解析光电传感器器件之——光电管

2019-08-16
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摘要 光电管有真空光电管和充气光电管。两者结构相同,所不同的是充气光电管内充有少量的惰性气体氩或氖。当充气光电管的阴极被光照射后,光电子在飞向阳极的途中,和气体的原子发生碰撞而使气体电离,因此增加了光电流,从而使光电管的灵敏度增加。

  根据光电变换原理可制作很多光电传感器,如下图所示,今天,传感器专家网为大家介绍光电传感器器件之一,光电管,一起来看看吧。

  利用物质在光的作用下发射电子即外光电效应制成的光电器件,一般都是真空或充气的,如光电管和光电倍增管。

  光电管有真空光电管和充气光电管。两者结构相同,所不同的是充气光电管内充有少量的惰性气体氩或氖。当充气光电管的阴极被光照射后,光电子在飞向阳极的途中,和气体的原子发生碰撞而使气体电离,因此增加了光电流,从而使光电管的灵敏度增加。但充气光电管的光电流与入射光强度不成比例关系,而且有稳定性较差、惰性大、温度影响大、容易衰老等一系列缺点。目前,由于放大技术的提高,对于光电管的灵敏度不再要求那样严格,况且最近真空式光电管的灵敏度也在不断提高。在自动检测仪表中,由于要求温度影响小和灵敏度稳定,所以一般都采用真空式光电管。

  1.光电管的伏安特性

  下图示出了一种充气式光电管的伏安特性。


充气式光电管的伏安特性

  2.光电管的光电特性

  当光电管的阳极和阴极之间所加的电压一定时,光通量与光电流之间的关系叫光电管的光电特性。其特性曲线如下图所示。光电特性曲线的斜率(光电流与入射光光通量之比)称为光电管的灵敏度。


  图 光电管的光电特性

  3.光电管光谱特性

  光电阴极材料不同的光电管,有不同的红限ν0,因此可用于不同的光谱范围。除此之外,即使照射在阴极上的人射光的频率大于红限ν0,并且强度相同,但随着频率的不同,阴极发射的光电子的数量还会不同,即同一光电管对不同频率光的灵敏度不同,如下图所示。这就是光电管的光谱特性。


图10-80光电管的光谱特性

         所以,对各种不同波长区域的光,应选用不同材料的光电阴极。国产GD-4型的光电管,阴极是用锑铯材料制成的,其红限纟λ0 =7000A,它对可见光范围的入射光灵敏度比较高,转换效率可达25%〜30%。这种管子适用于白光光源,因而被广泛地应用于各种光电式自动检测仪表中。对红外光源,常用银氧铯阴极。对紫外光源,常用锑铯阴极和镁镉阴极。另外,锑钾钠铯阴极的光谱范围较宽,为3000〜8500A,灵敏度也较高,是一种新型的光电阴极。铋银氧铯阴极的光谱范围为3000〜7500A,与人的视觉光谱特性很接近。但也有些光电管的光谱特性和人的视觉光谱特性有很大差异,因而在测量和控制技术中,光电管可以担负人眼所不能胜任的工作。

  此外,光电管尚有温度特性、疲劳特性、惯性特性、暗电流和衰老特性等,使用时应根据产品说明书和有关手册合理选用。下表列出了几种光电管的特性参数供参考。


几种光电管的特性参数(在25℃)

  光电管主要用于UV监测、激光测试、光谱学等。

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  • 光电管
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