各类探测器性能比较共17页
各类探探测器优劣比较
各类探探测器优劣比较三大类探测器比较（闪烁体、半导体、电离室）（闪烁体）碘化钠探头：他的激活剂是(TI)，对γ射线，当能量大于150keV时响应是线性的；对质子和电子，线性响应范围很宽，光输出和能量的关系接近通过原点的直线，仅在能量低于几百keV（对电子）和（1~2）MeV（对质子）时才偏离直线；对α粒子，能量大于4~5MeV后近似线性，但其直线部分延长不过原点。
因此测量α粒子（或其他重粒子）时，比须进行能量校准。
NaI(TI)烁体的主要优点是密度大，原子序数高，因而对γ射线探测效率高。
另外它的发光效率高，因而能量分辨率也较好。
它的缺点是容易潮解，因此使用必须密封。
碘化铯探头：CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物，作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。
铊的能量线性与碘化钠的接近，能量分辨率比碘化钠的差一些。
碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大，因此对γ射线的探测效率也更高。
与碘化钠相比，碘化铯的机械强度大，易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。
此外，它不易潮解，也不易氧化。
但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。
碘化铯的主要缺点是光输出比较低，原材料价格较贵。
锗酸铋探头：与碘化钠（TI）同体积时，探测效率比碘化钠的高的多。
对0.511MeV γ光子，与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比，锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。
BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。
在低能区（<<0.5MeV）的能量分辨率比碘化钠的差，例如对于0.511MeV的γ射线，BGO的时间分辨为1.9ns，而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。
BGO的主要缺点是折射率较高，尺寸大的BGO难以将光输出去。
价格高。
硫化锌：ZnS（Ag）它对α粒子的发光效率高，而对γ射线和电子不灵敏，很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等，探测效率可达100%。
laBr3是新型卤化物闪烁体，其基本性能已经全面超越了传统的碘化钠闪烁体，谱仪具有比碘化钠更好的能量分辨率、峰形和稳定性。
制冷型及非制冷型红外探测器性能对比、应用领域分析
1 用于军事和科研领域的制冷型红外探测器发展情况适用于制冷型红外单色探测器的主流材料是InSb和碲镉汞。
InSb中波红外探测器技术相对成熟，比较容易做成低成本、大面积、均匀性好、高性能的探测器阵列。
但它也存在如工作温度不能提高等一些缺点。
适用于多波长探测的低温红外探测器的材料一般有三种，包括碲镉汞（HgCdTe）、量子阱（QWIPs）和Ⅱ类超晶格。
表6：制冷型红外探测器敏感材料对比敏感材料技术特点锑化铟技术成熟，成本较低，只能用于单色制冷红外探测器，军民大量应用，尤其以红外空空导弹为多。
碲镉汞通过改变镉的组份，可以精确的控制碲镉汞材料的禁带宽度，覆盖短波、中波和长波红外。
但是由于微小的组分偏差就会引起很大的带隙变化，其材料的稳定性、抗辐射特性和均匀性都相对较差，所以成品率较低，成本非常高。
量子阱生长技术成熟，并且生长面型均匀，受控性好；价格低廉、产量大、热稳定性高。
但其结构特殊性使得正入射光无法很好地被探测器吸收，致使量子阱探测器的量子效率并不理想。
Ⅱ类超晶格拥有较高的探测灵敏度，几乎可以与碲镉汞相媲美。
隧穿电流和暗电流均较小，对工作温度的要求相对宽松。
提高性能、缩小体积和降低成本是目前碲镉汞探测器的三大研究方向。
国内研究碲镉汞红外探测器的单位主要包括昆明物理研究所、高德红外。
昆明物理所从2006年就开始着手碲镉汞中波红外探测器的研发工作，并于2010年实现了量产。
2015年，昆明物理研究所量产的640×512中波红外探测器实现了在温度为110K，NETD为19.7mK，有效像元率为99.33%的技术指标，标志着我国中波探测器性能指标基本达到同一时期发达国家的技术水平。
据高德红外子公司高芯科技官网显示，该公司研制了国内最新款制冷型碲镉汞中波红外探测器CB12M MWIR，其面阵规格为1280×1024，像元尺寸为12μm，NETD小于20Mk（F2/F4）。
技术指标达到国内外顶尖水平。
各类核物理探测器比较 - 副本
二．探测器的分类和原理
1.气体探测器
气体探测器根据工作电压的不同，主要有电离室、正比计数器和G-M计数器三类。
基本原理：
气体电离：当带电粒子通过气体时，与气体分子的电离碰撞而逐次损失能量，最后被阻止在探测器中。碰撞的结果使气体分子电离或激发，并在粒子通过的径迹上生成大量的电子－离子对。上述电离过程包括入射粒子直接与气体分子碰撞引起的电离，以及由碰撞打出的高速电子（电子）引起的电离。
电离室：
•主体由两个处于不同电位的电极组成。
•电极大多是平行板和圆柱形的，也有球形或其他形状的。
•平板电离室的两个电极通常是圆形金属板。为了减少电场的边缘效应，应使两电极的间距远小于它们的直径，且两极板精确平行。
•圆柱形电离室中心的收集极一般是一个圆棒或一根金属丝。圆柱形外壳是阴极，用不锈钢、铝、黄铜等材料制成。
正比计数器
～6%（β）
适用于低能β谱的测量，但最大一般限于1Mev以下。
闪烁计数器
1.8%（α）
～6%（β）
分辨时间小，适合于符合测量。能测量射程较大的粒子。灵敏面积较大，但分辨率差。
半导体计数器
～0.2%（α及β）
能量分辨率好，小巧，使用方便，线性响应好，时间分辨小。但灵敏面积小，且温度效应和辐射损伤效应较大。
闪烁体：
闪烁体是一类能吸收能量，并能在大约一微秒或更短的时间吧所吸收iud一部分能量以光的形式再发射出来的物质。闪烁体分为无机和有机两大类。闪烁体必须具备的性能是：对自身发射的光子应是高度透明的。闪烁体吸收它自己发射的一部分光子所占的比例随闪烁材料而变化。无机闪烁体[如Nal（Tl），ZnS（Ag）]几乎是100%透明的，有机闪烁体（如蔥，塑料闪烁体，液体闪烁体）一般来说透明性较差。现在常使用的几种闪烁体是：（1）无机晶体，主要是含杂质或不含杂质的碱金属碘化物；（2）有机晶体，在都是未取代的或取代的芳香碳氢化合物；（3）液态的有机溶液，即液体闪烁体；（4）塑料溶液中的有机溶液，即固溶闪烁体。
火灾探测器选型及比较
火灾探测器比较探测器性能好坏涉及到材料、工艺、科学技术、经验积累等。
我手头有几家消防设备公司的产品说明书，现对其标称的技术参数进行分析和对比。
申明：以下文字全是个人观点，由于水平有限，手头的产品说明书也基本不是各个厂家的最新版本，我挑选最常用的点型光电感烟火灾探测器进行比较，别的产品也可以用这个方法进行对比，希望抛砖引玉。
如有不对的地方，盼指正，我尽快更改。
QQ：394159963说明：○1、监视电流越小越好。
○2、报警电流越小越好。
○3、工作电压允许偏差值越大越好。
○4、环境温度范围越宽越好。
○5、相对湿度范围越宽越好。
○6、单回路地址总数理论值是越多越好○7、抗风能力越大越好。
有些数据在资料上找不到，就空着了。
选择探测器的时候不要只看某一项数据，虽然某项数据非常重要，还要综合考虑。
这些数据是厂家的产品说明书上的，我没有相关测试设备，无法测试准确性。
个人觉得火灾探测器技术水平各厂家已经相差很小，应多考虑火灾报警控制器，其稳定性、兼容性、可扩展性、操作性、工艺水平等也非常重要，当然价格和售后更是决定因素哟（好多厂家的价格我没有，售后服务我也不会专业的细化到分，不便评论，也避免误导）。
如有这方便需要，可私下交流（QQ：394159963）探测器性能说明：一、探测器的可靠性：在规定的条件下和规定的期限，完成规定功能的能力。
1、规定的条件使用时的环境条件：如温度、湿度、粉尘、腐蚀性气体、振动、高频电磁干扰，使用维护方法，运输条件，贮存条件，以及使用时对操作人员的技术要求等。
2、规定的期限：火灾自动报警系统应保持连续正常运行，不得随意中断。
火灾自动报警系统使用或工作时间应与建筑物正常使用寿命相当。
火灾自动报警系统应进行年检的规定。
电子、电气、光学等元器件寿命是有限的，在建筑物正常寿命期内，这些元器件甚至整个系统可能已经若干次的更新换代，所以进行年检是必须的。
3、规定的功能：就是产品应具备的技术指标，“规定的功能”是指完成全部的规定功能的能力。
探测器性能比较
三、
探测器响应频率比较
各种探测器响应频率特性都是由探测器的工作机制所 决定的，各类探测器的响应时间见上表。 一般规律： 热电探测器(除热释电探测器外)响应频率最低，一般 只能达几KHz， 其中热电偶响应频率在100Hz范围内； PC探测器响应频率次之，一般在几MHz范围内； PV探测器响应频率比PC探测器高，可达几百MHz， PIN管响应频率最高，可达GHz。
五、入射光功率范围比较
入射光功率范围是指探测器所能探测到的最低光功 率和最高光功率， 一般探测器的入射光功率范围在 10-7W到0.1W量级。 在探测极微弱的可见光信号时多采用光电倍增管， 其入射光功率范围在10-18—10-3W内， APD在10-7—10-5W范围内； 探测高能量激光功率时多采用热电偶（堆）。
2.5~50
20~50 104 105~106 105~107 106~107 103~105 105~107 ~108
~10-8
10-8~10-7 4×10-4 10-2 5×10-5~5×10-4 ~2×10-6 <10-6 <10-6 3×10-9~4×10-5
二、光电探测器的光谱响应范围比较
四、光电特性比较
光电特性直线性是指当加在光电探测器的偏置电压、负 载电阻等参量不变时，探测器输出电压(电流)值与入 射在探测器上的光照度的线性关系。 对于光度测量和辐射度测量来说是一个非常重要的性 能指标。 一般地： 光电导探测器的光电特性直线性最差， 光伏探测器较好， 光电倍增管的光电特性直线性最好。
1 单元光电探测器性能及应用比较
一、典型探测器内阻值比较
设计光电系统时，首先要考虑前置放大器的设计， 为了获得低噪声前置放大器，必须了解探测器内 阻值，以便根据最佳源电阻匹配原则选择低噪声 放大器，以得到最大的输出信噪比。 一般按探测器内阻高低可分为三类： (1)低阻探测器：内阻低于100。 (2)中阻探测器：内阻在100Ω 一lMΩ 之间。 (3)高阻探测器：内阻高于1MΩ
光电探测器的性能与参数
依照这一判据，定义探测器的通量阈Pth为
02
06
04
01
03
05
02
01
05
03
02
04
探测器的噪声功率N ∝Δf，所以
01
于是由D的定义知
02
另一方面，探测器的噪声功率N∝ A
03
所以
04
又有
05
把两种因素一并考虑，
定义
称为归一化探测度。
这时就可以说：D*大的探测器其探测能力一定好。 考虑到光谱的响应特性，一般给出D*值时注明响应波长λ、光辐射调制频率f及测量带宽Δf，即D*(λ, f ,Δf )。
以u，P，λ为参变量，i＝F（f）的关系称为光电频率特性，相应的曲线称为频率特性曲线。 同样，i=F (P)及曲线称为光电特性曲线。 i＝F (λ)及其曲线称为光谱特性曲线。 而i＝F (u)及其曲线称为伏安特性曲线。 当这些曲线给出时，灵敏度R的值就可以从曲线中求出，而且还可以利用这些曲线，尤其是伏安特性曲线来设计探测器的使用电路。
知识延伸
了解半导体光电探测器的发展及应用。
半导体光电探测器由于体积小，重量轻，响应速度快，灵敏度高，易于与其它半导体器件集成，是光源的最理想探测器，可广泛用于光通信、信号处理、传感系统和测量系统。最近几年，由于超高速光通信、信号处理、测量和传感系统的需要，需要超高速高灵敏度的半导体光电探测器。为此，发展了谐振腔增强型（RCE）光电探测器、金属半导体-金属行波光电探测器，以及分离吸收梯度电荷和信增（SAGCM）雪崩光电探测器（APD）等。
探测器件
热电探测元件
光子探测元件
气体光电探测元件
外光电效应
内光电效应
非放大型
光电探测器的性能参数45658
5
对于理想的探测器，每入射一个光子则发射
一个电子，=1；实际上一般有<1。
但对光电倍增管、雪崩光电二极管等有内部增
益机制的光电探测器，可大于1。
量子效率是一个微观参数，光电探测器的量子 效率越高越好。
6
二、响应度
响应度R（或称灵敏度）描述的是光电探测器的光
的平方根成正比，为消除这一影响，定义：
D *N E 1P*D(A df)1/2
D*越大的探测器其探测能力越强。
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七、其它参数
光电探测器还有其它一些参数，在使用时必须注意到。 如： 1、暗电流：指没有信号和背景辐射时通过探测器的电 流。 2、光敏面积：指灵敏元的几何面积。 3、探测器电阻、电容。 4、工作电压、电流、温度。
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R(f)随f的升高而下降，下降的速度与响应时间 的大小 有关。一般规定R(f)下降到：
R(f)R 0 20.70 R 07 R( f )
R 0
时的频率fc为探测器的响应截
止频率。
0.707R 0
R( f ) 1/ f
11
fc
2
2RC
0
f 1
C 2
f
图3 光电探测器的频率响应曲线
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五、噪声等效功率
或电流与入射光功率之比。
RV
()
Vs () P()
RI
()
Is () P()
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光源电源
调制盘
手轮ห้องสมุดไป่ตู้
户外探测器的种类以及特点
户外防盗探测器的种类以及特点社会经济的不断发展，人民生活日益改善，人们对家庭生命财产安全越来越重视。
按照防盗区域的不同，所有的防盗报警器基本可分为室内防盗报警器和室外防盗报警器两大类。
室内防盗报警器，顾名思义是安装与室内的各种报警器。
由于室内环境相对比较稳定，受到的外接因素较少，所以从稳定性，误报率方面较优于室外防盗报警器。
但是，由于室内本是业主自身活动相对频繁的区域，所以就需要频繁的对报警主机进行布撤防操作，以免居民正常的室内活动引起不必要的报警骚扰。
而且，从防盗层面来说，室内探测器只有当不法分子进入了室内才会引起报警，而当不法分子进入室内发现有报警可能会因为恐慌带来更大的危害。
区别于室内防盗报警器，室外防盗报警器安装于户外，在不法分子进入之前就产生报警，从而达到吓跑的效果，避免了不法分子进入室内产生的后果。
但是由于安装于室外，所以对探测器的抗误报能力，抗高低温能力以及防水能力都有很高的要求。
下面对市面上常见的户外探测器的特点进行简单的论述：一、周界类报警系统（一）、电子围栏市面上的电子围栏基本可分为：脉冲式电子围栏、张力电子围栏以及脉冲张力电子围栏。
电子围栏的优点是：1、误报率低；2、环境适应性好，能安装在不同的地形上；3、震慑力高。
他们的缺点是：1、造价成本高；2、产生的脉冲电压可能会对孩童以及老人产生伤害；3、不能安装在易燃易爆的地点。
4、美观度不足，容易让你产生处于牢笼的感觉，而且容易让藤类植物生长（二）、有线红外对射有线红外对射主要是通过线缆方式进行电源供给以及信号的传输。
有线红外对射的优点是1、使用线缆传输不易受到外界干扰。
2、由于是有源供电，所以红外距离相对较远。
3、环境因素的影响少。
但是，有线红外对射也存在不少缺点，1、需挖沟布线，施工周期长；2、人工费用高；3、后期维护麻烦；4、线缆容易老化，且易受啮齿类动物啃咬；、5、元器件因长期通电，易老化，导致使用寿命不长。
6、易受雷击导致系统瘫痪。