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磁光效應(yīng)傳感器就是利用激光技術(shù)發(fā)展而成的高性能傳感器。激光,是20世紀(jì)60年代初迅速發(fā)展起來(lái)的又一新技術(shù),它的出現(xiàn)標(biāo)志著人們掌握和利用光波進(jìn)入了一個(gè)新的階段。由于以往普通光源單色度低,故很多重要的應(yīng)用受到限制,而激光的出現(xiàn),使無(wú)線電技術(shù)和光學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、相互滲透、相互補(bǔ)充。利用激光已經(jīng)制成了許多傳感器,解決了許多以前不能解決的技術(shù)難題,使它適用于煤礦、石油、天然氣貯存等危險(xiǎn)、易燃的場(chǎng)所。

比如說(shuō)用激光制成的光導(dǎo)纖維傳感器,能測(cè)量原油噴射、石油大罐龜裂的情況參數(shù)。在實(shí)測(cè)地點(diǎn),不必電源供電,這對(duì)于安全防爆措施要求很嚴(yán)格的石油化工設(shè)備群尤為適用,也可用來(lái)在大型鋼鐵廠的某些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)光學(xué)方法的遙測(cè)化學(xué)技術(shù)。

磁光效應(yīng)傳感器的原理主要是利用光的偏振狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器的功能。當(dāng)一束偏振光通過(guò)介質(zhì)時(shí),若在光束傳播方向存在著一個(gè)外磁場(chǎng),那么光通過(guò)偏振面將旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,這就是磁光效應(yīng)。也就是可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)的角度來(lái)測(cè)量外加的磁場(chǎng)。在特定的試驗(yàn)裝置下,偏轉(zhuǎn)的角度和輸出的光強(qiáng)成正比,通過(guò)輸出光照射激光二極管LD,就可以獲得數(shù)字化的光強(qiáng),用來(lái)測(cè)量特定的物理量。

環(huán)境光傳感器

例如,在手機(jī)、筆記本等移動(dòng)應(yīng)用中,顯示器消耗的電量高達(dá)電池總電量的30%,采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長(zhǎng)電池的工作時(shí)間。另一方面,環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫(huà)面。當(dāng)環(huán)境亮度較高時(shí),使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會(huì)自動(dòng)調(diào)成高亮度。當(dāng)外界環(huán)境較暗時(shí),顯示器就會(huì)調(diào)成低亮度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。 環(huán)境光傳感器需要在芯片上貼一個(gè)紅外截止膜,甚至直接在硅片上鍍制圖形化的紅外截止膜。

紅外光傳感器

該紅外光傳感器使用充電的熱電堆與溴碘化鉈(KRS-5)窗口來(lái)感應(yīng)580到40000nm的波長(zhǎng)。該傳感器使得學(xué)生可以自己測(cè)量一系列現(xiàn)象,包括自己手掌的紅外輻射。

太陽(yáng)光傳感器

1、太陽(yáng)傳感器。它可識(shí)別水平,垂直各360度。太陽(yáng)所在的位置,識(shí)別,陰天,多云天,半陰天,晴天及晚上白天。跟蹤方位識(shí)別。

2、識(shí)別電路處理和侍服驅(qū)動(dòng)。采用數(shù)字芯片完成以上各信息的處理�？墒谭�各種普通電機(jī),步進(jìn)電機(jī)。整機(jī)功耗電流3mA,芯片工作電壓5V。

國(guó)際先進(jìn)的太陽(yáng)跟蹤設(shè)備,采用的是電腦數(shù)據(jù)理論,需要地球經(jīng)緯度地區(qū)的的數(shù)據(jù)和設(shè)定。

電路原理、設(shè)備技術(shù)復(fù)雜。智能太陽(yáng)跟蹤儀采用識(shí)別理論技術(shù),電路簡(jiǎn)單元件少,沒(méi)有經(jīng)緯度和數(shù)據(jù)信息的理論。一年四季太陽(yáng)運(yùn)行的路線不用考慮。太陽(yáng)從哪個(gè)方向升起,到哪個(gè)方向落下,它都會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤的識(shí)別太陽(yáng)升起和落下的位置。如果把他安放在行走的車或船上,不論向何方行駛,跟蹤儀都能正對(duì)太陽(yáng)。

紫外光傳感器

該紫外光傳感器使用一個(gè)過(guò)濾片測(cè)量紫外光波段(315nm-400nm)。除去濾光片,傳感器可同時(shí)感應(yīng)可見(jiàn)光。傳感器包括紫外光濾光片,一個(gè)瞄準(zhǔn)儀,和傳感器手柄。

自60年代末開(kāi)始,RC Lecraw提出有關(guān)磁光效應(yīng)的研究報(bào)告后,引起大家的重視。日本,蘇聯(lián)等國(guó)家均開(kāi)展了研究,國(guó)內(nèi)也有學(xué)者進(jìn)行探索。磁光效應(yīng)的傳感器具有優(yōu)良的電絕緣性能和抗干擾、頻響寬、響應(yīng)快、安全防爆等特性,因此對(duì)一些特殊場(chǎng)合電磁參數(shù)的測(cè)量,有獨(dú)特的功效,尤其在電力系統(tǒng)中高壓大電流的測(cè)量方面、更顯示它潛在的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)通過(guò)開(kāi)發(fā)處理系統(tǒng)的軟件和硬件,也可以實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)和機(jī)器人控制系統(tǒng)的自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量。在磁光效應(yīng)傳感器的使用中,最重要的是選擇磁光介質(zhì)和激光器,不同的器件在靈敏度、工作范圍方面都有不同的能力。隨著近幾十年來(lái)的高性能激光器和新型的磁光介質(zhì)的出現(xiàn),磁光效應(yīng)傳感器的性能越來(lái)越強(qiáng),應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

磁光效應(yīng)傳感器做為一種特定用途的傳感器,能夠在特定的環(huán)境中發(fā)揮自己的功能,也是一種非常重要的工業(yè)傳感器。在電子防盜探測(cè)器領(lǐng)域,被動(dòng)紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛,因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。但隨著入侵者的反偵測(cè)技術(shù)手段的提高,從而對(duì)探頭的要求也越來(lái)越高,普通被動(dòng)紅外探頭的局限性也越來(lái)越明顯,這樣,新一代的被動(dòng)紅外探頭也應(yīng)運(yùn)而生。因?yàn)榧幽么蟮腜ARADOX SUCURITY SYSTEMS LTD的楓葉牌探頭采用了很多最新技術(shù),使用也較為廣泛。所以,下面就結(jié)合該產(chǎn)品的技術(shù)特性來(lái)闡述被動(dòng)紅外探頭的最新技術(shù)。

1、反射式光傳感器的工作原理及特性

反射式光傳感器是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線而進(jìn)行工作的。探頭收集外界的紅外輻射通過(guò)聚集到紅外感應(yīng)源上面。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件,這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷,檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警。

①這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。所以輻射敏感元件對(duì)波長(zhǎng)為10UM左右的紅外輻射必須敏感。

②為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感,在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的濾光片,使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。

③被動(dòng)紅外探頭,其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消,于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。

④一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi),人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦,并被熱釋電元接收,但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同,熱釋電也不同,不能抵消,經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。

⑤多視場(chǎng)的獲得,一是多法線小鏡面組成的反光聚焦,聚光到傳感器上稱之為反射式光學(xué)系統(tǒng)。另一種是透射式光學(xué)系統(tǒng),是多面組合一起的透鏡——菲尼爾透鏡聚焦在紅外傳感器上。

⑥這要指出的是被動(dòng)紅外的幾束光表示有幾個(gè)視場(chǎng),并非被動(dòng)紅外發(fā)紅外光,視場(chǎng)越多,控制越嚴(yán)密。

被動(dòng)紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn):本身不發(fā)任何類型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性好。 光傳感器

價(jià)格低廉。

缺點(diǎn):

容易受各種熱源、光源干擾

被動(dòng)紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收。

易受射頻輻射的干擾。

暗電流小,低照度響應(yīng),靈敏度高,電流隨光照度增強(qiáng)呈線性變化。

內(nèi)置雙敏感元,自動(dòng)衰減近紅外,光譜響應(yīng)接近人眼函數(shù)曲線。

內(nèi)置微信號(hào)CMOS放大器、高精度電壓源和修正電路,輸出電流大,工作電壓范圍寬,溫度穩(wěn)定性好;可選光學(xué)納米材料封裝,可見(jiàn)光透過(guò),紫外線截止、近紅外相對(duì)衰減,增強(qiáng)了光學(xué)濾波效果。

符合歐盟RoHS指令,無(wú)鉛、無(wú)鎘。

背光調(diào)節(jié):電視機(jī)、電腦顯示器、LCD背光、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP4、PDA、GPS;

節(jié)能控制:室外廣告機(jī)、感應(yīng)照明器具、玩具;儀器 儀表:測(cè)量光照度的儀器及工業(yè)控制;

環(huán)保替代:替代傳統(tǒng)光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管

進(jìn)位式編碼盤光纖液位傳感器的研究

改變車身電子應(yīng)用

環(huán)境光檢測(cè)

在車身電子應(yīng)用中,環(huán)境光傳感器用于調(diào)節(jié)儀表盤的背光強(qiáng)度,以及導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)、溫度控制及DVD屏幕中的LCD背光強(qiáng)度。這對(duì)于像BMW的iDrive及Prius的Multi-Info等顯示屏而言尤其重要。例如,當(dāng)日光變得昏暗并且漆黑一片時(shí),儀表盤背光將進(jìn)行不同程度地調(diào)節(jié),以達(dá)到最佳可見(jiàn)度,并降低可能對(duì)駕駛者造成的強(qiáng)光。使用這些傳感器可消除在白天打開(kāi)車大燈時(shí)煩人的顯示屏自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)等程序,環(huán)境光傳感器的關(guān)鍵功能是利用380nm~780nm的敏感度可見(jiàn)波長(zhǎng),復(fù)制了人眼的敏感度。

隧道檢測(cè)

隧道檢測(cè)需要兩個(gè)傳感器的輸入。第一個(gè)傳感器具有"向上看"的較寬視野,以及相對(duì)較長(zhǎng)的平均移動(dòng)時(shí)間段,長(zhǎng)時(shí)間段可防止車燈打開(kāi)和關(guān)閉。第二個(gè)傳感器具有"向前看"的較窄視野,以及相對(duì)較短的平均移動(dòng)時(shí)間段。這可使隧道傳感器對(duì)突然的日光變化做出快速反應(yīng),并打開(kāi)車大燈,以及在進(jìn)入隧道時(shí)可調(diào)節(jié)顯示屏的背光亮度。前向傳感器消除了在進(jìn)入橋下或遮天蔽日的大樹(shù)下時(shí)打開(kāi)及關(guān)閉車燈。在這些情況下,該傳感器仍將"看到"前方的光線。

當(dāng)進(jìn)入隧道時(shí),隧道傳感器信號(hào)將下降,而寬視野傳感器的信號(hào)將仍保持高強(qiáng)度;車大燈將打開(kāi)。當(dāng)出了隧道時(shí),隧道傳感器信號(hào)將加強(qiáng),而寬視野傳感器信號(hào)將下降;車大燈將關(guān)閉。憑借不同的平均移動(dòng)時(shí)間段,控制器可做出明確的區(qū)別。

智能照明系統(tǒng)

為了提高工作環(huán)境的舒適性,照明控制系統(tǒng)采取光傳感器,根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的照度自動(dòng)控制照明設(shè)備,從而使照度控制在舒適的范圍內(nèi)。在傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)中,往往采用普通光傳感器結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)。由于光傳感器檢測(cè)到的光信號(hào)既包含可見(jiàn)光成分又有紅外光成分,濾除紅外光對(duì)光傳感器檢測(cè)結(jié)果。

1、光譜響應(yīng)/IR抑制:環(huán)境光傳感器應(yīng)該僅對(duì)400nm至700nm光譜的范圍有感應(yīng)。

2、最大勒克斯數(shù):大多數(shù)應(yīng)用為1萬(wàn)勒克斯。

3、光敏度:根據(jù)光傳感器的鏡片類別,光線通過(guò)鏡片后,光衰減可以再25%-50%之間。低光敏度非常關(guān)鍵(<5勒克斯),必須選擇可以再找個(gè)范圍內(nèi)工作的光傳感器。

4、集成的信號(hào)調(diào)節(jié)功能(即放大器和ADC):一些傳感器可能提供非常小的封裝,但是卻需要一個(gè)外部放大器或無(wú)源元件來(lái)獲取所需的輸出信號(hào)。具有更高集成度的光傳感器省去了外部元件(ADC、放大器、電阻器、電容器等),具有更多的優(yōu)勢(shì)。

5、功耗:對(duì)于要承受高勒克斯(>1萬(wàn)勒克斯)的光傳感器來(lái)說(shuō),最好采用非線性模擬輸出或數(shù)字輸出。

6、封裝大小:對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō),封裝都是越小越好。可提供的較小封裝尺寸約為2.0mm*2.1mm。而尺寸為1.3mm*1.5mm的4引腳封裝則是下一代封裝。