水星头条丨世界首创,深圳诞生的紫外线测量技术登上国际标准的舞台
一只紫外线灯放置在空气中,会发出多少紫外线?国际紫外线协会已经建立了相应的标准测量方法。然而,如果紫外线灯放置在水下,紫外线输出量会是多少?这是紫外线测量领域的难题。由于缺乏相应的技术支撑,一直以来行业里都未能建立有效的标准测量方法。
近期,深圳清华大学研究院张连峰博士团队成功发明了一种紫外线测量技术,实现了准确测量水下紫外线灯的紫外线输出量。国际紫外线协会执行委员会对该项新技术充分认可,委托张博士牵头成立国际特别工作组(Task Force),以该技术为基础编制国际标准方法。此项技术的研发团队成员来自深圳清华大学研究院、深圳市水务(集团)有限公司、广西大学和长安大学。深圳市政府、深圳市水务(集团)有限公司为研发的开展提供了大力支持。
水下紫外线灯测量的障碍是水-气交接面。要克服这一障碍,可以将紫外线辐照计探头放入水中,形成单一介质。研究助理陈钰同学进行了大量的将密封的化学曝光剂放入水中的实验研究,参与分析了各种影响因素并提出了相关对策,最终实现了对紫外线灯在水下的输出量的测量。然而,由于水体吸收紫外线,光程太长时紫外线信号太弱,这种方法只能测量几何尺寸很短的紫外线灯。此外,还存在化学曝光剂受温度影响的问题。团队改变思维方向:既然水-气交接面无法避开,那么水-气交接面的影响能否避开?在水箱底部设置石英窗,将辐照计探头置于石英窗之下,这样,水-气交接面就被“固化”了。研究助理宋叶叶同学开展了大量实验研究,参与分析了各种影响因素并提出了相关对策。相关论文发表在J Environ Eng, 2021, 147(4): 04021006。在投稿阶段,审稿人就评价到:“感谢你们,有趣的工作!我相信这是一篇有用的论文。(Thank you for the interesting work! I believe it is a useful paper.)”
水下紫外线灯紫外线输出量测量系统
这项技术研发团队的核心张连峰,是日本博士、加拿大博士后,教授级高级工程师、加拿大安大略省职业工程师(P. Eng.),现任深圳清华大学研究院生态与环境保护实验室副主任。2013年回国前,先后在日本、加拿大、美国的大学和企业从事了20年的紫外线相关研发,深耕紫外线辐射场的测量与计算。在“流浪地球”过程中形成的国际视野和在国际紫外线领域积累的人脉,都为这项新技术的研发和推广奠定了基础。
据了解,加拿大滑铁卢大学的安德森(Anderson)教授、前任国际紫外线协会主席拉瓦尔(Lawal)先生、中国科学院紫外线强人李梦凯博士均已接受张博士的邀请,进入正在组建的编制国际标准的团队。已有来自美国、德国、奥地利的企业主动派出代表进入团队。对于这一开局,张博士表示,一套国际标准方法的建立必将对各国相关产业产生深远影响。因此,他希望中国紫外线界的同仁们赐教、支持、参与,在国际舞台上把握话语权,携手发出中国紫外线界的声音。
张连峰博士目前需要研究助手(实习生)1名
协助课题研究(UV-LED辐射场及应用的研究)以及国际标准编制工作。
联系方式:zhanglf@tsinghua-sz.org