光电式传感器及应用.ppt

* 在球状对折端部一部分光透射出去，而另一部分光反射回来，由光纤的另一端导向探测器。反射光强的大小取决于被测介质的折射率。被测介质的折射率与光纤折射率越接近，反射光强度越小。显然，传感器处于空气中时比处于液体中时的反射光强要大。因此，该传感器可用于液位报警。若以探头在空气中时的反光强度为基准，则当接触水时反射光强变化–6dB～–7dB，接触油时变化–25dB～–30dB。 * （1）球面光纤液位传感器 * 当传感器接触液面时，将引起反射回另一根光纤的光强减小。这种形式的探头在空气中和水中时，反射光强度差在20dB以上。 * 1、2—光纤 3—棱镜 将光纤的端部抛光成45°的圆锥面。当光纤处于空气中时，入射光大部分能在端部满足全反射条件而返回光纤。当传感器接触液体时，由于液体的折射率比空气大，使一部分光不能满足全反射条件而折射入液体中，返回光纤的光强就减小。利用X形耦合器即可构成具有两个探头的液位报警传感器。 * * 光纤与电光转换元件耦合时，两者的轴心必须严格对准并固定，可使用专用的连接头及光纤插座来完成。 * * 标志孔 电路板标志检测 当光纤发出的光穿过标志孔时，若无反射，说明电路板方向放置正确。 光纤 耦合器 传输光纤 出射光纤 * 遮断型光纤光电开关 出射光纤 接收光纤 军用光纤陀螺： 将激光射入绕成线圈的光纤，当线圈的底座随运动物体旋转时，可以测得出射光的相位发生变化，它的灵敏度比机械陀螺高，无机械磨擦力。 * 光纤内窥镜 （1）红外辐射计，用于辐射和光谱辐射测量； （2）有哪些信誉好的足球投注网站和跟踪系统，用于有哪些信誉好的足球投注网站和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪； （3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像，如红外图像仪、多光谱扫描仪等； （4）红外测距和通信系统； （5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或多个的组合。 * 红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光，由于是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线 波长范围大致在0.76～1?000 μm 红外辐射的物理本质是热辐射 以波的形式在空间直线传播的 是2～2.6 μm、3～5 μm和8～14 μm，统称它们为“大气窗口”。 * * 红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示系统等组成。红外探测器是红外传感器的核心。红外探测器种类很多，常见的有两大类：热探测器和光子探测器。 * 热探测器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，进而使有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化，便可确定探测器所吸收的红外辐射。 * 热探测器主要类型有热释电型、热敏电阻型、热电偶型和气体型探测器。 * 具有极化现象的热晶体或被称为“铁电体”的材料制成的。“铁电体”的极化强度（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电体薄片表面上时，引起薄片温度升高，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，所以叫做热释电型传感器。 * * 热释电传感器 红外探测报器主要用于防盗报警和安全报警。 采用热释电红外传感器，加滤波器（滤光片）以适应人体辐射（7.5~14?m）。 * 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器。 * 热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面，它是“视而不见”的。 两块反向串联的热释电晶片 场效应管 菲涅尔透镜 热释电晶片 * 热释电红外传感器除在楼道灯自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。如在房间无人时会自动停机的空调、饮水机；电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机；开启监视器或自动门铃；摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动及自动门控制等。 自动亮灯、防盗 在智能空调中的应用 * 有效检测区域 自动门控制 主要用于公共场所自动门人员进出的自动开关控制。 热释电传感器 * 自动门控制电路如图所示，Ⅰ、Ⅱ部分为热释电人体探测电路，当有人靠近门时输出一串脉冲。两部分的传感器分别安装在门的里、外两边。D1、D2组成一个或门，无论Ⅰ、Ⅱ哪部分或两者都有信号输出，都会使VT导通，