1、,第10章辐射式传感器,10.1 红外线传感器,10.1.1 红外辐射 红外辐射俗称红外线，位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。它的波长范围大致在0.76m1000m，红外线所占据的波段分为4部分，即近红外，中红外，远红外和极远红外。,图10-1 电磁波谱图,红外辐射的物理本质是热辐射，一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。红外光具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性。,红外辐射以波的形式在空间直线传播的。它在大气中传播时，大气层对不同波长的红外线存在不同的吸收带，空气中对称的双原子气体，如N2、O2、H2等不吸收
2、红外线。而红外线在通过大气层时，有3个波段透过率高，它们是2m2.6m，3m5m和8m14m，统称它们为“大气窗口”。因此红外探测器一般都工作在这3个波段（大气窗口）之内。,10.1.2 红外探测器 红外传感器一般由光学系统，探测器，信号调理电路及显示单元等组成。红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。红外探测器的种类很多，分为热探测器和光子探测器两大类。,1热探测器 热探测器的工作机理是：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参数发生相应变化，从而确定探测器所吸收的红外辐射。,与光子探测器相比，热探测器的探测率比光子
3、探测器的峰值探测率低，响应时间长。热探测器主要有4类：热释电型，热敏电阻型，热电阻型和气体型。,热释电效应：热释电型红外探测器是根据热释电效应制成的，即电石、水晶、酒石酸钾钠、钛酸钡等晶体受热产生温度变化时，其原子排列将发生变化，晶体自然极化，在其两表面产生电荷的现象称为热释电效应。,用此效应制成的“铁电体”，其极化强度（单位面积上的电荷）与温度有关。当红外辐射照射到已经极化的铁体薄片表面上时引起薄片温升高，使其极化强度降低，表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，所以叫做热释放电型传感器。,2光子探测器 光子探测器的工作机理是：利用人射光辐射的光子流与探测器材料中的电子互相作用，从而改变电子的
4、能量状态，引起各种电学现象这种现象称为光子效应。,根据所产生的不同电学现象，可制成各种不同的光子探测器。光子探测器有内光电和外光电探测器两种，后者又分为光电导、光生伏特效应和光磁电探测器3种，一般需在低温下工作。,10.1.3 红外传感器的应用 1红外测温仪 红外测温仪是利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的。当物体的温度低于1000时，它向外辐射的不再是可见光而是红外光了，可用红外探测器检测其温度。,它是一个包括光、机、电一体化的红外测温系统，图中的光学系统是一个固定焦距的透射系统，滤光片一般采用只允许8m14m的红外辐射能通过的材料。,步进电机带动调制盘转动，将被测的红外辐射调制成交
5、变的红外辐射线。红外探测器一般为（钽酸锂）热释电探测器，透镜的焦点落在其光敏面上。被测目标的红外辐射通过透镜聚焦在红外探测器上，红外探测器将红外辐射变换为电信号输出。,图10-2 红外测温仪方框图,红外测温仪的电路比较复杂，包括前置放大、选频放大、温度补偿、线性化、发射率（）调节等。,目前已有一种带单片机的智能红外探测器，利用单片机与软件的功能，大大简化了硬件电路，提高了仪表的稳定性、可靠性和准确性。,红外测温仪的光学系统可以是透射式，也可以是反射式。反射式光学系统多采用凹面玻璃反射镜，并在镜的表面镀金、铝、镍或铬等对红外辐射反射率很高的金属材料。,2红外线气体分析仪 红外线气体分析仪是根据气
6、体对红外线具有选择性的吸收特性来对气体成分进行分析的。不同气体其吸收波段（吸收带）不同。 该分析仪由红外线辐射光源、气室、红外探测器及电路等部分组成。,光源由镍铬丝通电加热发出红外线，切光片将连续的红外线调制成脉冲状的红外线，测量气室中通入被分析气体，参比气室中封入不吸收红外线的气体（如N2等）。,红外探测器是薄膜电容型，它有两个吸收气室，充以被测气体，当它吸收了红外辐射能量后，气体温度升高，导致室内压力增大。,测量时（如分析CO气体的含量），两束红外线经反射、切光后射入测量气室和参比气室，由于测量气室中含有一定量的CO气体，该气体对4.65m的红外线有较强的吸收能力，而参比气室中气体不吸收红
7、外线，这样射入红外探测器的两个吸收气室的红外线造成能量差异，使两吸收室压力不同，于是薄膜偏向定片方向，就改变了电容。,如被测气体的浓度愈大，两束光强的差值也愈大，则电容的变化量也愈大，因此电容变化量反映了被分析气体中被测气体的浓度。,图10-4 红外线气体分析仪结构原理图,3红外线自动水龙头 电路特点 是当有人走近它时，延时23s自动开启，当人离开时水龙头自动关闭；是在夜间它还有灯光控制功能，当有人走近时，它首先打开电灯，然后开启水龙头，当人离开后电灯会延时数十秒后自动关闭。,（1）红外发射器 它是一个由555电路组成的多谐振荡器，其振荡频率由RP1、R1与C1的数值决定，该电路的振荡频率为3
8、8kHz。由多谐振荡器产生的方波脉冲通过限流电阻R2驱动红外发射管向外发送红外线。,（2）红外接收电路 该电路由红外接收管VD2和CX20106组成。红外发射管发出的红外脉冲信号，经过人体反射被红外接收管VD2接收，然后输入CX20106，经电路内解调处理后由7脚输出低电平。,CX20106A的内部主要由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及脉冲整形电路组成。其内设滤波器的中心频率为f。可由5脚外接的电阻来调整，调整范围为30kHz60kHz。当接收到与CX20106A滤波器中心频率相符合的红外遥控信号后，其输出端（7脚）就会变为低电平。,图10-5 红外线自动水龙头控制电路,图
9、10-6 CX20106A与KA2184内部电路结构,（3）水阀门控制电路 当IC2的7脚输出低电平时，经反相器F1反相后变为高电平输出。这一高电平经R7向C6充电，待C6充电至其正端电压，升达F2的开门电平后，F2反相输出变为低电平。这一低电平经R8使VT1导通，继电器K1通电吸合，接通电磁阀YV的电源，水阀门打开。,C6起延时作用，防止因干扰造成阀门误开。这里延时时间设定为23s。当IC2的7脚恢复高电平后，F1的输出端恢复低电平，电容C6经VD3放电，使F2的输入端变为低电平，它的输出端变为高电平，VT1截止，继电器K1断电后释放，将水阀门的电源切断，水阀门关闭。,（4）电灯控制电路 当
10、IC2的7脚输出低电平时，经F1反相变为高电平。这一高电平通过由R9、RP2与光敏电阻RG组成的分压器的分压，使F3的输入端变为高电平，F3的输出端变为低电平。,这时，电容C7经VD5放电，使F4的输入端变为低电平，F4的输出端变为高电平。这一高电平通过R11使VT2导通，继电器K2通电吸合，将电灯电源接通，电灯点亮。,当IC2的7脚输出高电平时，经F1反相变为低电平，F3的输入端仍为低电平，经F3反相后变为高电平。这一高电平经R9。向C7充电，当C7充电使其正端电压上升至F4的开门电平后，F4反相输出低电平，VT2截止，继电器K2断电释放，将电灯电源切断，电灯熄灭。电容C7的充电需要一定的时
11、间，这里设定为23min，这就使人离开后延时23min电灯才熄灭。,由于光敏电阻值在白天的电阻远小于夜晚时的电阻值，通过R9、RP2与RG的分压，使F3的输入端在白天不可能达到F3的开门电平，它后面的电路一直保持静止状态，继电器K2不会吸合，电灯也不会亮起来。,在进行电灯控制电路中的光控调整时，将组装好的电路置于室外正常光线的地方，调节 RP2，使灯控电路不起控。再将电路置于室内并用物体将光敏电阻阻挡，使其不见光。这时当有人接近时，灯控电路应起控，电灯应亮，否则应调整RP2使其起控即可。,4阅报栏自动控制灯电路 该电路由两大部分组成：一部分为主控电路，另一部分为光控电路。,（l）主控电路 由热
12、释电红外传感器探测到的人体传感信号经14脚输入热释电控制电路IC3，经电路内对输入信号的放大、比较、延时等处理后，由2脚输出控制信号（工作原理如图10-8所示）。,该输出信号经VD8、C12、R13组成的延时电路处理后，使VT2导通，继电路K2通电吸合，将阅报栏内电灯的电源接通。,（2）光控电路 在白天，光敏电阻RG因受光的照射阻值变小，使施密特电路的输入电压低于1/3VDD。IC2的输出端3为高电平，继电器K1断开。,当夜晚来临时，RG因受光减弱，阻值变大，使施密特电路的输入电压大于2/3VDD。这时1C2的3脚变为低电平，继电器K1通电吸合。其中第一对触点K1-1接通了阅报栏的照明指示灯D
13、1，第二对触点K1-2接通了主控电路的工作电源，使热释电控制电路进入工作状态。,（3）电源电路 本机电源供电采用交流降压、全波整流、集成稳压器7809稳压的供电方式。,而主控电路的工作电源则受光控电路的控制，在夜间由光控电路通过继电器K1的触点K1-2将主控电路的工作电源接通，通过由VT1、VD7和R3组成的晶体管稳压电路，将9V电源进一步稳压为5.3V后向主控电路供电，目的是便主控电路的工作电压不超过允许电压值。,电路调整主要是调整光控部分，在白天，在使光敏电阻RG不直接受阳光照射的情况下，调节Rp，使IC2输出高电平。然后将RG全部遮挡，使其处于夜晚的环境下，这时继电器K1应吸合，否则需重
14、新调整。,图10-7 阅报栏自动控制灯电路,热释电红外传感器应安装在阅报栏内的一侧，其轴线应该与阅报栏窗口平面成向外向下倾斜的状态，使传感器有充分的控制范围。,5电子礼仪小姐电路 该电路由进出门检测电路、语言发声电路、进出发声互锁控制电路、功放电路和电源电路组成。,（1）进出门检测电路 当有人进门时，进门检测电路IC1输出高电平；有人出门时，出门检测电路IC2输出高电平。IC1输出的高电平加至语言发声电路IC3的触发端TG1，IG2输出的高电平加至1C3的另一触发端TG4。,（2）语言发声电路 该电路由HFC5218组成，该电路内存储有“您好，欢迎先临”、“您好，谢谢光临”、“欢迎光临”、“谢
15、谢光临”和“您好”5段礼貌用语，可分别通过其外设的5个触发端进行触发。触发信号可以是高电乎。,本电路使用其中两段问候语，即“你好，欢迎光临”和“您好，谢谢光临”，分别通过触发端TG1和TG4进行触发。当有人进门时，进门检测电路IC1输出的高电平通过TG1将其触发，使电路发出“您好，欢迎光临”的问候语。当有人出门时，出门检测电路IC2输出的高电平通过TG4将其触发，使电路发出“您好，谢谢光临”的问候语。,语言发生电路的工作电压和触发电压均为3V，所以通过稳压管DW1、DW2和DW3分别将电源电压和触发电压调整为3V，供电路使用。电阻R6为发声电路振荡器的外接电阻，用来调节发声电路发声的速度和音调
16、。,图10-9 电子迎宾电路,（3）语音功放电路 本电路采用小功率集成功放电路LM386，它的最大输出功率为660mW。,（4）进、出发声互锁控制电路 互锁电路由晶体管VT1和VT2组成的开关电路组成，它们分别设置在语言电路 HFC5218的触发端TG1和TG4。,当有人进门时，IC1输出的检测信号通过TG1将语言电路触发，使其发声，这时由功放电路输出端输出的语言信号一方面通过扬声器发出“您好，欢迎光临”的问候语；又通过VD4整流、电容C1滤波将语言信号变为直流电压。,这一直流电压分别经R3、R4使VT1、VT2导通，将两个触发端TG1、TG4对地短路。对于TG1来说，这时已完成了它的触发任务
17、，它的工作已不受影响。,但对于TG4来说，这时恰好处在行人通过出门检测电路的时刻并使IC2输出高电平，由于VT2的导通，将加至TG4的高电平对地短路，无法实现对语言发声电路的触发。这就使语言发声电路不会再发出“您好，谢谢光临”的声音。,出、入门检测电路分别安装于门内外的同一侧，高度为11.2m，两者相距0.50.8m。扬声器可安装于门的正上方。,由于公共场所的门的宽度般都大于1m，因此出入门检测电路TX05D的工作距离应调整至最大，并应反复测试，使探测距离最大。调整时应通过调节孔将调节旋钮按顺时针方向调至最大位置。 本电路采用交流供电、全波整流、集成稳压器稳压后供电，工作电压为12V。,10.
18、2 核辐射传感器,10.2.1 核辐射及其性质 某种同位素的原子核在没有外力作用下，自动发生衰变，衰变中释放出射线、射线、 射线、x射线等，这种现象称为核辐射。而放出射线的同位素称为放射性同位素，又称放射源。,放射性同位素种类很多，由于核辐射检测仪表对采用的放射性同位素要求它的半衰期比较长，且对放射出来的射线能量也有一定要求，因此常用的放射性同位素只有20种左右，例如Sr90（锶）、Co60（钴）、Cs137（铯）、Am241（镅）等。,1射线 放射性同位素原子核中可以发射出粒子。它带有正电荷，实际上即为氦原子核，这种粒子流通常称作射线。它从核内射出的速度为20km/s，粒子的射程长度在空气中
19、为几厘米到十几厘米。,在检测技术中，射线的电离效应、透射效应和散射效应都有应用，但以电离效应为主，用粒子来使气体电离比其他辐射强得多。,2射线 粒子的质量为0.000549u，带有一个单位的电荷。它所带的能量为十万电子伏特到几兆电子伏特。在气体中的射程可达20m。,射线与射线相比，透射能力大，电离作用小。在检测中主要是根据辐射吸收来测量材料的厚度、密度或重量，根据辐射的反射来测量覆盖层的厚度，利用粒子很大的电离能力来测量气体流的。,3射线 原子核从不稳定的高能激发态跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态，并且不改变其组成过程称为衰变（或称跃迁）。发生跃迁时所放射出的射线称射线或光子。,当一个光子和原
20、子相碰撞时，将其能量全部交给某一轨道电子，使它脱离原子，光子则被吸收，这种现象称为光电效应。光电效应也伴随有次级辐射产生。,与射线相比，射线的吸收系数小，它透过物质的能力最大，在气体中的射程为几百米，并且能穿透几十厘的固体物质，其电离作用最小。在测量仪表中，根据辐射穿透力强这一特性来制作探伤仪、金属厚度计和物位计等。,10.2.2 核辐射探测器 核辐射探测器又称核辐射接收器，其作用是将核辐射信号转化为电信号，从而探测出射线的强弱和变化。由于射线的强弱和变化与测量参数有关，因此它可以探测出被测参数的大小及变化。,1电离室 电离室是利用射线对气体的电离作用而设计的一种辐射探测器，它的重要部分是两个
21、电极和充满在两个电极间的气体。气体可以是空气或某些惰性气体。电离室的形状有圆柱体和方盒状。,在电离室两侧放置相互绝缘的板电极，电极间加上适当电压，放射线进入电极间的气体中，在核辐射的作用下，电离室中的气体介质即被电离，离子沿着电场的作用线移动，这时在电离室的电路中产生电离电流。核辐射强度越大，在电离室产生的离子对越多，产生的电流亦越大。,在核辐射检测仪表中，有时用一个电离室，有时用两个电离室。为了使两个电离室的特性一样，以减少测量误差，通常设计成差分电离室，如图10-11所示。在高电阻上流过的电流为两个电离室收集的电流之差，这样可以避免高电阻、放大器、环境温度等变化而引起的测量误差。,图10-
22、10 电离室的结构示意图,图10-11 差分电离室,电离室主要用来探测、粒子。在同样条件下，进入电离室的粒子比粒子所产生的电流大100多倍。,2正比计数管 是由圆筒形的阴极和作为阳极的中央芯线组成的，内封有稀有气体、氮气、二氧化碳、氢气、甲烷、丙烷等气体。当放射线射入使气体产生电离时，由于在芯线近旁电场密度高，电子碰撞被加速，在气体中获得足够的能量，碰撞其他气体分子和原子而产生新的离子对；此过程反复进行而被放大，人们将此过程称为气体放大。,由于放大而产生的阳离子迅速离开气体放大区域而产生输出脉冲。输出脉冲的大小正比于因放射线入射而产生电子，正离子对的数目，因此，正比计数管可以探测入射放射线的能
23、量。,正比计数管大多数是圆柱形或者球形、半球形。其阳极很细，阴极直径较大，这主要是为了在外加电压较小的情况下，使阳极附近仍能有很强的电场，以便有足够大的气体放大倍数。 正比计数管可以在很宽的能量范围内测定入射粒子的能量，能量分辨率相当高，分辨时间很短，并且可作快速计数。,3盖革弥勒计数管 计数管以金属圆筒为阴极，以筒中心的一根钨丝或钼丝为阳极，筒和丝之间用绝缘体隔开。计数管内充有氩、氦等气体。为了便于密封，计数管常用玻璃作外壳，而阴极用金属或石墨涂覆于玻璃表面内部或在外壳内用金属筒作阴极。,图10-12 正比计数管的结构,图10-13 盖革弥勒计数管,在盖革弥勒计数管中，阴极和阳极间施加比计数
24、管高的电压。x射线、射线、射线入射使产生比正比计数管激烈的气体放大，原离子所在区域沿中央丝极传播到整个计数管内。,由于电子漂移速度很快，很快地被收集，于是在中央丝极周围形成一层正离子，称为正离子鞘。放大过程停止后，在电场作用下，正离子鞘向阴极移动，给出一个与正离子鞘的总电荷有关，而与原始电离无关的脉冲输出。,在第一次放大过程停止以及电压脉冲出现后，计数管并不回到原始的状态，正离子也能从阴极中打出次级电子。同时由于正离子鞘到达了阴极，中央阳极电场已恢复，次级电子又能引起新的离子增殖，再产生电压脉冲，造成所谓连续放电现象。,猝灭放电的方法有两种：一种是采猝灭电路，用来降低中央丝极的电压，使其降低到
25、发生碰撞电离所需电压以下；另一种方法是在计数管中放入少量猝灭性气体。这种猝灭型计数管又可分为两种：一种是充惰性气体和少量酒精、乙醚或石油醚的蒸气，称为有机管；另一种是管内充惰性气体和卤素气体，称为卤素管。,盖革弥勒计数管由于有气体放大作用，所产生的电流比电离室的离子流大好几千倍，因此它不需要高电阻，其负载电阻一般不超过1M，输出的脉冲一般为几伏到几十伏。,4闪烁计数器 物质受放射线的作用而被激发，在由激发态跃迁到基态的过程中，发射出脉冲状的光的现象称为闪烁现象。能产生这样发光现象的物质称为闪烁体。闪烁计数器先将辐射能变为光能，然后再将光能变为电能而进行探测，它由闪烁体和光电倍增管两部分组成。,
26、闪烁晶体的种类很多，按化学组成成分可分为有机和无机两大类，按物质形态分则可分为固态、液态和塑料等类型。通常使用固态闪烁体，其中有银激活的硫化锌ZnS (Ag)、铊激活的碘化钠NaI (T1)、铊激活的碘化艳CsI (T1)、金激活的碘化锂LiI (Au)等。有机闪烁体中应用最广的有蒽、芪、三联苯和萘等。,图10-15 闪烁计数器,光电倍增管的作用为接受闪烁体发射的光子将其变为电子并将这些电子倍增放大为可 测量的脉冲。光电倍增管的基本特性有光特性、阳极的电流电压特性、光阴极的光谱响应等。,入射到光阴极上的光通量F与阳极电流ia之间的关系称为此光电倍增管的光特性，一般光电倍增管的ia与光通量F成正
27、比。在一定的光通量F中，光电倍增管的阳极电流与工作电压的关系是电流随工作电压的增加而急剧上升，上升到某一值后达到饱和。,在组合闪烁计数器时，光电倍增管的光谱灵敏度范围必须和闪烁晶体发出的光谱相配合。,闪烁计数器负载电阻上产生脉冲，其幅度一般为零点几伏到几伏，较盖革弥勒计数管的输出脉冲的幅度为小。闪烁计数器的输出脉冲与入射粒子的能量成正比，它探测射线的效率在20%30%以上，比盖革弥勒计数管和离子室高很多；它探测、射线的效率接近100%。,由于闪烁体中一次闪烁的持续时间很短，故最大计数率一般为l06108数量级。若输出采用电流法，则记录的辐射强度不受限制。,5半导体探测器 半导体探测器是近年来迅
28、速发展起来的一种射线探测器。由于荷电粒子一入射到固体中就与固体中的电子产生相互作用并失去能量而停止，入射到半导体中的荷电粒子在此过程产生电子和空穴对。,而x射线或射线由于光电效应、康普顿散射、电子对生成等而产生二次电子，此高速的二次电子经过与荷电粒子的情况相同的过程而产生电子和空穴。 目前，开发的半导体传感器有PN结型传感器、表面势垒型传感器、锂漂移型传感器、非晶硅传感器等。,10.2.3 核辐射传感器的应用 1核辐射厚度计 利用射线穿透物质的能力来制成的检测仪表。它的特点是放射源和核辐射探测器分别置于被测物体的两侧，射线穿过被测物体后射入核辐射探测器。由于物质的吸收，使得射入核辐射探测器的射
29、线强度降低，降低的程度和物体的厚度等参数有关。,对于一定的放射源和一定的材料就有一定的和，则测出J和J。即可计算确定该材料的厚度t。放射源一般用、x或射线。如图10-17所示为零位法的透射式厚度计。,放射源的射线穿过被测物体射入测量电离室1，射线也穿过补偿楔射入补偿电离室2。这两个电离室接成差式电路，流过电阻上的电流为两个电离室的输出电流之差。,该电流差在电阻上产生的电压降，使振荡器振荡，变为交流输出，在经放大后加在平衡电动机上，使电动机正转或反转，带动补偿楔移动，直到两个电离室接受的射线强度相等，使电阻上电压降等于零为止；根据补偿楔的移动量可测知厚度。,图10-16 透射式厚度计,图10-1
30、7 零位法透射式厚度计,还可以用散射法测量厚度。散射法是指核辐射被物体后向散射的效应制成的检测仪器。,这种仪器的特点是放射源和核辐射探测器可置于被测物质的同侧，射入的被测物质中的射线，由于和被测物质的相互作用，而使得其中的部分射线反向折回，并进入位于与放射源同侧的核辐射探测器而被测量。,射到核辐射探测器处的后向散射射线强度与放射源至被测物质的距离，以及与被测物质的成分、密度、厚度和表面状态等因素有关，利用这种方法可测量薄板的厚度、覆盖层厚度、材料的成分、密度等参数。这种方法的优点为非接触测量，且不损坏被测物质。,图10-18 散射式厚度测量,2辐射式物位计 可以应用射线检测物位。 定点测量的方
31、法。将射线源I与探测器安装在同一平面上，由于气体对射线的吸收能力远比液体或固体弱，因而当物位超过和低于此平面时，探测器接收到的射线强度发生急剧变化。可见，这种方法不能进行物位的连续测量。,将射线源和探测器分别安装在容器的下部和上部，射线穿过容器中的被测介质和介质上方的气体后到达探测器。显然，探测器接收到的射线强弱与物位的高度有关。这种方法可对物位进行连续测量，但是测量范围比较窄（一般为300mm500mm），测量准确度较低。,也可采用线状的射线源，或采用线状的探测器，虽然对射线源或探测器的要求提高了，但这两种方法既可以适应宽量程的需要，又可以改善线性特性。,图10-19 辐射式物位计的测量原理
32、框图,3X荧光材料成分分析仪 射到物质上的核辐射所产生的次级辐射称为次级荧光射线（如特征x射线），荧光射线的能谱和强度与物质的成分、厚度及密度等有关。利用荧光效应可以检测覆盖层厚度、物质成分、密度和固体颗粒的粒度等参数。,能量色散x射线荧光成分分析仪是根据初级射线从样品中激发出来的特征x射线荧光对材料成分进行定性分板和定量分析的。,即初级射线从样品中激发出来的多种能量的各组成元素的特征x射线射入探测器，该探测器输出一个和射入其中的x射线能量成正比的脉冲。,这些脉冲输给脉冲高度分析器、定标器和显示记录仪器，给出以x射线荧光能量为横坐标的能谱曲线，由能谱曲线的峰位置及峰面积的大小，就可以求出样品中
33、含有什么元素及它的质量含量。,能量色散型x射线荧光分析仪的探头部分由放射源、探测器、样品台架孔板、滤光片和安全屏蔽快门等组成。在x荧光分析仪中，低能射线源和x射线源用得最多。常用的探测器有正比计数管、闪烁计数管和锂漂移硅半导体探测器。要根据具体的场合，合理地选用。,放射源、样品和探测器间的几何布置也是一个重要问题。如图10-21所示，将放射源表面中心点和样品表面中心点的连线方向与表面中心点的连线方向间的夹角当作散射角，散射角的选择取决于所用射线能量、探测器形式和所测样品。,选择合适的散射角可以使能谱曲线上的散射峰和散射光子的逃逸峰对所测荧光峰的干扰最小。最常用的散射角为90180，这种布置可使
34、探头结构简单、尺寸较小、使用方便。,图10-20 x射线荧光分析仪的探头示意图,图10-21 散射角示意图,本 章 小 结（1）红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示单元等组成。红外探测器分为热探测器和光子探测器两大类。红外线传感器在工程上有广泛的应用。,（2）核辐射传感器是核辐射检测仪表的重要组成部分。利用核辐射可以精确、迅速、自动、非接触、无损检测各种参数，如线位移、角位移、板料厚度、覆盖层厚度、探伤、密闭容器的液位、转速、流体密度、强度、温度、流量、材料的成分等。核辐射传感器包括放射源、探测器以及电信，转化电路等。,思考题和习题10-1 红外探测器有哪些类型？说明它们的 工作原理。10-2 什么是放射性同位素？辐射强度与什 么有关系？10-3 试说明、射线的特性。,10-4 试说明用射线测量物体厚度的原理。10-5 如图10-4所示的红外线气体分析仪 中，什么要设置滤波气室？10-6 试用核辐射原理设计一个物体探伤 仪，并说明其工作原理。,
