前言
荧光，是一种光致发光的冷发光现象。当某些物质内部的原子经某种波长的光（通常是紫外线或X射线）照射，原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道，从基态跃迁到第一激发单线态或第二激发单线态等，吸收光能后进入激发态，恢复到基态时，能量会以光的形式释放，产生荧光。很多荧光物质一旦停止照射，发光现象也随之消失；有一些物质在照射光撤去后仍能较长时间发光，这种现象称为余辉（例如，有的钟表指示表盘）。在家庭中，观看物质荧光，常常用到紫光灯或紫光LED电筒，但只能定性不能定量。随着颜色传感器的问世，数字荧光剂检测笔应运而生，使得在家中定量观察物质荧光非常方便快捷。
一、仪器概况
仪器外观
装在纸盒中：
从纸盒中取出，VSON牌，超便携式：
技术指标：
检测笔前端的检测窗口，内有颜色传感器、白光LED、紫光LED：
检测笔后部的显示窗口，采用LED显示器：
检测笔使用一节5号电池，相当省电：
仪器工作模式
该检测笔有三种工作模式：数字检测模式、紫光电筒模式、白光电筒模式。
数字检测模式工作示意图如下，将被测物体表面紧贴检测窗口，按下检测按钮保持1秒钟，即可从尾部的数显窗读出数值：
若要用紫光电筒模式（例如，照射纸币的荧光防伪标识），长按第二个按钮，发出紫光，松开按钮即关闭：
要用白光电筒模式，短按第二个按钮，发出白光，再按一下即可关闭：
二、拆解
从电池仓两端拆下两颗固定螺丝：
很容易取下底盖，看见内部电路板：
再拆下主板上两颗固定螺丝：
取下主板：
三、主要元件及功能
主板上元件分布：
电路板上有两路1.5伏DC-DC升压电路，其电源管理IC分别是U2、U3。U2的型号33-1a（3.3V/1A），为单片机U1及系统供电；U3的型号3036（3.0V/36mA），单独为白光LED供电；D1、D2是肖特基二极管（型号SS14 1A/40V），C1、C2、C7是电源滤波电容，L1、L2是续流电感（220μH）。
电路板上的U1，是合泰公司（HOLTEK）HT66F0185单片机，该单片机是一款内置EEPROM A/D型具有8 位高性能精简指令集的Flash 单片机。内建8/12/16MHz振荡器，无需外部元件，多达26 个双向I/O 口，软件控制6个SCOM/SSEG口和18 个SSEG口1/3 bias LCD驱动，可编程输入/输出口源电流用于LED，可直推动LED / LCD，不须外挂限流电阻或三极管，大幅简化产品应用零件及降低成本。该系列单片机广泛应用于各种产品中，例如电子测量仪器、环境监控、手持式测量工具、家庭应用、电子控制工具、马达控制等方面。
电路板上的Q1、Q2、Q3 采用贴片P沟道场效应管，型号A1SHB（20V/2.3A/1.25W），分别驱动紫光LED、颜色传感器及白光LED。
这是检测窗口的光窗片：
由于普通玻璃对紫外线衰减很大，而紫外线能透过石英玻璃，所以光窗片是采用石英材料制作的。紫外线的穿透能力，不是人们想象中那么高，含铅玻璃、塑料、纸片等都会大幅减低其照射强度。所以仪器在使用前，应用医用酒精纱布擦拭光窗片，清除油渍、手汗及灰尘，以免影响紫外线穿透率及照射强度，造成检测误差大。
检测窗内的元件，有颜色传感器、紫光LED、白光LED：
这是颜色传感器：
这颗颜色传感器是美国TAOS公司推出的可编程彩色光/频率转换器，型号TCS230：
传感器相关知识：TCS230采用8引脚的SOIC表面贴装式封装，在单一芯片上集成有8X8=64个光电二极管。其中16个光电二极管带有红色滤波器；16个光电二极管带有绿色滤波器；16个光电二极管带有蓝色滤波器，其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息。这些光电二极管在芯片内是交叉排列的，能够最大限度地减少入射光辐射的不均匀性，从而增加颜色识别的精确度；另一方面，相同颜色的16个光电二极管是并联连接的，均匀分布在二极管阵列中，可以消除颜色的位置误差。工作时，通过两个可编程的引脚来动态选择所需要的滤波器，该传感器的典型输出频率范围从2Hz－500kHz，用户还可以通过两个可编程引脚来选择100％、20％或2％的输出比例因子，或电源关断模式。输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高了它的适应能力。
TCS230把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成了红绿蓝（RGB）三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器，TCS230的输出数字量信号，可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连接，由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单。
正是由于采用了这颗新型的传感器，大大简化了本仪器的电路结构。TCS230的引脚和功能框图如下：
这是紫光LED，采用365nm的2835紫外线LED灯珠：
这是白光LED，采用2835正白光灯珠：
仪器测量数值显示，采用GS-16171CR1-A LED数码显示组件：
数值显示窗口的红色滤光片，使观看效果更好：
根据拆机情况，绘出电路原理框图：
检测笔工作原理：开机后，1.5V电源经DC-DC电路转换为3.0V和3.3V供仪器电路使用，其中3.0V单独为白光LED提供电源，3.3V为系统提供电源。按1秒检测按钮（K1），单片机接通紫外LED及颜色传感器，紫外光照射到被测物体表面，反射回的荧光被颜色传感器接收，将荧光强弱转换为不同频率信号，送入单片机按照内置固化程序分析处理，结果由LED显示器显示，10秒钟后，机器自动断电，节约电池；长按电筒模式按钮（K2），单片机接通紫外LED，此时颜色传感器不工作，单纯进入紫光电筒模式，松开按钮即关断；短按一下电筒模式按钮（K2），单片机接通白光LED，进入白光电筒模式，使用完后，再按一下按钮即关断。
四、使用情况
检测妇婴纸巾：
检测纺织品：
检测墙纸：
检测人民币的情况，不同的位置荧光值不同：
用紫光灯电筒模式，观察人民币的情况：
结束语
新型颜色传感器的运用，使得光度计这类仪器的电路设计大大简化，工作更稳定，测量更精准，故障率更低，体积进一步缩小，便于携带和现场检测使用，成本降低，更容易进入家庭，有益于提高人们生活质量。这款数字荧光剂检测笔属于家用级，精度满足普通要求。家中有一支数字荧光剂检测笔，可以方便地检测日常生活用品，特别是有小baby的家庭值得考虑。（本人曾发过类似文章，现完善后发本坛，希望对坛友们有用）
祝坛友们2018年新年好！元旦快乐！
