《光電型換能器》PPT課件

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1、光電型換能器光電換能器也稱光敏傳感器，是以光為媒介、以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的一種能量轉(zhuǎn)換器。光電型換能器的類型光電型傳感器按照原理不同可分為外光電效應(yīng)和光電管、光電倍增管⑴外光電效應(yīng)指某些金屬物質(zhì)當(dāng)受到光照作用時，若入射光子的能量大于該物質(zhì)的電子逸出功時則會產(chǎn)生向真空中發(fā)射電子的現(xiàn)象。外光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件光電管光電管（phototube）是基于外光電效應(yīng)的基本光電轉(zhuǎn)換器件。光電管可使光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電管分為真空光電管和充氣光電管兩種。光電管的典型結(jié)構(gòu)是將球形玻璃殼抽成真空，在內(nèi)半球面上涂一層光電材料作為陰極，球心放置小球形或小環(huán)形金屬

2、作為陽極。若球內(nèi)充低壓惰性氣體就成為充氣光電管。光電子在飛向陽極的過程中與氣體分子碰撞而使氣體電離，可增加光電管的靈敏度。用作光電陰極的金屬有堿金屬、汞、金、銀等，可適合不同波段的需要。光電管靈敏度低、體積大、易破損，已被固體光電器件所代替。光電倍增管光電倍增管是進(jìn)一步提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個瓦形倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓用來加速電子。光電倍增管是把微弱的光輸入轉(zhuǎn)換成電子流并使電子流獲得放大的電真空器件。光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多

3、的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子。如此電子數(shù)不斷倍增，陽極最后收集到的電子可增加104～108倍，這使光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。光電倍增管高靈敏度和低噪聲的特點(diǎn)使它在光測量方面獲得廣泛應(yīng)用。斯托列托夫定律——當(dāng)入射光的頻率不變時，光電流與入射光的強(qiáng)度成正比。愛因斯坦定律——產(chǎn)生的光電子的最大動能與入射光的頻率成正比，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。應(yīng)用光纖傳感器是由光導(dǎo)纖維和光電換能器組成的光敏傳感器。光纖生物傳感器主要由光纖和生物敏感膜及光電換能器組成。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)和國

4、防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用：城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力，從而評估橋梁短期施工階段和長期營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。在電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等，由于電類傳感器易受電磁場的干擾，無法在這類場合中使用，只能用光纖傳感器。