详解紫外线传感器的三大结构分类

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。

最后推荐三款由工采网从国外引进的高质量紫外线传感器，首先是紫外线传感器 - GUVA-S12SD, GUVA-S12SD采用贴片式封装（SMD3528）,特别适用于小体积的设备。传感器输出电流与光照强度成正比，产品输出具有非常高的一致性。传感器都有特定的光谱响应，该产品主要是针对太阳光中紫外线测量以及UVA灯强度测量，特别适合UVI的检测。广泛应用于智能穿戴设备、UV-A灯监控、紫外发光二极管监测、紫外线固化、利用便携式设备检测紫外线指数等领域。

第二款是紫外线传感器 - GUVB-T11GD-L,UVB紫外线传感器GUVB-T11GD-L，具有高灵敏度和良好的日盲，300nm波段处峰值响应，TO-46金属外壳封装，大面积的感光芯片。UV传感器可广泛应用于：紫外线强度检测和控制，UV指数检测。户外检测UV指数设备等，还可以用于紫外线消毒和UV固化，用来监测紫外线强度,UV火焰探测器以及UV 指数监控，UV-B灯监控以及医疗等。

最后是紫外线传感器 - GUVC-S10GD,GUVC-S10GD主要检测的波段范围在254nm。该传感器封装在一个smd3535金属外(Al)壳里面。感光芯片的面积为0.076mm²。紫外线传感器的输出主要和响应度、传感器感光面积以及光强有关,该紫外线传感器适合用于一些消毒设备中或者对于产品体积要求比较严格的产品中。