Che cos'è un fototubo?
Un fototubo, noto anche come tubo fotoelettrico, è un dispositivo elettronico sensibile alla luce. È progettato per emettere una corrente elettrica quando esposto alla luce o un'altra forma di radiazione elettromagnetica. Il fototubo ha guadagnato il soprannome di "occhio elettrico", grazie al suo uso in una vasta gamma di applicazioni di rilevamento della luce.
Esistono tre categorie di fototubi: moltiplicatori di gas, vuoto ed elettroni. Il fototubo di base è costituito da un tubo elettronico riempito di gas o sotto vuoto nel quale sono montati due elettrodi, un catodo e un anodo. Un fototubo di gas utilizza argon, o qualche altro tipo di gas inerte, a una pressione molto bassa.
Il moltiplicatore di elettroni è una modifica del gas di base e del fototubo del vuoto. Oltre a due elettrodi, questo tipo di fototubo è anche dotato di una serie di dischi metallici chiamati dinodi. I dinodi sono disposti strategicamente all'interno del tubo elettronico per amplificare l'emissione di corrente elettrica.
La superficie del catodo in un fototubo è tipicamente rivestita in cesio o in qualche altro tipo di materiale fotoemissivo. Questo rivestimento è estremamente sensibile alla luce negli intervalli ultravioletti, nel vicino infrarosso e visibili dello spettro elettromagnetico. Un fototubo funziona mediante un processo chiamato effetto fotoelettrico, in base al quale la luce che cade su una superficie fotoemissiva provoca il rilascio di elettroni da quella superficie. Attraverso questo processo, quando la superficie del catodo del fototubo è esposta alla luce, emette elettroni. Questi elettroni sono attratti dall'anodo caricato positivamente, creando una corrente elettrica.
I fototubi possono essere suddivisi in tre categorie generali di utilizzo: controllo, misurazione e riproduzione audiovisiva. Sotto controllo vengono le applicazioni di rilevamento della luce come sistemi di allarme antifurto, apriporta automatici e controlli del semaforo. Le funzioni di misurazione includono il loro uso nei pirometri a temperatura di colore, mentre le applicazioni di riproduzione audiovisiva includono sistemi audio teatrali e giochi di flipper.
In un sistema di antifurto, ad esempio, un fototubo e un raggio di luce vengono utilizzati come parte di un circuito elettrico. Il raggio di luce è diretto sul fototubo, che è installato a una certa distanza. Quando il raggio di luce viene interrotto, come quando si apre una porta o una finestra, il circuito si interrompe. Ciò può accadere, ad esempio, se un ladro di jimmies apre una porta. Il circuito interrotto, a sua volta, provoca la chiusura di un relè, che attiva l'allarme antifurto.
Negli ultimi anni sono state sviluppate celle fotoelettriche, che utilizzano l'impiego di semiconduttori anziché di un tubo elettronico. Ciò ha reso obsoleti i fototubi in molti casi. I moltiplicatori di elettroni, tuttavia, sono ancora in uso per una serie di applicazioni.