自动检测技术第6章光电式传感器及应用幻灯片.pptVIP

* * 1.热探测器 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。 * * 类型 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。 * * 热释电红外探测器 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。 * * 2.光子探测器 光子探测器利用入射红外辐射的光子流与探测器材料中电子的相互作用来改变电子的能量状态，引起各种电学现象。 利用光子效应制成的红外探测器，统称光子探测器。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、光生伏特和光磁电探测器等3种。光子探测器的主要特点是灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率，但探测波段较窄，一般需在低温下工作。 * * 6.4.3 红外传感器的应用 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1?000?℃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温度。 1．红外测温仪 * * 红外测温仪 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 根据气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。不同气体的吸收波段（吸收带）不同， * * 工业用红外线气体分析仪的结构原理图 1—光源 2—抛物体反射镜 3—同步电动机 4—切光片 5—滤波气室6—参比室 7—测量室 8—红外探测器 9—放大器 * * 课间休息！！ * * 1.高温比色温度仪 根据有关的辐射定律，物体在两个特定波长λ1、λ2上的辐射强度、之比与该物体的温度成指数关系，即 K1、K2是与λ1、λ2及物体的黑度有关的常数。 * * 使用光电池制作非接触测温的高温比色温度仪 1—高温物体 2—物镜 3—半反半透镜 4—反射镜 5—目镜 6—观察者眼睛 7—光阑 8—光导棒9—镜 10、12—滤光镜 11、13—硅光电池 14、15—电流/电压转换器 * * 2.光电比色计 化学分析仪器 使用公共光源，不管光线强弱如何，光源光通量不稳定带来的变化可以被抵消，故其测量精度高。但两光电池的性能不可能完全一样，由此会带来一定误差。 * * 光电比色仪原理图 1—光源 2—光透镜 3—滤色镜 4—标准样品 5—被检测样品 6、7—光电池 8—差动放大电路 9—指示仪表 * * 3.光电式带材跑偏检测装置 带材跑偏检测装置是用来检测带型材料在加工过程中偏离正确位置的大小与方向，从而为纠偏控制电路提供纠偏信号。 * * 光电式边沿位置检测装置 1—被测带材 2—光源 3、4—光透镜 5—光敏电阻 6—遮光罩 * * 4.物体长度及运动速度的检测 光电元件检测运动物体的速度 1—光源A 2—光敏元件VA 3—运动物体 4—光源B 5—光敏元件VB 6—RS触发器 * * 6.3光纤传感器 6.3.1 光纤传感器概述 20世纪70年代中期发展起来 优点，如不受电磁干扰、体积小、重量轻、可挠曲、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、易与微机连接、便于遥测等。它能用于温度、压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声和pH值等各种物理量的测量，具有极为广泛的应用前景。 * * 分类 光纤传感器可以分为两大类：一类是功能型（传感型）传感器；另一类是非功能型（传光型）传感器。 单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径通常为2～12 μm，很细的纤芯半径接近于光源波长的长度，仅能维持一种模式传播，一般相位调制型和偏振调制型的光纤传感器采用单模光纤；光强度调制型或传光型光纤传感器多采用多模光纤。 * * 各种装饰性光导纤维 * * 发光二极管产生多种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。在计算机控制下，可产生动态图案。 上海东方明珠 * * 6.3.2 光纤的结构和传输原理 光导纤维简称为光纤，目前基本上还是采用石英玻璃，其结构如图6-36所示。中心的圆柱体叫做纤芯，围绕着纤芯的圆形外层叫做包层。纤芯和包层主要由不同掺杂的石英玻璃制成。 1．光纤的结构 * * 光纤的结构 * * 光纤的结构 * * 光纤传感器外形 * * 2.光纤的传输原理 光纤