闪烁探测器主要包括哪些部件,简述其工作机理。 金属探测器
闪烁探测器主要包括哪些部件,简述其工作机理。
主要由闪烁体、光的收集部件和光电转换器件组成的辐射探测器。当粒子进入闪烁体时,闪烁体的原子或分子受激而产生荧光。利用光导和反射体等光的收集部件使荧光尽量多地射到光电转换器件的光敏层上并打出光电子。这些光电子可直接或经过倍增后,由输出级收集而形成电脉冲。早在1903年就有人发现 α粒子照射在硫化锌粉末上可产生荧光的现象。但是,直到 1947年,将光电倍增管与闪烁体结合起来后才制成现代的闪烁探测器。很多物质都可以在粒子入射后而受激发光,因此闪烁体的种类很多,可以是固体、液体或气体。通常,按化学性质可分为无机闪烁体和有机闪烁体两大类。
无机闪烁体 固体的无机闪烁体一般是指含有少量混合物(激活剂)的无机盐晶体。虽然用纯无机盐晶体也可作为闪烁体,但加了激活剂后能明显提高发光效率。当闪烁体中原子的轨道电子从入射粒子接受大于其禁带宽度的能量时,便被激发跃迁至导带。然后,再经过一系列物理过程回到基态,根据退激的机制不同而发射出衰落时间很短的荧光(约 10纳秒)或是较长的磷光(约1纳秒或更长)。最常用的无机晶体是用铊激活的碘化钠晶体,即碘化钠(铊),最大可做到直径 500毫米以上。它有很高的发光效率和对γ射线的探测效率。其他无机晶体还有碘化铯(铊)、碘化锂(铕)、硫化锌(银)等,各有特点。新出现的有锗酸铋等。气体和液体的无机闪烁体,多用惰性气体及其液化态制成、如氙、氪、氩、氖、氦等。其中以氙的光输出最大而较多使用。
有机闪烁体 有机闪烁体大多属于苯环结构的芳香族碳氢化合物,其发光机制主要由于分子本身从激发态回到基态的跃迁。同无机晶体一样,有机闪烁体也有两个发光成分,荧光过程小于1纳秒。有机闪烁体又可分为有机晶体闪烁体、液体闪烁体和塑料闪烁体。有机晶体主要有蒽、茋、萘等,具有比较高的荧光效率,但体积不易做得很大。液体闪烁体和塑料闪烁体可看作是一个类型,都是由溶剂、溶质和波长转换剂三部分组成,所不同的只是塑料闪烁体的溶剂在常温下为固态。还可将被测放射性样品溶于液体闪烁体内,这种“无窗”的探测器能有效地探测能量很低的射线。液体和塑料闪烁体还有易于制成各种不同形状和大小的优点。塑料闪烁体还可以制成光导纤维,便于在各种几何条件下与光电器件耦合。
光电转换器件一般采用光电管与光电倍增管。但是,后出现的半导体光电器件,具有高的量子转换效率和低功耗,便于闪烁探测器的微型化和提高空间分辨率。已有人研制成闪烁体与光电器件均用半导体材料组成的单片集成化的闪烁探测器。
利用光电倍增管倍增系统所做成的电子倍增器,也可单独用来探测辐射。将分立的二次级改为连续的二次级后,形成通道型电子倍增器。微型化的通道型电子倍增器──微通道板可以做到在1厘米2面积上具有几十万个微通道。用微通道板作为电子倍增系统的光电转换器件,不但可以得到较高的灵敏度,而且还具有良好的时间特性和位置分辨率。
闪烁探测器具有探测效率高和灵敏体积大等优点。其能量分辨率虽然不如半导体探测器好,但对环境的适应性较强。特别是有机闪烁体的定时性能,中子、γ分辨能力和液体闪烁的内计数本领均有其独具的优点。因此,它仍是广泛使用的辐射探测器。
金属探测器
模电学得不好, 但差不多因该是这样的:
L就是探测器的感应线圈了(它既是感应头,又是反馈元件了),它构成电流正反馈和C1组成自激振荡, 当探测器线圈中有金属物质时, L的自感系数增加, L变大, 电路震荡频率降低 。R5是T1放大器的负反馈电阻, 调节R5可以调节探测器的灵敏度。
C2相当于一个低通滤波器, 当频率降低的时候,被C2滤掉的电压就少了,T2就能导通, 正弦信号经过C4耦合输出, 低压的时候D1导通, T3基极电位为0 , T3截至, 高压时D1截至, T3导通, 这样通、断重复就能驱动喇叭发出声音。
微光探测器除了像管还有什么?
微光探测仪是利用光学原理将微弱的光线、图像放大显示的仪器,它首先用光学摄影的方法采集图像,然后放大、增加对比度、增加亮度等,使观察者能够比较清晰甚或十分清晰地观察。它所用的光学摄像元件类似于手机拍照的,但质量像素等都远高于手机的。然后经机内放大电路处理,提供给屏幕显像。你所说的像管不适用于便携式的,室内的现在都是用液晶式显像屏了。
点型火灾探测器有哪些?
点型火灾探测器有:点型感烟火灾探测器,可分为离子型、光电型、激光型、电容型半导体型等几种。点型感温火灾探测器,分为定温式、差动式、定温差动式感温火灾报警器三种类型。点型紫外火焰探测器,为感光型火灾探测器。
点型火灾探测器是消防词汇。是由一个或多个小型传感器组成的、探测同一部位火灾参数的火灾探测器。
1、点型感烟火灾探测器
点型感烟探测器是以烟雾为主要探测对象,适用于火灾初期有阴燃阶段的场所。感烟火灾探测器是一种响应燃烧或热介产生的固体微粒的火灾探测器。根据烟雾粒子可以直接或间接改变某些物理量的性质或强弱,感烟探测器又可分为离子型、光电型、激光型、电容型半导体型等几种。
2、点型感温火灾探测器
感温火灾探测器(简称温感)主要是利用热敏元件来探测火灾的。在火灾初始阶段,一方面有大量烟雾产生,另一方面物质在燃烧过程中释放出大量的热量,周围环境温度急剧上升。探测器中的热敏元件发生物理变化,响应异常温度、温度速率、温差,从而将温度信号转变成电信号,并进行报警处理。
感温火灾探测器一般由感温元件、电路与报警器三大部分组成。以感温元件不同分为定温式、差动式、定温差动式感温火灾报警器三种类型,感温面积一般为30~40平方米。
3、点型紫外火焰探测器
点型紫外火焰探测器为感光型火灾探测器,它通过探测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾,适用于火灾发生时易产生明火的场所。
红外线探测器有哪几种?各自的结构有什么特点?
在电子防盗探测器领域,被动红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定,而深受广大专业人员的欢迎。但随着入侵者的反侦测技术手段的不断提高,从而对探测器的要求也越来越高,普通被动红外探测器的局限性越来越明显。这样,新一代的被动红外探测器也就应运而生。下面结合朗恩探测器新一代被动红外探测器,对关于被动红外探测器的新技术进行详细阐述。由于各厂家产品的设计思想侧重点不同,从而导致了其产品的性能指标也不同,欢迎业内人士来共同进行讨论。
1被动红外探测器的主要工作原理及特性
被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。
• 这种探测器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。
• 为了对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
• 被动红外探测器,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
• 一旦入侵人进入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜而聚焦,从而被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
• 多视场的获得,一是多法线小镜而组成的反光聚焦,聚光到传感器上称之为反射式光学系统。另一种是透射式光学系统,是多面组合一起的透镜-菲涅尔透镜,通过菲涅尔透镜聚焦在红外传感器上。
• 这要指出的是被动红外面的几束光表示有几个视场,并非被动红外发红外光,视场越多,控制越严密。
被动红外深测器优缺点:
优点:
• 本身不发任何类型辐射,器件功耗很小,隐蔽性较好。
• 价格低廉
缺点:
容易受各种热源、阳光源干扰。
• 被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探测器接收。
• 易受射频辐射的干扰。
• 环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。
2 被动红外探测新技术说明
下面针对上述的被动红外探测器的缺点,结合朗恩探测器的红外探测技术,进行详细分析。
通过对被动红外探测器的缺点分析发现,我们实际上要解决误报和探测能力下降的问题。误报问题:为了降低误报率,只要排除误报等因素就可以大大降低误报率。
1.误报因素可分为二类:
外界因素:
• 外界的光热源(尤其是白光光源): 如阳光、照明光源等。
• 外界的射频信号等。
内部因素
• 内部由于器件等的噪声和干扰,如光热释感血器的信号瞬变等。
针对以上情况朗恩探测器的新一代红外探测器采用一些独持的技术来解决此类问题。
首先在红外透镜的焦点上,应用不同电路分别连接的两个光热感应器。特殊的透镜将覆盖区域分为多个灵敏度一梯形的保护区,并保证了保护区内的信号强度。独特的透镜还可以充当红外滤光镜,表面经过特殊处理的黑色透镜允许可见光和短波红外线(在大多数有白光光源的地方都存在)射入,然后被其黑色底座所吸收。黑色红外透镜只反射波长符合人体移动的红外线,将其反射到光热感应器上。通过已申请专利的白光滤光镜,探测器可以防止白光干扰。如果某人进入或离开探测器覆盖的一个或几个区域,探测器应可以探测到红外辐射能量的变化,A/D转换器将感应器送出的信号数码化后,再用Visatec(基于快思逻辑基础上的全数码高智能信号分析技术)信号处理器进行分析,然后才发出报警信号。
这个过程涉及到探测中的所有标准,如信号的振幅、时间、格式、能量和频谱等,再加上从现场实际提取的统计信息。这些标准须结合判断探测它们的合理性,只有在结果符合强行闯入的标准后,探测器才发出报警。对光热感应器的信号进行数码化处理,可以消除信号的瞬变和电磁波的干扰等。
2.探测能力的降低:
探测能力下降可分为几个方面:
• 探测器各探测视场分布不合理: 如空隙过大等。
• 探测器被遮挡。如被泡沫、喷雾(入侵者经常使用的手段)纸,衣物等。
• 由于体温和环境差别不大,造成探测能力下降。
针对以上情况,朗恩探测器采用以下方法来解决问题:
不同电路连接的两个光热感应器,位于黑色红外透镜的聚焦点上。
透镜将覆盖区域分为多个灵敏度一样的视场并保证了视场的信号强度,视场交错分布,形成了类似棋盘的紧密分布形式。
防遮挡监视:
独特的电子适配实防遮挡部件,能监视探测器,防止被遮挡进行破坏。如果探测器窗口或靠近探测器的任何区域被一些物品所遮挡,如泡沫、金属片、喷雾、帽子、纸板、盒子和衣特等,都将进入报警状态。在白天模式下,一旦探测器被遮挡,遮挡报警会同时显示在防遮挡监视输出继电器和报警输出继电器上。报警继电器会停止,同时防遮挡输出会启动,直至遮挡品被挪走为止。
朗恩探测器被动红外探测器 普通被动红外探测器
基本技术性能指标及安装方式 探测范围 具有多种型号,能满足各种不同场合的要求,单体探测距离最远能达到150m。同种型号,配置不同反射镜可实现广角和长距离帘幕式探测的转换。 一般探测距离为15m。有产品配置反射镜后,能达到25m
工作温度 -20~ 50度,且在范围内技术参数影响不大。 一般为室温
外壳类型 合IP31-IP65多种标准,防止昆虫和气流进入。其中室外型具备金属外壳,防护能力极强能适应恶劣环境 一般为IP31
测试功能 具有工作状态布线测试功能 一般不具备
白天/夜间状态转换 具有白天/夜间状态转换 一般只有工作状态
安装方式 独特的探测回路(带插头)和感应器分开设计技术,使探测器安装更为简便 整体安装,安装过程易受到损伤。
自检 完备的电压监控电子线路和感应器自动的定期自检功能
独特的防小宠物过滤功能
在解决误报及防危害方面 防止内部电路噪声及突变 具备滤波电路,并对光热感应器的信号进行数码化处理,消除信号的瞬变。 一般不具备。
消除外界的白光源 独特的黑镜技术及白光滤光镜 消除可见光和短波红外线。 不具备
消除外界的射频等信号 对信号进行数码化处理,消除干扰。 不具备
探测器遮挡 具有独特的电子适配防遮挡功能。 不具备
探测线路损伤 不管在撤防和布防时,都对线路进行全天候监控。 有的探测器有
智能分忻 Visates高智能信号分析技术,基于快思逻辑础上的全数码高智能信号分析技术,信号处理器进行分析,然后才发出报警信号。这个过程涉及到探测中的所有标准,如信号的振幅、时间、格式、能量和频谱等,再加上从现场实际提取的统计信息。这些标准须结合判断探测它们的合理性,只有在结果符合强行闯入的标准后,探测器才发出报警。 不具备
在解决提高探测能力方面 探测视场灵敏度 在红外透镜的聚集点上,应用不同电路分别连接的两个光热感应器。特殊的透镜将覆盖区域分为多个灵敏度一样的保护区并保证了保护区内的信号强度
探测器视场的分布 视场交错分布,形成了类似棋盘的紧密分布形式。
微小温差识别 通过差分方式迅速侦测出视场里微小温度变化
智能化温度侦测:可通过差分方式迅速侦测出视场里微小温度变化。
3.其他一些新技术应用:
• 独特的防小宠物过滤功能
• 完备的电压监控
• 电子线路和感应器自动的定期自检功能
• 独特的电子线路(带插头)和感应器分开设计技术,便探测器安装更为简便
• 全密封的探测器,可防止昆虫和气流进入。
3 关于中国大陆地区双鉴探测器的一些看法
目前,中国大陆地区双鉴防盗探测器(红外 微波)在市场中占据了一定份额,但普通双鉴防盗探测器(红外 微波)具有相当大的同限性。
• 双鉴防盗探测器(红外 微波)首先是在普通单纯被动红外探测器误报率高的情况下才产生的,而朗恩探测器的智能被动红外探测器已大大降低了误报率。
• 普通双鉴防盗探测器(红外 微波)虽然采用了红外报警和微波报警相与的关系,但这样也就降低了探测能力。
• 微波本身具有一定的穿透能力(如墙壁等),增加了误报率。
• 微波可以被金属屏蔽,在实际应用中(如冰箱)增加了探测的局限性。