详解紫外线传感器的三大结构分类

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紫外线传感器又叫紫外光敏管（简称紫外管），是一种利用光电子发射效应的光电管。其特点是只响应300nm以下紫外辐射，具有高灵敏度、高输 出、高响应速度等特性, 并且抗干扰能力强、稳定可靠、寿命长、耗电少, 因而在目前的安全防护、自动化控制方面有比较广泛的使用价值 。随着电子计算机的广泛应用, 为计算机服务的各类传感技术受到越来越多的重视。紫外线传感器能检查到人感官觉察不到的紫外线 , 又能避免日光、灯光和其它常见光源的干扰,对火陷的发现和熄火保护、特殊场所的光电控制都是很有用的 。

紫外线传感器的结构分类：

目前国内外有使用价值的紫外管可以按阴极形状分为球形、丝形 、平板形结构 , 均为二极管的电极结构形式 , 其外壳的形状和材料种类是为使用要求 设计的 , 从工作状态上看 , 以电极形状分类进行分析较合适些。

1、球形阴极结构：

为了充分避免尖端效应 , 使光电子发射更加稳定和均匀 , 需要把工作区域在 阴极上固定 , 因为紫外管是靠光电子发射和气体倍增来完成光信号转变成 电信号并加以放大的 , 一般在电极较近的区域 , 光发射利用率最高。

无论光子从哪个角度辐射到半球形的阴极上 , 放电区域总是在靠近阳极的半球形顶点上 。因为阴极有效面积小 , 所以管子的工作电流一般小于0.3mA，但它的视角较宽而且视角灵敏度比较均匀, 特别适合于火情预报 的场所 , 还可用聚焦的方法提高灵敏度 。

在管内把阳极制成半球形反射面 , 如美国的耐540°C高温的紫外光敏管 。 使接受到的紫外辐射反射到中心的阴极 , 提高管子的灵敏度 , 因为远紫外辐射具有可见光一样的直线传播和反射的效应。

2、丝状电极结构：

这类管子的电极一般是由两根或多根对称的金属丝组成 , 这是紫外管早期 的一种结构形式 , 多用纯度高的钨丝或铂丝 , 距离较近的平行线是工作区。由于紫外管完全靠电极表面的光电子发射效应 , 然后利用气体倍增获得较 强的信号，其光谱响应范围取决于阴极材料的逸出功。

在光电子发射过程中，光子的波长越短能量越高 , 即使量很少也能激发电子克服逸出功飞出阴极表面 。 能量低的光子即使数量很多也不能激发出阴极表面的电子。 在紫外管中对阴极材料表面纯度要求非常高，否则就会影响到光谱的范围而失去使用价值 , 采用对称的丝状结构是为了工艺处理的方便 , 尽可能避 免其它物质对电极的污染 。

这类管子的特点是可以在交流状态下工作，工作电流较大，使用线路简单，可以利用适当的工艺处理去掉电极表面的杂 质 , 但视角灵敏度波动比较大 , 工作区容易产生发射不均匀的现象。

3、平板阴极结构

紫外管的灵敏度取决于阴极上接收到远紫外辐射的光子的多少 , 阴极面积越大 , 接收概率就越高 , 从而使阴极上有更多的电子逸出 , 在外加高压的 电场作用下被加速并与管内气体分子碰撞而使气体分子电离 , 电离后产生 的电子再与气体分子碰撞 , 这样循环的运动最终将使管内气体放电 。 这种 雪崩式放电的机会取决于阴极上的光电子发射效应 。为了提高灵敏度 , 近年来又研制和发展了一种平板形阴极结构的紫外管。