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红外传感器控制的光电自动保护装置(一)(4)

2015-12-30 01:14 关系。当工作电流IF较小时，输出光功率P0与电流成线性关系。当IF较大时，曲线产生了弯曲，红外发光管饱和，此时P0与IF就不再成线性关系了，形成了非线性工作区。在红外遥控电路中，红外发光二极管一般都工作在开关状态。因此，对于输出特性没要求。 当红外发光管用于简单的通信中时，它的工作状态为调幅工作状态。这时必须使红外发光二极管工作在线性区。
 指向特性：是指它的发射光强度与光辐射几何角度的关系。采用多只发射管并列安装的方法可以改善发射光的指向特性。
 （3）主要参数
 工作电流IF 及 峰值电流IFR ：正向工作电流If是发光二极管长期正常工作时允许通过的电流。一般小功率红外发光二极管的正向工作电流为30-50mA，使用时，必须加限流电阻进行保护。峰值电流IFR 是指流过管子脉冲电流的最大峰值。
 管功率PM 和光功率P0 ：管功率PM是指流过管子的电流与管压降的乘积，最大功率不得超过允许值。发光二极管在工作过程中消耗在管子内的电功率，其中一部分转变为光功率。一般小功率红外发光二极管的光功率为1-3mW，发光效率只有百分之几。
 峰值波长λp ： 是指红外发光二极管所发出的红外光中，光强最大值所对应的发光波长。
 反向漏电流IR ： 指红外发光二极管在未被击穿时反向电流的大小，这一指标尽量要小。
 响应时间TW ：一般红外发光二极管的响应时间约为1μs--10μs。最高工作频率为几十兆赫兹。
4.2.4红外传感器的工作原理
 1.待侧目标
 根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
 2.大气衰减
 待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。 （转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
 3.光学接收器
 它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。
 4.辐射调制器
 对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。
 5.红外探测器
 这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
 6.探测器制冷器
 由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。
 7.信号处理系统
 将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。
 8.显示设备
 这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
 依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。
 热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。 红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

（转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）
第五章  冲床光电保护装置的工作原理
5.1光电安全装置的组成元件及其作用
5.1.1 装置结构
 本装置由振荡器、红外传感器、电磁铁、启动开关以及一些辅助电路组成。
 其电路包括有振荡电路、发光电路、功率放大电路、选通电路、检波电路、比较电路、功率驱动电路、告警电路、逻辑电路、启动开关等。具体如图5-1所示。
5.1.2 元件作用
 1. 振荡器
 振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路. 　　低频振荡器（low-frequency oscillator，或称LFO）是指产生频率在0.1赫兹到10赫兹之间交流讯号的振荡器。　　
 振荡器主要可以分成两种：谐波振荡器（harmonic oscillator）与弛张振荡器（relaxation oscillator）。　　能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。　　自激多谐振荡器也叫无稳态电路.两管的集电极各有一个电容分别接到另一管子的基极,起到交流耦合作用,形成正反馈电路,当接通电源的瞬间,某个管子先通,另一只管子截止,这时,导通管子的集电极有输出,集电极的电容将脉冲信号耦合到另一只管子的基极使另一只管子导通.这时原来导通的管子截止.这样两只管子轮流导通和截止,就产生了震荡电流.
 由于器件不可能参数完全一致,因此在上电的瞬间两个三极管的状态就发生了变化,这个变化由于正反馈的作用越来越强烈,导致到达一个暂稳态.暂稳态期间另一个三极管经电容逐步充电后导通或者截止,状态发生翻转,到达另一个暂稳态.这样周而复始形成振荡. （科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）
 本电路中使用的是由IC1555和R1、R2、C1、C2等组成多谐振荡器。
 2.红外传感器
 红外发光二极管其核心是PN结。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。常用的红外发光二极管有SE303, PH303等,发出的红外光为近红外线,波长约为0. 93μm。其外形和发光二极管LED相似，发出红外光。管压降约1.4v，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。本装置中安装了规则的几排红外发光二极管，形成了一旦范围的光屏，增加了安全范围。如下图5-2所示：
 
 图5-2  红外光屏示意图
 光敏三极管用于测量光亮度和传输信号，它还应用于其他方面，如 光电隔离，非接触转速测量等。
 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。　　发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"