Qual é a classifica??o de um sensor UV?

Qual é a classifica??o de um sensor UV?

O sensor ultravioleta é um tipo de sensor que utiliza um elemento fotossensível para converter o sinal ultravioleta em um sinal elétrico mensurável por meio dos modos fotovoltaico e de guia de luz. Os primeiros sensores UV eram baseados em silício puro, mas, de acordo com as normas do Instituto Nacional de Padr?es e Tecnologia (NIST), diodos de silício puro também respondem à luz visível, gerando sinais elétricos indesejados e resultando em baixa precis?o. A precis?o dos sensores UV de GaN é muito superior à dos sensores de silício monocristalino, tornando-os o material mais comumente utilizado em sensores UV.

Com a ampla utiliza??o de computadores eletr?nicos, diversas tecnologias de sensores para computadores têm recebido cada vez mais aten??o. O sensor ultravioleta pode detectar raios ultravioleta invisíveis aos sentidos humanos e evitar a interferência da luz solar, l?mpadas e outras fontes de luz comuns. ? muito útil para a detec??o de incêndios, prote??o contra falhas de chama e controle fotoelétrico em locais especiais.

Classifica??o estrutural de sensores ultravioleta

Atualmente, os tubos ultravioleta de grande valor, tanto nacionais quanto internacionais, podem ser classificados em estruturas esféricas, filamentosas e planas, de acordo com o formato do cátodo. Os tipos de materiais s?o projetados para atender às necessidades de uso. Do ponto de vista das condi??es de opera??o, é mais apropriado classificar e analisar o formato do eletrodo.

1. Estrutura do eletrodo de fio

O eletrodo desse tipo de tubo é geralmente composto por dois ou mais fios metálicos simétricos. Essa é uma forma estrutural antiga de tubos ultravioleta, e fios de tungstênio de alta pureza s?o frequentemente usados. Ou fios de platina, sendo que a linha paralela mais próxima é a área de trabalho.

Como o tubo ultravioleta depende completamente do efeito de emiss?o fotoeletr?nica na superfície do eletrodo e, em seguida, utiliza a multiplica??o por gás para obter um sinal mais forte, sua faixa de resposta espectral depende da fun??o de trabalho do material do cátodo. No processo de emiss?o fotoeletr?nica, quanto menor o comprimento de onda do fóton, maior a energia. Mesmo uma pequena quantidade de fótons pode excitar elétrons a ponto de superar a fun??o de trabalho e emanar da superfície do cátodo. Mesmo um grande número de fótons com baixa energia n?o consegue excitar elétrons na superfície do cátodo. No tubo ultravioleta, a pureza da superfície do material do cátodo deve ser muito alta; caso contrário, a faixa do espectro será afetada e sua utilidade será comprometida. A estrutura de filamento simétrico é utilizada para facilitar o processamento e evitar, ao máximo, a contamina??o do eletrodo por outras subst?ncias.

As características desse tipo de tubo s?o: ele pode funcionar em condi??es de corrente alternada, possui alta corrente de trabalho, o circuito de utiliza??o é simples e as impurezas na superfície do eletrodo podem ser removidas por meio de processamento adequado. No entanto, a sensibilidade do ?ngulo de vis?o apresenta flutua??es relativamente grandes e a área de trabalho é propensa a emiss?o irregular.

2. Estrutura do cátodo esférico

Para evitar completamente o efeito de ponta e tornar a emiss?o de fotoelétrons mais estável e uniforme, a área de trabalho precisa ser fixada no cátodo, pois o tubo ultravioleta depende da emiss?o de fotoelétrons e da multiplica??o de gases para completar a convers?o do sinal óptico em sinais elétricos e sua amplifica??o. Geralmente, na área próxima ao eletrodo, a taxa de utiliza??o da emiss?o de luz é a mais alta; portanto, o tubo ultravioleta com um cátodo esférico de estrutura pontilhada é projetado.

Independentemente do ?ngulo de incidência dos fótons no cátodo hemisférico, a área de descarga está sempre no vértice hemisférico próximo ao ?nodo. Como a área efetiva do cátodo é pequena, a corrente de opera??o do tubo é geralmente inferior a 0,3 mA, mas seu ?ngulo de vis?o é mais amplo e a sensibilidade do ?ngulo de vis?o é relativamente uniforme, o que o torna especialmente adequado para locais de previs?o de incêndios. Métodos de focaliza??o também podem ser usados ??para melhorar a sensibilidade.

No tubo, o ?nodo é moldado em uma superfície refletora hemisférica, como o tubo sensível a UV resistente a altas temperaturas de 540 °C nos Estados Unidos. A radia??o ultravioleta recebida é refletida para o cátodo no centro, e a sensibilidade do tubo é aprimorada, pois a radia??o ultravioleta distante possui o mesmo efeito de propaga??o linear e reflex?o que a luz visível.

3. Estrutura de cátodo plano

A sensibilidade do tubo ultravioleta depende do número de fótons recebidos pela radia??o ultravioleta distante no cátodo. Quanto maior a área do cátodo, maior a probabilidade de recep??o, resultando em um maior número de fótons incidindo sobre ele. Os elétrons escapam e s?o acelerados pela a??o do campo elétrico de alta tens?o aplicado, colidindo com as moléculas de gás no tubo e ionizando-as. Os elétrons gerados após a ioniza??o colidem com as moléculas de gás. Esse movimento cíclico eventualmente descarrega o gás no tubo. A probabilidade dessa descarga em avalanche depende do efeito de emiss?o fotoeletr?nica no cátodo. Para melhorar a sensibilidade, tubos ultravioleta com estrutura de cátodo plano têm sido desenvolvidos e aprimorados nos últimos anos.

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