低失调\漂移、低噪声的运算放大器MAX4238对微弱电流进行I/V转换并放大处理，增加数据采集的稳定性、可靠性。微电流放大电路与微处理器电连接，微处理器采用意法半导体的8位单片机，其单片机内部自带10位模数转换器，用于数据处理和量化，单片机对放大电路放大的信号进行量化，同时根据外部仪器(UV LIGHT METER UV340B)模拟测量，进行算法修正优化。辅助电路与微处理器电连接，辅助电路连接内置电源，给整个电路供电。工作原理：首先通过使用外部仪器(UVLIGHT METER UV340B)对UV产生及控制电路中的紫外线发光二极管发射的UVB光的光照强度初始值进行测试量化经过滤光片后光强为P0，照射在未涂抹防晒霜的被测区域经过反射后测得数据为P1，用UV光电检测及控制电路测试的反射数据为P2，通过大量的测试校准，将数据存入微处理器，同理在涂抹防晒霜后继续进行测试，微处理器进行数据分析和处理，从而实现防晒霜厚度的测量。
以下提供一具体的实施方式：
实施例1
参照图1所示，本发明提供了一种检测防晒霜厚度的传感器电路，包括UV产生及控制电路，所述电路连接至微处理器，由微处理进行控制；同时包括UV光电检测及控制电路，所述电路连接至微电流放大电路、所述微电流放大电路连接至微处理器，将测量微弱信号进行放大并送至微处理进行处理量化；还包括辅助电路，为系统提供供电，提供人机交互相关子电路等；还包括一个滤光片，用于消除外部对UV光电检测电路的干扰影响。UV产生电路选用紫外发光二极管，该传感器受控与微处理器，如图2所示。通过该传感器的技术资料，微处理器通过脉冲控制的方式控制紫外光的产生和发射。UV光电检测及控制电路选用和上述UV产生电路所用的传感器同波长的紫外接收传感器。同样受控与微处理器。发射传感器发出的紫外光经过可见光滤光片照射到待测区域，利用防晒霜对紫外光的吸收或散射特性，经过反射后的UVB光通过可见光滤光片后进入紫外线接收传感器，从而输出对应光强大小的电流值，如图3所示。上述产生的微弱电流，微处理器是不能直接进行处理和量化，于是高精度、超低失调\漂移、低噪声的运算放大器MAX4238对微弱电路进行I/V转换并放大处理，增加数据采集的稳定性、可靠性。数据处理量化电路采用意法半导体的8位单片机，其内部自带10位模数转换器，单片机对放大电路放大的信号进行量化，同时根据外部仪器(UVLIGHT METER UV340B)模拟测量，进行算法修正优化。为了达到测量的精准性，首先通过使用外部仪器(UV LIGHT METER UV340B)对UV产生电路中的紫外线发光二极管发射的UVB光的光照强度初始值进行测试量化经过滤光片后光强为P0，照射在未涂抹防晒霜的被测区域经过反射后测得数据为P1，用UV光电检测电路测试的反射数据为P2，通过大量的测试校准，将数据存入微处理，同理在涂抹防晒霜后继续进行大量测试，微处理器进行数据分析和处理，从而实现防晒霜厚度的测量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种检测防晒霜厚度的传感器电路，包括UV产生及控制电路，UV光电检测及控制电路、微电流放大电路、微处理器和辅助电路，其特征在于：所述UV产生及控制电路与微处理器电连接，且由微处理器进行控制；所述UV光电检测及控制电路与微电流放大电路电连接，微电流放大电路与微处理器电连接；辅助电路与微处理器电连接，给整个电路供电；所述UV产生及控制电路与UV光电检测及控制电路处接有滤光片。
2.根据权利要求1所述的一种检测防晒霜厚度的传感器电路，其特征在于：所述UV产生及控制电路在微处理器的控制下，UV产生及控制电路中的二极管产生并发射不同光照强度的UVB(中波红斑效应紫外线，波长290·320nm)，通过滤光片照射在被测区域。
3.根据权利要求1所述的一种检测防晒霜厚度的传感器电路，其特征在于：所述UV光电检测及控制电路是由一个高灵敏度的UVB接收传感器构成，利用半导体的光电特性，当有UVB光照射在UVB接收传感器上，根据不同的光照强度，其产生线性变化的微电流。
4.根据权利要求1所述的一种检测防晒霜厚度的传感器电路，其特征在于：所述微电流放大电路采用进口高精度、超低失调\漂移、低噪声的运算放大器构成。
5.根据权利要求1所述的一种检测防晒霜厚度的传感器电路，其特征在于：所述微处理器采用意法半导体的8位单片机，其单片机内部自带10位模数转换器，用于数据处理和量化。
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