楊云開(kāi)

摘要：光電倍增管是一種高度靈敏和快速響應(yīng)的電檢測(cè)器，在紫外光語(yǔ)音接收系統(tǒng)，壓電力設(shè)備放電檢測(cè)系統(tǒng)，井儀器，核子密度計(jì)中有很廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)進(jìn)步，用于生物毒性的光電倍增管檢測(cè)相比其他檢測(cè)技術(shù)，靈敏度更高，反應(yīng)速度更快，研究認(rèn)為光電倍增管檢測(cè)會(huì)有更好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：光電倍增 管檢測(cè)技術(shù) 靈敏度

光電倍增管（以下稱(chēng)為PMT）是一種高度靈敏和快速的響應(yīng)光電檢測(cè)器，在檢測(cè)微弱的光信號(hào)和快速脈沖光信號(hào)的重要探針周期，被廣泛用于許多領(lǐng)域，如光譜分析，圖像采集和診斷，和環(huán)境檢測(cè)。光電倍增管的脈沖工作方式適用于短時(shí)間，速度快的應(yīng)用。在測(cè)量時(shí)間超過(guò)100--1200時(shí)的時(shí)間內(nèi)需要使用光電倍增管，是目前可用的最“靈敏”輻射能量檢測(cè)器。

1光電倍增管的應(yīng)用

1.1測(cè)井儀器中的應(yīng)用

光電倍增管應(yīng)用在天然伽馬射線井儀器，伽瑪射線檢測(cè)器由高耐濕性的碘化銫（CSI）閃爍。脈沖信號(hào)然后通過(guò)耦合電容器，然后通過(guò)前置放大器的脈沖幅度分析器（PHA）進(jìn)行擴(kuò)增。轉(zhuǎn)換之后獲得的脈沖幅度的數(shù)字量被發(fā)送到加法器電路用于處理。

1.2在核子密度計(jì)中的應(yīng)用

核密度計(jì)主要由放射性源，光電倍增管檢測(cè)器，和一臺(tái)主機(jī)。使用放射性源發(fā)出的能量大約662keV，當(dāng)Y射線束穿過(guò)該漿料，根據(jù)物體的密度所產(chǎn)生的中能量Y射線束進(jìn)行測(cè)試。

1.3在紫外光語(yǔ)音接收系統(tǒng)中的應(yīng)用

光電倍增管LED燈閃爍，有效信息被輻射。紫外線語(yǔ)音接收系統(tǒng)，相應(yīng)的信號(hào)處理之后，聲音信號(hào)被從光信號(hào)恢復(fù)，并且通信是通過(guò)所述揚(yáng)聲器輸出完成。

1.4在高壓電力設(shè)備放電檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

高電壓設(shè)備排出的紫外光和紫外光的強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)放電。使用特定的UV傳感器的允許儀器在紫外線波長(zhǎng)，可以除去太陽(yáng)光的干擾，在太陽(yáng)能盲區(qū)操作，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。過(guò)濾器改變光電倍增管的反應(yīng)間隔，以便它在白天盲區(qū)工作。

2各種檢測(cè)生物毒性的方法

2.1理化檢測(cè)方法

理化檢測(cè)是物理檢測(cè)方法和化學(xué)檢測(cè)方法的統(tǒng)稱(chēng)。這種類(lèi)型的方法使用多種物理和化學(xué)成分分析儀，分析參數(shù)如密度，pH值，電導(dǎo)率，和偶數(shù)X譜等，來(lái)分析樣品成分。物理化學(xué)的定量分析，可以確定特定有害物質(zhì)的含量。這種方法具有較高的定量精度，但它通常是單一物質(zhì)檢測(cè)，無(wú)法滿(mǎn)足樣品中綜合毒性測(cè)試的需求。

2.2水生生物毒性檢測(cè)法

許多水生生物對(duì)環(huán)境變化非常敏感，和微量有毒污染物量也能產(chǎn)生這些生物。水生生物的方法具有較大的痰毒性試驗(yàn)法，藻類(lèi)毒性試驗(yàn)方法，和魚(yú)毒性試驗(yàn)方法。

2.3微型生物群落毒性檢測(cè)法

微生物群毒性試驗(yàn)的方法是基于對(duì)微生物群落的有毒物質(zhì)，以檢測(cè)基團(tuán)的抑制。此外，還包括一些小的多細(xì)胞動(dòng)物，如輪蟲(chóng)。使用微生物的聚氨酯泡沫塑料塊（PFU），聚類(lèi)過(guò)程中物種平衡的數(shù)量，聚類(lèi)曲線的斜率（或簇常數(shù)），達(dá)到90%。

3生物毒性檢測(cè)儀檢測(cè)方案

3.1檢測(cè)方案

本文的光電綜合毒性檢測(cè)儀是基于細(xì)菌發(fā)光法。反應(yīng)系統(tǒng)是熒光素 熒光素酶反應(yīng)系統(tǒng)：在熒光素酶催化下，熒光素，ATP和氧將發(fā)生反應(yīng)并發(fā)出熒光。對(duì)于毒性檢測(cè)，發(fā)光細(xì)菌及其底物（或熒光素和ATP直接）用作檢測(cè)器溶液，并且在設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件下，發(fā)射低強(qiáng)度的光。有毒物質(zhì)可通過(guò)抑制發(fā)光反應(yīng)來(lái)減弱熒光強(qiáng)度。

3.2檢測(cè)結(jié)果

同時(shí)本文還進(jìn)行了實(shí)際水樣的檢測(cè)，并用RFL-1型化學(xué)發(fā)光儀與本文研制的樣機(jī)作對(duì)比試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)所用水樣分別是采集3個(gè)江下游區(qū)段的水樣，2個(gè)地表水。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表。

3.3結(jié)果分析

表中兩臺(tái)儀器所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，都是在相同條件下檢測(cè)得出。由抑制率和毒性判定，自主研發(fā)的光電型綜合毒性檢測(cè)儀相對(duì)于RFL-I型化學(xué)發(fā)光儀有更高的靈敏度。因此，光電倍增管的應(yīng)用在生物毒性檢測(cè)具有更好的發(fā)展前景。

4光電倍增管技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

基于技術(shù)進(jìn)步和滿(mǎn)足更高的精度測(cè)量需求，光電倍增管正在向著小型化，高可靠性，通用性，模塊化和集成發(fā)展的要求，在最近幾年的制造技術(shù)和各項(xiàng)性能都有很大提高。

4.1光電陰極的發(fā)展

根據(jù)能帶的半導(dǎo)體材料的彎曲的原理，一系列由具有負(fù)的電子親和力，如III-V族化合物半導(dǎo)體材料的光電陰極具有50%的高量子效率。微通道板光電由于微通道板的高電阻，所述倍增管可以輸出更小的平均線性陽(yáng)極電流。在脈沖操作狀態(tài)下，輸入脈沖頻率不能太高，否則輸出脈沖失真將被引起。

4.2倍增系統(tǒng)的發(fā)展

微通道板孔被設(shè)置在更小的徑向方向上展開(kāi)，并且時(shí)間特性和器件的動(dòng)態(tài)范圍大大地優(yōu)化。使用微機(jī)械加工技術(shù)制成多通道集成結(jié)構(gòu)，降低了倍增電極的體積，提高裝置的時(shí)間特性。在另一方面，提供了多通道檢測(cè)，增加微通道板60或更高的縱橫比，在多檢測(cè)或單光子計(jì)數(shù)成像設(shè)備的應(yīng)用中，裝置的增益電平大大提高，分辨率保持不變。

4.3陽(yáng)極形式的發(fā)展

作為一種開(kāi)發(fā)較早的真空光電探測(cè)器，光電倍增管一直在近幾年軍用和民用市場(chǎng)占有一席之地。作為各種精密測(cè)量?jī)x器的核心部件，倍增管將繼續(xù)支持和支持大型光電儀表行業(yè)，速度越來(lái)越快，基本過(guò)程不斷完善，性能參數(shù)逐漸提高。

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