紫外線傳感器又叫紫外光敏管(簡稱紫外管),是一種利用光電子發射效應的光電管。其特點是只響應300nm以下紫外輻射,具有高靈敏度、高輸 出、高響應速度等特性 , 并且抗干擾能力強 、穩定可靠 、壽命長 、耗電少 , 因而在目前的安全防護 、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用, 為計算機服務的各類傳感技術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, 對火陷的發現和熄火保護 、特殊場所的光電控制都是很有用的 。
紫外線傳感器的結構分類:
目前國內外有使用價值的紫外管可以按陰極形狀分為球形、絲形 、平板形結構 , 均為二極管的電極結構形式 , 其外殼的形狀和材料種類是為使用要求 設計的 , 從工作狀態上看 , 以電極形狀分類進行分析較合適些。
1、球形陰極結構:
為了充分避免尖端效應 , 使光電子發射更加穩定和均勻 , 需要把工作區域在 陰極上固定 , 因為紫外管是靠光電子發射和氣體倍增來完成光信號轉變成 電信號并加以放大的 , 一般在電極較近的區域 , 光發射利用率最高。
無論光子從哪個角度輻射到半球形的陰極上 , 放電區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, 特別適合于火情預報 的場所 , 還可用聚焦的方法提高靈敏度 。
在管內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 , 因為遠紫外輻射具有可見光一樣的直線傳播和反射的效應。
2、絲狀電極結構:
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 的一種結構形式 , 多用純度高的鎢絲或鉑絲 , 距離較近的平行線是工作區。由于紫外管完全靠電極表面的光電子發射效應 , 然后利用氣體倍增獲得較 強的信號,其光譜響應范圍取決于陰極材料的逸出功。
在光電子發射過程中,光子的波長越短能量越高 , 即使量很少也能激發電子克服逸出功飛出陰極表面 。 能量低的光子即使數量很多也不能激發出陰極表面的電子。 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 , 采用對稱的絲狀結構是為了工藝處理的方便 , 盡可能避 免其它物質對電極的污染 。
這類管子的特點是可以在交流狀態下工作,工作電流較大,使用線路簡單,可以利用適當的工藝處理去掉電極表面的雜 質 , 但視角靈敏度波動比較大 , 工作區容易產生發射不均勻的現象。
3、平板陰極結構
紫外管的靈敏度取決于陰極上接收到遠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氣體分子碰撞而使氣體分子電離 , 電離后產生 的電子再與氣體分子碰撞 , 這樣循環的運動最終將使管內氣體放電 。 這種 雪崩式放電的機會取決于陰極上的光電子發射效應 。為了提高靈敏度 , 近年來又研制和發展了一種平板形陰極結構的紫外管。
最后推薦兩款由工采網從國外引進的高質量紫外線傳感器,首先是紫外線傳感器 - GUVA-S12SD, GUVA-S12SD采用貼片式封裝(SMD3528),特別適用于小體積的設備。傳感器輸出電流與光照強度成正比,產品輸出具有非常高的一致性。傳感器都有特定的光譜響應,該產品主要是針對太陽光中紫外線測量以及UVA燈強度測量,特別適合UVI的檢測。廣泛應用于智能穿戴設備、UV-A燈監控、紫外發光二極管監測、紫外線固化、利用便攜式設備檢測紫外線指數等領域。
最后是紫外線傳感器 - GUVB-T11GD-L,UVB紫外線傳感器GUVB-T11GD-L,具有高靈敏度和良好的日盲,300nm波段處峰值響應,TO-46金屬外殼封裝,大面積的感光芯片。UV傳感器可廣泛應用于:紫外線強度檢測和控制,UV指數檢測。戶外檢測UV指數設備等,還可以用于紫外線消毒和UV固化,用來監測紫外線強度,UV火焰探測器以及UV 指數監控,UV-B燈監控以及醫療等。
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