发布时间 : 2024/7/6 15:09:51 星期六 文章光电报警器实验研究更新完毕开始阅读95b2ec29dd36a32d73758110

苏州大学本科生毕业设计(论文)

目录

目录 ............................................................................................................. I 摘 要 .......................................................................................................... II 第1章 光电传感器概述 ........................................................................... 1

1.1 光电探测器概况 ....................................................................................................... 1 1.2 光电传感器应用 ....................................................................................................... 1 1.3 光电传感器特点 ....................................................................................................... 2

第2章 光电探测器工作原理 .................................................................... 3

2.1 光电探测器的原理 ................................................................................................... 3

2.1.1 光电探测器的种类 ......................................................................................... 3 2.1.2 光电探测器原理 ............................................................................................. 4 2.2 光电探测器的特性参数 ........................................................................................... 6 2.3 光电探测器的噪声 ................................................................................................... 8 2.4 光电二极管 ............................................................................................................... 8

2.4.1 Si光电二极管 .................................................................................................. 9 2.4.2 PIN光电二极管 ............................................................................................. 12 2.4.3 雪崩光电二极管(APD) .................................................................................. 12 2.4.4光电三极管 .................................................................................................... 13

第3章 光电报警器工作原理及电路设计 ............................................... 15

3.1 光电传感器的分类及其工作方式 ......................................................................... 15 3.2 光电报警器的基本组成 ......................................................................................... 16 3.3 光电报警系统电路设计 ......................................................................................... 16

第4章 报警器实验研究 ......................................................................... 21

4.1 实验原理 ................................................................................................................. 21 4.2 实验仪器、方法和结果 ......................................................................................... 23

总 结 ...................................................................................................... 26 参考文献 .................................................................................................. 27 致 谢 ...................................................................................................... 28

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摘 要

光电报警器是采用光电探测器作为检测元件的传感器，它首先经过光电探测器把光的变化转换成电信号的变化,然后借助放大和检测电路把光的变化检测到，进而发现异常进行报警。近年来,随着光电技术的发展,光电传感器借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强，电路简单容易实现，工作稳定。光电检测方法更具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。光电传感器已成为系列产品,其品种及产量日益增加,用户可根据需要选用各种规格产品,因此得到了广泛的应用。本文在较深入地分析了光电探测器工作原理的基础上，研究了对射式光电报警器的基本组成、基本电路的设计及其应用。

Photoelectric alarm is used for testing components of photoelectric detector, it first light sensor changes into electrical signal by photoelectric detector, and then the changes with the light amplification and detection circuit testing, and change of abnormal for alarm. In recent years, with the development of photoelectric technology, photoelectric sensor with analog and digital logic circuit, modular design concept design simple, convenient and flexible, simple circuit, steady job. Photoelectric detection method has high precision, fast response, etc, and the noncontact measuring parameters can be more simple structure, forms the sensor, flexible, small volume. Photoelectric sensor has become a series of products, the varieties and yield increasing, user can choose according to various specifications of products, so it has been widely used. Based on the deep analysis of the working principle of photoelectric detector, Studying the photoelectric alarm on the radio the basic components, the basic circuit design and application.

关键词：光电报警、光敏二极管、光探测器

Keywords: Photoelectric alarm、light-sensitive diode、Photoelectric detector

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第1章 光电传感器概述

1.1 光电探测器概况

光电探测器是采用光电元件作为检测元件的探测器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电探测器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，探测器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式探测器在检测和控制中应用非常广泛。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。

光电传感器的功能主要有：检测物体的有无，检测透明物体，检测色标，检测颜色，检测发光物体，检测位移，激光传感器，CCD视像传感器，槽形开关等；检测和测量的光栅及传感器的功能主要有：测量物体的外形，纠偏，检测微小的透明物体，测量位移等；安全光幕的功能主要有：对人的手指，手掌，手臂等身体各部位的二级和四级保护；温度控制器的功能主要有：PID控制和自动演算，自诊断，自动调谐和自适应等功能以及三级软件安全锁。

1.2 光电传感器应用

1、烟尘浊度监测仪

防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

2、光电池在光电检测和自动控制方面的应用

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。

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1.3 光电传感器特点

1、检测距离长

如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无距离检测。

2、对检测物体的限制少

由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不像接近探测器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体进行检测。

3、响应时间短

光本身为高速，并且探测器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。

4、分辨率高

能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率；也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。

5、可实现非接触的检测

可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和探测器造成损伤。因此，探测器能长期使用。

6、可实现颜色判别

通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合 而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。

7、便于调整

在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

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