Co to jest fotokomórka?
Fotorurka, znana również jako tuba fotoelektryczna, jest wrażliwym na światło urządzeniem elektronicznym. Jest przeznaczony do emitowania prądu elektrycznego pod wpływem światła lub innej formy promieniowania elektromagnetycznego. Fotokomórka zyskała miano „elektrycznego oka” ze względu na jej szerokie zastosowanie w wykrywaniu światła.
Istnieją trzy kategorie fototubów: multiplikatory gazu, próżni i elektronów. Podstawowa fotokomórka składa się z wypełnionej gazem lub próżniowej rurki elektronowej, w której zamontowane są dwie elektrody, katoda i anoda. Gazowa fototuba wykorzystuje argon lub inny rodzaj gazu obojętnego pod bardzo niskim ciśnieniem.
Mnożnik elektronów jest modyfikacją podstawowej fotoprobówki gazu i próżni. Oprócz dwóch elektrod ten typ fotokomórki jest również wyposażony w szereg metalowych dysków zwanych dynodami. Dynody są strategicznie rozmieszczone wewnątrz lampy elektronowej w celu zwiększenia emisji prądu elektrycznego.
Powierzchnia katody w fotokomórce jest zwykle powleczona cezem lub innym rodzajem materiału fotoemisyjnego. Ta powłoka jest niezwykle wrażliwa na światło w zakresie ultrafioletowym, bliskiej podczerwieni i widzialnym zakresie widma elektromagnetycznego. Fotoprobówka działa w procesie zwanym efektem fotoelektrycznym, w którym światło padające na powierzchnię fotoemisyjną powoduje uwalnianie elektronów z tej powierzchni. Dzięki temu procesowi, gdy powierzchnia katody fotokomórki zostanie wystawiona na działanie światła, emituje elektrony. Te elektrony są przyciągane przez dodatnio naładowaną anodę, tworząc prąd elektryczny.
Fotorurki można podzielić na trzy ogólne kategorie zastosowań: sterowanie, pomiary i odtwarzanie audiowizualne. Pod kontrolą znajdują się aplikacje wykrywające światło, takie jak systemy antywłamaniowe, automatyczne otwieracze drzwi i kontrolki sygnalizacji świetlnej. Funkcje pomiarowe obejmują ich zastosowanie w pirometrach z temperaturą barwową, natomiast aplikacje do odtwarzania audiowizualnego obejmują systemy dźwięku w teatrze i gry w pinball.
Na przykład w systemie alarmowym antywłamaniowym fotokomórka i wiązka światła są używane jako część obwodu elektrycznego. Wiązka światła jest kierowana na fototube, która jest zainstalowana w pewnej odległości. Gdy wiązka światła zostanie przerwana, jak podczas otwierania drzwi lub okna, obwód zostaje przerwany. Może się to zdarzyć na przykład, jeśli włamywacz jimmies otworzy drzwi. Przerwany obwód z kolei spowoduje zamknięcie przekaźnika, uruchamiając alarm antywłamaniowy.
W ostatnich latach opracowano ogniwa fotoelektryczne, w których zastosowano raczej półprzewodniki niż lampę elektronową. To sprawiło, że w wielu przypadkach fotokomórki stały się przestarzałe. Mnożniki elektronów są jednak nadal używane w wielu zastosowaniach.