红外线传感器
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红外线传感器的用途
嘿,咱就说说红外线传感器的用途呗。
这红外线传感器啊,用处可不少哩。
首先呢,它能用来检测物体的存在。
就好比你在黑灯瞎火的地方,啥也看不见,但是红外线传感器就能感觉到有没有东西在那儿。
比如说在仓库里,要是有个箱子啥的,红外线传感器就能检测到,然后告诉咱这儿有东西。
再就是能测量温度。
红外线传感器能通过接收物体发出的红外线来判断物体的温度。
这可就方便了,不用直接接触就能知道温度有多高。
比如说你想知道锅里的水热不热,用红外线传感器一照,就知道大概的温度了。
还有啊,红外线传感器能在安防领域发挥大作用。
装在门口或者窗户边上,要是有陌生人靠近,它就能检测到,然后发出警报。
就跟个小卫士似的,守护着咱的家。
另外呢,在一些自动化设备上也少不了红外线传感器。
比如说自动门,人一靠近,红外线传感器就检测到了,然后门就自动打开。
这多方便呐,不用咱自己动手开门。
咱举个例子哈。
俺们村有个老李头,他开了个小超市。
为了防止小偷,他就装了个红外线传感器。
有一回,大半夜的,有个小偷想撬他的门。
结果红外线传感器检测到了,马上发出了警报。
老李头被吵醒了,赶紧起来把小偷给吓跑了。
从那以后,老李头逢人就说这红外线传感器可真是个好东西。
这红外线传感器啊,虽然看起来不起眼,但是用处可大着呢。
咱要是好好利用它,能给咱的生活带来很多便利。
红外线传感器的应用及工作原理一、引言红外线传感器是一种能够感知红外线并将其转换为电信号的装置。
它在许多领域中得到广泛应用,如安防系统、电子设备、自动化控制等。
本文将介绍红外线传感器的应用领域和工作原理。
二、红外线传感器的应用红外线传感器在以下领域中经常被使用:1. 安防领域红外线传感器常用于安防系统中,用于检测人体或物体的移动。
当传感器检测到红外线信号时,可以触发警报或其他安全措施。
这种应用广泛应用于家庭安防系统、办公室安保系统等。
2. 电子设备红外线传感器也被广泛应用于电子设备中,如智能手机、电视遥控器等。
智能手机中的红外传感器可以用于红外线遥控器,使用户可以通过手机控制电视、空调等电子设备。
3. 自动化控制红外线传感器在自动化控制系统中也有重要的应用。
例如,在自动门系统中,红外线传感器可以检测门口的人员,当有人靠近门口时,传感器会向系统发送信号,触发门的开启。
这种应用也可以在自动售货机、自动灯光控制等领域中看到。
4. 温度检测红外线传感器还可以用于温度检测。
红外线辐射是物体温度的一种表现,红外线传感器可以通过检测物体辐射的红外线来计算物体的温度。
这种应用在工业生产中非常常见,用于监测设备的温度以及工艺过程中的温度控制。
三、红外线传感器的工作原理红外线传感器的工作原理基于物体对红外线的辐射和反射。
其基本原理如下:1.发射红外线:红外线传感器中包含一个红外线发射器,通过电流的作用,发射器会产生红外线的辐射。
2.接收反射红外线:红外线传感器中还包含一个红外线接收器,用于接收物体反射的红外线。
3.转换为电信号:当红外线接收器接收到红外线时,会将其转换为电信号。
转换的方法通常是通过光敏电阻或光敏二极管等光传感器件。
4.信号处理:红外线传感器通过信号处理电路对接收到的电信号进行处理,得到相应的输出信号。
这些输出信号可以是数字信号或模拟信号,具体取决于传感器的类型和应用场景。
5.应用和控制:处理后的信号可以被用来触发相关的应用或控制系统。
红外线传感器的工作原理红外线传感器是一种常见的电子设备,用于检测和感应周围环境中的红外线信号。
它广泛应用于安防系统、自动化控制、家用电器、机器人等领域。
本文将介绍红外线传感器的工作原理及其应用。
一、红外线传感器的基本原理红外线是一种电磁波,其波长范围大致在0.75至1000微米之间。
红外线传感器利用物体在特定波长范围内的热辐射来感知物体的存在和位置。
一般来说,红外线传感器包括发射器和接收器两部分。
1. 发射器:发射器通常使用红外二极管,以频率为大约38kHz的脉冲信号作为源发射红外线。
红外线发射器将电能转化为红外线能量,并向周围环境发射红外线信号。
2. 接收器:接收器通常使用光电二极管或红外线传感器芯片,用于接收从物体反射回来的红外线信号。
当红外线信号照射到接收器上时,光电二极管或红外线传感器芯片将其转换为电能信号。
二、红外线传感器的工作过程红外线传感器的工作过程可以总结为以下几个步骤:1. 发射红外线信号:红外线传感器中的发射器产生一个特定频率的脉冲信号,将电能转化为红外线信号。
这些红外线信号以一定的范围散射到周围环境中。
2. 接收红外线信号:接收器接收周围环境中反射回来的红外线信号。
当有物体进入传感器的感应范围内时,物体会反射一部分红外线信号,并被接收器接收到。
3. 转换为电信号:接收器中的光电二极管或红外线传感器芯片将接收到的红外线信号转换为相应的电信号。
信号的强度和频率将被转化为电压或频率的变化。
4. 预处理和信号处理:接收到的电信号将进一步进行预处理,如放大、滤波和去噪。
然后,信号经过处理电路进行分析和解码。
5. 结果输出:最终,红外线传感器将根据所接收到的信号进行输出。
根据不同的应用需求,输出信号可以是模拟信号或数字信号。
三、红外线传感器的应用领域红外线传感器凭借其便捷、高效和可靠的特性,在许多领域得到了广泛应用。
1. 安防系统:红外线传感器被广泛应用于安防系统,用于检测人体或其他物体的存在。
红外线传感器原理及应用红外线传感器是一种能够感知和测量红外辐射的设备。
它通过接收和分析物体所发射或反射的红外辐射来实现目标检测和测距。
红外线传感器的工作原理主要基于物体的热能辐射特性,利用红外线的特定波长范围进行探测。
红外线传感器主要由发射器和接收器两部分组成。
发射器会产生一定波长的红外线,然后将红外线照射到目标物体上。
目标物体会根据其温度和性质发射出不同强度和频率的红外辐射。
接收器会接收到目标物体发射或反射的红外线,并将其转化为电信号。
通过分析接收到的电信号,红外线传感器可以判断目标物体的存在、距离、形状等信息。
红外线传感器广泛应用于许多领域。
以下是几个常见的应用领域:1. 运动检测与人体检测:红外线传感器可以用于监控系统、安防系统等,通过检测目标物体的红外辐射来实现运动检测和人体检测。
当有人或动物进入监测范围时,红外线传感器会立即发出信号,从而触发相应的警报或控制系统。
2. 温度测量与控制:红外线传感器可以用于测量物体的表面温度。
通过测量红外辐射的强度和频率,红外线传感器可以准确地获取物体的温度信息。
这在工业自动化控制、医疗器械等领域有着广泛的应用。
3. 遥控与通信:红外线传感器也被广泛应用于遥控和通信领域。
例如,遥控器中的红外发射器可以发射特定频率的红外线信号,从而实现对电视、空调、音响等设备的控制。
此外,红外线传感器还可以用于无线通信,例如红外线数据传输、红外遥测等。
4. 智能家居与自动化系统:红外线传感器在智能家居和自动化系统中也发挥着重要作用。
它可以用于检测房间内是否有人,从而实现智能照明、智能安防等功能。
此外,红外线传感器还可以用于控制家电设备的开关,提高家居生活的便利性和舒适度。
总结起来,红外线传感器是一种基于物体红外辐射特性的设备,可以用于目标检测、测距和温度测量等应用。
它在运动检测、温度控制、遥控通信以及智能家居等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的发展和创新,红外线传感器的性能将不断提升,应用范围也将更加广泛。
红外线传感器的应用及原理一、引言红外线传感器是一种重要的电子元件,它能够探测和测量周围环境中的红外辐射。
红外线传感器常见于许多应用领域,如安防系统、自动化控制、远程通信等。
本文将介绍红外线传感器的基本原理以及其在各个领域中的应用。
二、红外线传感器的原理红外线传感器基于物质的红外辐射特性工作。
红外线是一种电磁辐射,其波长介于可见光和微波之间,无法被肉眼直接看到。
红外线传感器通过检测周围环境中的红外辐射来实现不同的功能。
红外线传感器主要由以下几个部分组成:1.发射器:发射红外线辐射的装置。
2.接收器:接收并转换周围环境中的红外辐射。
3.过滤器:用于滤除其他频段的辐射,只保留红外线。
4.信号处理电路:将接收到的红外信号转换成电信号进行处理。
红外线传感器的工作原理如下:1.发射器发出红外线辐射,经过过滤器滤除其他频段的辐射。
2.环境中的物体反射或发射红外线辐射,一部分红外线辐射被接收器接收。
3.接收器将接收到的红外线辐射转换成电信号。
4.信号处理电路对接收到的电信号进行分析和处理。
5.根据处理后的信号,判断是否存在目标物体、目标物体的距离或其它特征。
三、红外线传感器的应用红外线传感器在各个领域中有广泛的应用。
下面列举一些常见的应用场景:1. 安防系统红外线传感器在家庭和工业安防系统中广泛应用。
它可以用作入侵报警器的一部分,当有人或其它动物进入监控区域时,红外线传感器可以及时检测到其存在。
此外,红外线传感器可以用于监控烟雾和火焰的存在,提高家庭和工业环境的安全性。
2. 自动化控制红外线传感器在自动化控制领域有重要应用。
例如,自动门控制系统中的红外线传感器可以检测到人员的接近,并自动打开门。
此外,红外线传感器还可以用于自动照明系统,根据环境亮度和人员活动来实现灯光的自动开关。
3. 远程通信红外线传感器可以用于远程通信,如红外线遥控器。
红外线遥控器通过发射红外线信号来控制设备,如电视、空调等。
此外,红外线通信还广泛用于红外线无线数据传输,如红外线数据传输设备和红外线数据收发器。
红外线传感器原理红外线传感器是一种常见的光电传感器,其工作原理基于红外线辐射的特性。
红外线传感器能够检测并测量环境中的红外线辐射,广泛应用于许多领域,包括安全监控、无人机导航、智能家居等。
本文将介绍红外线传感器的工作原理及应用。
一、红外线的本质和特性红外线是一种电磁辐射,位于可见光谱的下方。
与可见光一样,红外线也有一定的波长范围,通常分为近红外、中红外和远红外三个区域。
近红外波长范围为0.75-1.4微米,中红外波长范围为1.4-3微米,远红外波长范围为3-1000微米。
红外线具有以下几个特性:1. 红外线是一种无形的电磁辐射,人眼无法直接感知。
2. 红外线能够透过大部分的常见物体,如玻璃、塑料等。
3. 物体的温度与其所发射的红外线强度相关。
二、红外线传感器的基本原理红外线传感器利用红外线的特性来进行测量和检测。
其基本原理可概括如下:1. 发射器部分:红外线传感器的发射器通常采用红外LED作为光源,通过电流的驱动产生红外辐射。
红外LED通常工作在近红外波段,其波长范围与红外接收器相匹配。
2. 接收器部分:红外接收器是红外线传感器的核心组件,它能够感知红外线辐射并转化为电信号。
红外接收器通常由光敏元件和电路组成。
常见的光敏元件有红外二极管(IR Diode)、红外光敏三极管(Phototransistor)、红外线传感器阵列(IR Array)等。
3. 检测原理:当物体发射红外线时,红外线传感器的接收器会接收到红外线辐射并产生相应的电信号。
这个电信号的强度与物体的温度以及距离等因素密切相关。
红外线传感器通过测量接收到的电信号来获取环境中红外线的信息。
4. 信号处理:红外线传感器的测量信号需要进行处理才能得到有用的信息。
常见的信号处理方法包括放大、滤波、模数转换等。
这样处理后的信号可以用于显示、报警、控制等应用。
三、红外线传感器的应用红外线传感器在各个行业和领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例:1. 安防监控:红外线传感器可用于人体检测和入侵警报系统。
红外线传感器原理红外线传感器是一种能够接收和感知红外线辐射的设备,通过红外线传感器,我们可以实现对环境中的红外线信号的检测和测量。
本文将介绍红外线传感器的原理以及其在各个领域的应用。
一、红外线传感器的基本原理红外线传感器利用物体发出的红外线辐射进行测量和探测。
根据物体的温度差异,物体会发射不同强度的红外线辐射。
红外线传感器能够接收并测量这种辐射,从而获取到目标物体的温度、距离、运动等相关信息。
红外线传感器的核心元件是红外线发射器和红外线接收器。
红外线发射器通过施加电压使其发射红外线辐射,而红外线接收器则用于接收目标物体发出的红外线辐射。
当有物体进入传感器的感知范围时,红外线接收器将接收到辐射信号,并转换成相应的电信号送入后续电路进行处理。
红外线传感器一般采用红外线二极管作为红外线发射器,红外线接收器则采用红外线光敏二极管或者红外线光电二极管。
红外线传感器还可以根据不同的工作原理,分为主动式和被动式两种类型。
主动式红外线传感器是通过红外线发射器主动发射红外线辐射,然后通过接收器接收反射回来的信号,用来判断目标物体的存在与否。
被动式红外线传感器则是通过接收自然环境中存在的红外线辐射,来感知目标物体的运动。
被动式红外线传感器不需要主动发射红外线信号,因此在节能方面具有一定的优势。
二、红外线传感器的应用红外线传感器具有广泛的应用领域,在工业、农业、医疗、安防等方面都有重要的作用。
1. 工业领域:红外线传感器可以用于温度测量,监控设备的运行状态以及检测产品的质量。
例如,在钢铁、玻璃等工业生产过程中,通过红外线传感器可以实时监测物体的温度,以确保生产过程的稳定和产品的质量。
2. 农业领域:红外线传感器可以用于土壤温度、水分以及植物的光合作用等参数的检测和测量,以帮助农民合理种植和管理农作物。
3. 医疗领域:红外线传感器在医疗设备中也有广泛的应用,可以用于体温测量、血氧测量以及医学影像等方面。
4. 安防领域:红外线传感器可以用于入侵报警系统、人员定位以及生活安全监测等方面。
红外线传感器的原理红外线传感器是一种常见的电子器件,用于检测并测量环境中的红外辐射。
它在许多领域中得到广泛应用,如安防系统、电子设备、自动化控制等。
那么,红外线传感器是如何工作的呢?本文将详细介绍红外线传感器的原理。
一、红外线辐射的特点首先,我们需要了解红外线辐射的特点。
红外线位于可见光谱的较长波长一侧,具有较高的热能。
人眼无法直接感知红外线辐射,但许多热体,如人体、物体等,在其表面都会发射红外线辐射。
因此,通过检测环境中的红外线辐射,我们可以获取有关目标物体的信息。
二、红外线传感器的构成红外线传感器一般由红外线发射器、红外线接收器和信号处理电路组成。
红外线发射器主要负责发射红外线辐射,红外线接收器则用于接收环境中的红外线辐射,并将其转化为电信号,信号处理电路则负责对接收到的信号进行处理和解读。
三、红外线传感器的工作原理红外线传感器的工作原理主要分为发射和接收两个过程。
1. 发射过程红外线传感器中的红外线发射器会通过激活电路发射红外线辐射。
这种辐射一般采用红外二极管或红外线激光器等器件产生。
当电流通过红外二极管时,它会发出红外光。
因为红外光的波长较长,所以我们无法直接看到光的发射。
这样的光通常不会对人眼造成伤害,但在实验室或工业环境中,还是需要特殊的保护措施。
2. 接收过程红外线传感器的红外线接收器用于接收环境中的红外线辐射。
它一般会采用光敏二极管,也叫作红外线接收二极管。
当红外辐射照射到红外线接收二极管上时,光敏二极管会转换成电压或电流信号。
这个信号的强弱取决于接收到的红外线辐射的强度。
接收到的电信号将通过信号处理电路进行放大、滤波和解析,最终输出为可以被其他设备或系统识别和使用的信号。
四、红外线传感器的应用红外线传感器由于其灵敏度高、反应速度快、使用方便等特点,被广泛应用于各个领域。
1. 安防系统中的应用红外线传感器被用于安装在门窗、走廊、车库等位置,用于检测是否有人进入或离开,以实现对房屋或办公场所的安全监控和防护。
什么是红外线传感器?红外线传感器的分类和优缺点红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。
光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。
检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。
热敏元件应用最多的是热敏电阻。
热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化(这种变化可能是变大也可能是变小,因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻),通过转换电路变成电信号输出。
光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。
例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。
具有红外传感器的望远镜可用于军事行动,林地战探测密林中的敌人,城市战中探测墙后面的敌人,以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。
红外传感器的类型红外线传感器依动作可分为:1、将红外线一部份变换为热,藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。
2、利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。
热型的现象俗称为焦热效应,其中最具代表性者有测辐射热器(ThermalBolometer),热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。
热型红外线传感器优点:可常温动作下操作,波长依存性(波长不同感度有很大之变化者)并不存在,造价便宜;缺点:感度低、响应慢(mS之谱)。
量子型红外线传感器优点:感度高、响应快速(μS 之谱);缺点:必须冷却(液体氮气) 、有波长依存性、价格偏高;红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用,红外线的波长比可见光长而比电波短。
防火防爆课程设计报告题目名称燃油(气)锅炉火焰监控系统设计——红外线传感器选型和传感接口电路选型学院(系)继续教育学院专业班级油工101学生姓名王涛(04)指导教师杨雄(教授)日期2012-2-12 至2012-4-20目录1 火焰探测器(传感器) (1)1.1火焰探测器(传感器)的重要性 (1)1.2火焰探测器(传感器)的工作原理 (1)1.3火焰探测器(传感器)的选择方法 (2)1.4火焰探测器(传感器)的种类及特点 (4)1.5红外线火焰探测器的选型 (8)2传感接口电路(光耦合器) (12)2.1传感接口电路(光耦合器)的特点及优点 (12)2.2传感接口电路(光耦合器)的工作原理 (13)2.3传感接口电路(光耦合器)的选择方法 (14)2.4传感接口电路(光耦合器)的种类 (15)2.5传感接口电路(光耦合器)的选型 (15)3 总结 (18)4 参考文献 (19)1.火焰探测器(传感器)1.1火焰探测器(传感器)的重要性在生产、加工、储存、使用和运输各种可燃物质的部门,比如飞机停机库、大型油气罐区、关键的石油化工装置及自动加工工厂等部门,都需要配备性能可靠、反应灵敏的火焰探测器。
我们在设计燃油(气)锅炉内部的火焰探测器时,也需要考虑传感器的特点。
众所周知:若能在火苗刚刚燃起时,火焰探检器就能立即探测到“小火”,我们便能尽快采取灭火措施,从而避免或减少损失,往往比较容易奏效。
因此,无论是单纯的火焰探测系统,还是作为自动灭火系统一部分的火焰检测,都对火焰探测探头提出了相当高的要求;首先是探头要有高的灵敏度,同时要有高的可靠性,再有就是希望探头要有大的检测距离,即有大的保护范围。
一般,人们往往简单地认为,只要设计采用高灵敏度的紫外(UV)、红外(IR)传感器或紫外/红外(UV/ IR)传感器,就能达到灵敏探测的目的。
但是,问题并不是人们所想象的那样简单。
因为一般火焰探测器(探头)都安装在生产现场,而在现场存在许多并非火焰的红外光和紫外光辐射源,而这些随机可能出现的辐射能将会干扰火焰探测探头的正常工作,以致使探测器产生误报警,甚至真的当有火焰出现时,探测器倒反而不报警了,是相当危险的。
因此,人们要求火焰探测器能够根据它所探测到的信号,做出正确的分析判断,区分究竟是“火焰”还是“干扰”,做到既不漏报警,也不误报警。
[1]1.2火焰探测器(传感器)的工作原理(红外线传感器)火焰传感器利用红外线对对火焰非常敏感的特点,使用特制的红外线接受管来检测火焰,然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号,输入到中央处理器中,中央处理器根据信号的变化做出相应的程序处理。
火焰传感器能够探测到波长在700纳米~1000纳米范围内的红外光,探测角度为60°,其中红外光波长在880纳米附近时候的灵敏度达到最大。
远红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化,通过A/D转换器反映为0~255范围内数值的变化。
外界红外光越强,数值越小;红外光越弱,数值越大。
[2]红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理,进行障碍物远近的检测。
红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射特定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当红外的检测方向遇到障碍物时,红外信号反射回来被接收管接收,经过处理之后,通过数字传感器接口返回到中央处理器主机,中央处理器即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化。
一般红外线传感器是由一只光电三极管构成,其电路图如下:图一:红外线传感器电路图当光电三极管接收到红外线信号时,其电阻减小,在管两端的电压分压减小,输出口电压上升,输入到AD转换芯片进行转换。
[3]1.3火焰探测器(传感器)的选择方法[4]在提供解决方案的时候,选择合适的产品是很重要的一个环节,就传感器而言,种类就有很多,一旦选的不好,就会给后期工作带来很多的麻烦。
因此,选择好一个合适的产品,是十分重要的。
1.3.1根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。
1.3.2灵敏度的选择通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。
但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。
1.3.3频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。
1.3.4线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。
以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。
传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。
在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。
但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。
当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。
1.3.5精度精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。
传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。
这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。
如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。
对某些特殊使用场合,无法选到合适的传感器,则需自行设计制造传感器。
自制传感器的性能应满足使用要求。
1.3.6稳定性传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。
影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。
因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。
在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响。
传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。
在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验。
1.4火焰探测器(传感器)的种类及特点一般安装火焰探测器的场合危险性比较高,同时它所保护的设备、物资等对象也比较昂贵。
正因为如此,人们对火焰探测器的可靠性就相当严格,对其报警准确性的要求也相当苛刻。
另外,市场的要求也加速了对火焰探测器的理论研究和产品开发,促使其不断发展,出现了采用不同原理(如物化、物理、电/光、电磁物理、电磁频谱分析和热力学原理)的各种火焰探测器。
在“火焰”的辐射能中有30 %~40 %是以电磁辐射的形式消耗的。
这些电磁辐射包括紫外线(UV),可见光和红外线(IR)。
下图是典型的碳氢化合物火焰的电磁辐射频谱图,图中带斜线的频段就是通常的火焰探测器所选择的频段。
图二:各种光学火焰探测器探头都选择火焰光的某些频带范围,而且是“火焰”所具有的比较特殊的频带。
频带通常很窄,探测器根据探头接收到的确定波长(频带)的辐射信号,按照预先确定的分析方法,进行如下一种或几种的计算和分析判断。
※闪烁频率分析;※阈值能量信号比较;※信号间的数学相关分析;※逻辑比较分析;※与储存的频带曲线对照分析。
采用上述分析方法的宗旨,使火焰探测器有高的灵敏度和高的可靠性。
在近二十年,下述的4种火焰探测器应用比较广泛。
※ UV紫外线探测器;※ IR红外线探测器;※ UV/ IR紫外线/红外线探测器;※ IR/ IR红外线/红外线探测器。
上述各种系列的探测器尽管都采用了一种或几种参数分析方法并采用了能接受特殊波长辐射能的高灵敏度探头,但往往这些探测器只能局限于应用在符合某些规定要求的场合。
而这种应用场合的确认,就必须进行可能引起检测器误报警的环境因素的分析评定。
这显然是一个相当棘手的问题。
[5]1.4.1 UV紫外线火焰探测器由于紫外线频带的波长比较短,因此易被周围的物质,如烟尘、有机物蒸气和其他一些气体吸收,尤其是波长小于0. 3μm的辐射(太阳光中也有这种频段的辐射),更易被环境中的气体吸收。
但从这个角度来说,由于太阳光中这一频带的辐射能(无臭氧层空洞)被空气中的某些物质吸收,反倒不容易使探测器误报警。
UV紫外线探测器探检火焰的原理,是在可燃物质燃烧或爆炸刚点燃的瞬间,会以极快的速度(3~4毫秒)辐射出较强能量的紫外线。
但是,象闪电、电弧、电焊光和透过臭氧层空洞的太阳光等,很容易引起UV紫外线型火焰探测器的误报警。
1.4.2 IR红外线火焰探测器“火焰”都会辐射出红外线。
IR红外线火焰探测器就是基于检测火焰的高温以及由火焰引起的大量的高温气体都能辐射出各种频带的红外线的原理。
但是,能够辐射出红外线的不仅仅是火焰,一些高温物体的表面,如炉子、烘箱、卤素白炽灯、太阳等都能辐射出与“火焰”红外线频带相吻合的红外线。
因而这些并非火焰的红外源就十分容易使IR红外火焰探测器产生误报警。
为了能从其他各种红外光源特殊频带的信号中真正区分出火焰的信号,目前都普遍采用多参数分析和数学计算技术,用得比较多的是闪烁分析和红外光窄频阈值信号(4. 1~4. 6μm)分析。
[6]1.4.3双探头探测器为了使误报警减少到最小程度,目前许多火焰探测器都装有两个吸收不同频段辐射的探头,主要有:UV/ IR紫外/红外双探头火焰探测器;IR/ IR红外/红外双探头火焰探测器。
近年来,双探头的火焰探测器得到不断发展,同时也出现了旨在进一步降低误报警率的好的分析方法。
1.4.3.1 UV/ IR紫外/红外火焰探测器UV/ IR紫外/红外双探头火焰探测器选用了一个紫外线探头和一个高信噪比的窄频带的红外线探头。
虽然紫外探头本身就是探测火焰的一个好的探头,只是由于它特别容易受电焊光、电弧、闪电、X射线等(紫外线辐射)触发而产生误报警。