1、,光电检测技术,08093032 应物82 顾少骋,光电检测技术,检测与测量光电传感器:基于光电效应,将光信号转换为电信号的一种光电器件将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出。光电检测技术:是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量,并综合利用信息传送和处理技术,完成在线和自动测量光电检测系统光学变换光电变换电路处理,定义:,被测信息:,传感器、检测仪器、检测装置、检测系统,全部操作:,检测过程,确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作,检测的基本概念,信号采集、信号处理、信号显示、信号输出,物理量(光、电、力、热、磁、声、),被测对象:,宇宙万物(固液气体、动
2、物、植物、天体 ),检测器具,化学量(PH、成份),生物量(酶、葡萄糖、), ,例:空调机测量控制室温,空气,被测对象:,被测信息:,检测器具:,操作过程:,室内空气,温度,温度传感器 - 热电阻、热电偶, 热敏电阻, 电信号, 处理, 显示,空调机,返回,光电检测系统,光学变换时域变换:调制振幅、频率、相位、脉宽空域变换:光学扫描光学参量调制:光强、波长、相位、偏振形成能被光电探测器接收,便于后续电学处理的光学信息。光电变换光电/热电器件(传感器)、变换电路、前置放大将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息(电信号的放大和处理)。电路处理放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接口、控制
3、。,光电检测系统,光学变换,电路处理,光电检测技术的特点,高精度:从地球到月球激光测距的精度达到1米。高速度:光速是最快的。远距离、大量程:遥控、遥测和遥感。非接触式检测:不改变被测物体性质的条件下进行测量。寿命长:光电检测中通常无机械运动部分,故测量装置寿命长,工作可靠、准确度高,对被测物无形状和大小要求。数字化和智能化:强的信息处理、运算和控制能力。,一、在工业生产领域的应用,在线检测:零件尺寸、产品缺陷、装配定位.现代工程装备中,检测环节的成本约占5070%,光电检测技术的应用,检测技术在汽车中的应用日新月异,发动机:向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息, 对发动机工
4、作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等,汽车传感器:汽车电子控制系统的信息源,关键部件,核心技术内容,普通轿车:约安装几十到近百只传感器, 豪华轿车:传感器数量可多达二百余只。,底 盘:控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温,车 身:提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等,二、检测技术在日常生活中的应用,家用电器:,数码相机、数码摄像机:自动对焦-红外测距传感器,数字体温计:接触式-热敏电阻,非接触式-红外传感器,自动感应灯:亮度检测-光敏电阻
5、,空调、冰箱、电饭煲:温度检测-热敏电阻、热电偶,电话、麦克风:话音转换-驻极电容传感器,遥控接收:红外检测-光敏二极管、光敏三极管,办公商务:,可视对讲、可视电话:图像获取-面阵CCD,扫描仪:文档扫描-线阵CCD,红外传输数据:红外检测-光敏二极管、光敏三极管,医疗卫生:,电子血压计:血压检测 - 压力传感器,血糖测试仪、胆固醇检测仪 - 离子传感器,三、检测技术在军事上的应用,美军研制的未来单兵作战武器,夜视瞄准机系统:非冷却红外传感器技术激光测距仪:可精确的定位目标。,美国国家导弹防御计划-NMD,四、检测技术在国防领域的应用,监测系统: 探测和发现敌人导弹的发射并追踪导弹的飞行轨道;,拦截器:能识别真假弹头,敌友方,“阿波罗10”:,火箭部分-2077个传感器,飞船部分-1218个传感器,检测参数-加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学,神州飞船:,185台(套)仪器装置,五、检测技术在航天领域的应用,