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火焰探測器的工作原理與紫外線探測器的淵源

已有 1584 次閱讀2018-5-30 15:01 |個人分類:傳感器| 紫外光電二極管, 紫外線傳感器

火焰探測器又稱感光式火災(zāi)探測器，即探測火焰燃燒的光照強(qiáng)度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器。下面工采網(wǎng)小編給大家介紹一下火焰探測器工作原理。

火焰燃燒過程釋放紫外線、可見光、紅外線，在特定波長、特定閃爍頻率（0.5HZ-20HZ）具有典型特征，有別于其他干擾輻射，陽光、熱物體、電燈等輻射出的紫外線、紅外線沒有閃爍特征。

火焰探測器工作原理是通過檢測火焰輻射出的特殊波長的紫外線、紅外線及可見光等，同時配合對火焰特征閃爍頻率來識別，來探測火焰。一般選用紫外光電二極管、紫外線探測器、紫外線傳感器等作為探測元件。

紫外線探測器是將一種形式的電磁輻射信號轉(zhuǎn)換成另一種易被接收處理信號形式的傳感器，光電探測器利用光電效應(yīng)，把光學(xué)輻射轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號。光電效應(yīng)可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。

外光電效應(yīng)器件通常指光敏電真空器件，主要用于紫外、紅外和近紅外等波段。具有內(nèi)增益的外光電效應(yīng)器件包括光電敏倍增管、像增強(qiáng)器等光敏電真空器件，它們具有極高靈敏度，能將極微弱的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，可進(jìn)行單光子檢測，其靈敏度比內(nèi)電光效應(yīng)的半導(dǎo)體器件高幾個量級。

內(nèi)光電效應(yīng)分為光導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)。光導(dǎo)效應(yīng)中，半導(dǎo)體吸收足夠能量的光子后，把其中的一些電子或空穴從原來不導(dǎo)電的束縛狀態(tài)激活到能導(dǎo)電的自由狀態(tài)，導(dǎo)致半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加、電路中電阻下降。光伏效應(yīng)中，光生電荷在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生跨越結(jié)的P-N小勢差。產(chǎn)生的光電壓通過光電器件放大并可直接進(jìn)行測量。根據(jù)光導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)制成的器件分別稱為半導(dǎo)體光導(dǎo)探測器和光伏探測器。

最后給大家介紹三款性能非常優(yōu)秀的紫外線探測器和紫外線二極管，都是應(yīng)用在火焰檢測和防紫外輻射源等領(lǐng)域的頂尖產(chǎn)品。

德國SGLUX 紫外光電探測器 - TOCON_ABC1

基于碳化硅的寬頻紫外光電探測器，帶有集成放大器TOCON是5伏供電的紫外光電探測器，帶有的集成放大器使紫外輻射轉(zhuǎn)化成0~5V電壓輸出。TOCON的輸出電壓引腳可以直接連接到控制器，電壓計或其他帶有電壓輸入的數(shù)據(jù)分析裝置。高度現(xiàn)代化的電子元件和帶有紫外玻璃窗的密封金屬外殼可消除封裝內(nèi)寄生電阻路徑導(dǎo)致的噪聲或電磁干擾。對各個工業(yè)紫外傳感應(yīng)用來說，TOCON 是完美的解決方案，從pW/cm2水平的火焰檢測到W/cm2水平的紫外固化燈控制。十種不同的TOCONs覆蓋了這13個數(shù)量級范圍，它們的靈敏度有所不同。TOCONs生產(chǎn)為紫外寬頻傳感器或帶有過濾器進(jìn)行選擇性測量。在惡劣環(huán)境和極低或極高的紫外輻射中，精密電子件使TOCON成為了一個可靠的元器件。但是sglux內(nèi)部生產(chǎn)的SIC探測器芯片使TOCON成為了永存的準(zhǔn)傳感器，以PTB所報告的強(qiáng)抗輻射為特點。應(yīng)用在紫外輻射和火焰檢測領(lǐng)域。

紫外光電探測器TOCON_ABC1特性：

基于碳化硅的寬頻紫外光電探測器放于TO5 外殼中，帶有集中器鏡頭蓋

0…5 V電壓輸出

峰值波長是280 nm

在峰值處最大輻射(飽和極限)是18 nW/cm2 ,最小輻射(分辨極限) 是1,8 pW/cm2

德國SGLUX 紫外光電二極管 - SG01D–5LENS

SiC 具有獨(dú)特的特性，能承受高強(qiáng)度的輻射，對可見光幾乎不敏感，產(chǎn)生的暗電流低，響應(yīng)速度快和噪音低。這些特性使SiC成為可見盲區(qū)半導(dǎo)體紫外探測器的最佳使用材料。SiC探測器可以一直工作于高達(dá)170°C (338°F)的溫度中。信號（響應(yīng)率）的溫度系數(shù)也很低，< 0,1%/K。由于噪音低(fA級的暗電流), 能夠有效地檢測到極低的紫外輻射強(qiáng)度。請注意這個裝置需要配置相應(yīng)的放大器。(參見第3頁中的典型電路)。SiC光電二極管有七個不同的有效敏感面積可供選擇，從0.06 mm2 到36 mm2。標(biāo)準(zhǔn)版本是寬頻UVA-UVB-UVC。四個濾波版本導(dǎo)致更嚴(yán)格的感光范圍。所有光電二極管都有密封的金屬外殼（TO型），直徑為5.5mm的TO18 外殼或9.2mm 的TO5外殼。進(jìn)一步的選項是2只引腳（1絕緣，1接地）或3只引腳（2絕緣，1接地）。