Traductoarele fotoelectrice

Traductoarele fotoelectrice

Aceste traductoare sunt de diferite tipuri din care cele mai curent utilizate in constructia captoarelor din cercetarile experimentale sunt celulele fotoelectrice cu vid sau cu gaz si fotomultiplicatoarele.

Celulele fotoelectrice (fig. 3.8.) au catodul format dintr-o pelicula subtire fotoemisiva, aplicata pe peretel interior al tubului de sticla sau dintr-o placa solida, executate de obicei din compusi de argint si cesiu sau stibiu si cesiu. Anodul poate fi o vergea, o placa, un ecran din sarma sau un inel, plasate central.

Fig. 3.8. - Celula fotoelectrica si schema conectarii acesteia in circuitul electric, in cazul folosirii ei ca traductor.

Principiul acestora este exprimat de relatia:

[A] (1)

in care:

   este curentul generat de fotoelement si care circula prin circuitul pus sub tensiune, in A;

  - fluxul luminox dirijat spre fotoelement, in lm (lumen);

- sensibilitatea fotoelementului, in A/m.

Fotomultiplicatoarele permit sa se obtina un curent anodic apreciabil, cand sunt actionate de un flux slab, datorita existentei in constructia lor a unor electrozi secundari, denumiti dinozi. Curentul la colectorul acestora are valoarea:

    (2)

in care:

este factorul de emisie secundar;

   - numarul de dinozi;

- curentul emis initial de fotocatod si care e determinat de relatia (2).

Celulele fotoelectrice si fotomultiplicatoare se pot folosi ca traductoare de diferite feluri, dintre care se prezinta principial in fig. 3.9., cateva dintre cele mai curente utilizari ale acestora in constructia captorilor din cercetarile experimentale.

Fig. 3.9. - Principiul utilizarii traductoarelor fotoelectrice in cercetarile experimentale.

v    Sursa luminoasa S (fig. 3.9.a) trimite un flux luminos pe suprafata obiectului A supus masurarii, este reflectat si ajunge pe traductorul fotoelectric T. Coeficientul de reflexie depinde de calitatea si starea suprafetelor (pe baza acestui principiu sunt construite unele aparate de masurat rugozitatea suprafetelor). In cazul in care obiectul este in miscare si A este o mica oglinda montata pe el, atunci sub influenta fascicolului de lumina reflectat se naste in circuitul fotocelulei un impuls de curent, respectiv de tensiune;

v    Fluxul luminos emis de sursa de lumina S (fig. 3.9.b) si dirijat catre traductorul fotoelectric T este ecranat partial de obiectul de masurat A, modificandu-se astfel luminarea traductorului. Gradul de ecranare este determinat, de deplasarea liniara sau de dimensiunea de masurat ale corpului A. In mod asemanator se poate folosi traductorul fotoelectric si in cazul masurarii vibratiilor. In acest caz, corpul A este inlocuit cu masa m (fig. 3.9.c) vibratorie a captorului seismic;

v    Fluxul luminos emis de raza de lumina S este ecranat complet de catre o piesa, permitand trecerea acestuia catre traductorul fotoelectric numai cand piesa are o anumita pozitie, in care in dreptul fluxului se gaseste o gaura prin care trece lumina si excita traductorul creand in circuitul celulei fotoelectrice un impuls;

v    Similar cazului cu ecranarea partiala a fluxului luminos emis de sursa S se folosesc celule fotoelectrice in constructia unor captoare seismice pentru masurarea vibratiilor pe masa m (fig. 3.9.d si e) fixandu-se o oglinda plana sau una prismatica;

v    Sursa luminoasa este chiar obiectul A supus cercetarii (fig. 3.9.f), fluxul luminos fiind dirijat spre traductorul fotoelectric T pe care il excita. Pe baza acestui principiu sunt construite unele pirometre fotoelectronice pentru masurarea temperaturii.

Mai sunt si alte modalitati de folosire a elementelor fotoelectrice ca traductoare, dar care au o utilizare redusa sau nu sunt folosite in cercetari.

De exemplu, cazul cand sursa de lumina S trimite un flux luminos spre traductor prin obiectul de masurat A (fig. 3.9.g). Fluxul luminos este partial absorbit, in functie de parametrul masurat al mediului A (de exemplu, la masurarea transparentei unui corp).