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看完本篇你就知道紫外傳感器的結(jié)構(gòu)分類有哪些了

更新時間:2022-08-24      點擊次數(shù):862
  人的五管是功能非常復(fù)雜、靈敏的“傳感器”。然而人的五官感覺大多只能對外界的信息作“定性”感知,而不能作定量感知。
 
  而且有許多物理量人的五官是感覺不到的,例如對視覺可以感知可見光部分,對于頻域更加寬的非可見光譜則無法感覺得到,象紅外線和紫外線光譜,人類卻是“視而不見”。借助紅外和紫外線傳感器,便可感知到這些不可見光。
 
  紫外傳感器又叫紫外光敏管(簡稱紫外管),是一種利用光電子發(fā)射效應(yīng)的光電管。其特點是只響應(yīng)300nm以下紫外輻射,具有高靈敏度、高輸出、高響應(yīng)速度等特性,并且抗干擾能力強、穩(wěn)定可靠、壽命長、耗電少,因而在目前的安全防護(hù)、自動化控制方面有比較廣泛的使用價值。
 
  隨著電子計算機的廣泛應(yīng)用,為計算機服務(wù)的各類傳感技術(shù)受到越來越多的重視。紫外線傳感器能檢查到人感官覺察不到的紫外線,又能避免日光、燈光和其它常見光源的干擾,對火陷的發(fā)現(xiàn)和熄火保護(hù)、特殊場所的光電控制都是很有用的。
 
  紫外傳感器的結(jié)構(gòu)分類
 
  目前國內(nèi)外有使用價值的紫外管可以按陰極形狀分為球形、絲形、平板形結(jié)構(gòu),均為二極管的電極結(jié)構(gòu)形式,其外殼的形狀和材料種類是為使用要求設(shè)計的,從工作狀態(tài)上看,以電極形狀分類進(jìn)行分析較合適些。
 
  1、絲狀電極結(jié)構(gòu)
 
  這類管子的電極一般是由兩根或多根對稱的金屬絲組成,這是紫外管早期的一種結(jié)構(gòu)形式,多用純度高的鎢絲或鉑絲,距離較近的平行線是工作區(qū)。
 
  由于紫外管*靠電極表面的光電子發(fā)射效應(yīng),然后利用氣體倍增獲得較強的信號,其光譜響應(yīng)范圍取決于陰極材料的逸出功。
 
  在光電子發(fā)射過程中,光子的波長越短能量越高,即使量很少也能激發(fā)電子克服逸出功飛出陰極表面。能量低的光子即使數(shù)量很多也不能激發(fā)出陰極表面的電子。在紫外管中對陰極材料表面純度要求非常高,否則就會影響到光譜的范圍而失去使用價值,采用對稱的絲狀結(jié)構(gòu)是為了工藝處理的方便,盡可能避免其它物質(zhì)對電極的污染。
 
  這類管子的特點是可以在交流狀態(tài)下工作,工作電流較大,使用線路簡單,可以利用適當(dāng)?shù)墓に囂幚砣サ綦姌O表面的雜質(zhì),但視角靈敏度波動比較大,工作區(qū)容易產(chǎn)生發(fā)射不均勻的現(xiàn)象。
 
  2、球形陰極結(jié)構(gòu)
 
  為了充分避免效應(yīng),使光電子發(fā)射更加穩(wěn)定和均勻,需要把工作區(qū)域在陰極上固定,因為紫外管是靠光電子發(fā)射和氣體倍增來完成光信號轉(zhuǎn)變成電信號并加以放大的,一般在電極較近的區(qū)域,光發(fā)射利用率最高,由此設(shè)計出點式結(jié)構(gòu)球形陰極的紫外管,其結(jié)構(gòu)如圖。
 
  無論光子從哪個角度輻射到半球形的陰極上,放電區(qū)域總是在靠近陽極的半球形頂點上。因為陰極有效面積小,所以管子的工作電流一般小于0.3mA,但它的視角較寬而且視角靈敏度比較均勻,特別適合于火情預(yù)報的場所,還可用聚焦的方法提高靈敏度。
 
  在管內(nèi)把陽極制成半球形反射面,如美國的耐540°C高溫的紫外光敏管。使接受到的紫外輻射反射到中心的陰極,提高管子的靈敏度,因為遠(yuǎn)紫外輻射具有可見光一樣的直線傳播和反射的效應(yīng),如圖2b聚焦型。
 
  3、平板陰極結(jié)構(gòu)
 
  紫外管的靈敏度取決于陰極上接收到遠(yuǎn)紫外輻射的光子的多少,陰極面積越大,接收概率就越高,從而使陰極上有更多的電子逸出,在外加高壓的電場作用下被加速并與管內(nèi)氣體分子碰撞而使氣體分子電離,電離后產(chǎn)生的電子再與氣體分子碰撞,這樣循環(huán)的運動最終將使管內(nèi)氣體放電。這種雪崩式放電的機會取決于陰極上的光電子發(fā)射效應(yīng)。為了提高靈敏度,近年來又研制和發(fā)展了一種平板形陰極結(jié)構(gòu)的紫外管。

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