光電檢測49062

1、在20世紀(jì)50年代后期隨著材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、激光技術(shù)、微電子技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展從而大大地推動了光電技術(shù)的發(fā)展使得這一技術(shù)得到人們的廣泛關(guān)注。尤其是在軍事中得到了較好的應(yīng)用如激光雷達(dá)、反激光制導(dǎo)武器系統(tǒng)等都利用到了這一技術(shù)。同時(shí)在一些特殊的工業(yè)行業(yè)中如光纖通信、精密測量、精密制造、零件檢查等其生產(chǎn)技術(shù)中對光電技術(shù)都有了不同程度地應(yīng)用。并且這些行業(yè)由于用了這一高新技術(shù)而使得其效率得到大幅提高。但是目前的光電技術(shù)還屬于前沿技術(shù)現(xiàn)存

2、的一些光電產(chǎn)品大多原理比較復(fù)雜而且對生產(chǎn)加工技術(shù)要求較為嚴(yán)格因而造價(jià)一直比較高不能被普通用戶接受。因此本文利用單片機(jī)結(jié)合光電技術(shù)而開發(fā)設(shè)計(jì)了這一光電控制設(shè)備。該設(shè)備類似于紅外遙控設(shè)備與之不同的是他傳送信號的載體是激光其傳送的信號可以特殊調(diào)制。特別是其原理簡單造價(jià)低廉也使他能夠被普通用戶所接受。2基本原理本系統(tǒng)的基本原理主要是單片機(jī)技術(shù)和光電檢測技術(shù)的結(jié)合其檢測原理框圖如圖1所示。該系統(tǒng)利用單片機(jī)對電源進(jìn)行控制。單片機(jī)根據(jù)用戶鍵入的信息自

3、動生成一串有序電源脈沖用這一電源脈沖來控制半導(dǎo)體激光器。這樣由半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光便是一串激光脈沖波這一串激光脈沖便是載有用戶信息的信號波。當(dāng)光電檢測器檢測到此激光信號波時(shí)將其轉(zhuǎn)化成為一串連續(xù)的電脈沖波。但此時(shí)所得到的信號是非常微弱、不夠規(guī)則的同時(shí)由于雜散光以及外部干擾的存在此處的電信號還混雜著一些無用的干擾信號因此這些信號還不可以直接應(yīng)用。必須通過前置放大電路將他進(jìn)行放大和除噪處理處理過的信號便可直接驅(qū)動單片機(jī)工作進(jìn)行譯碼及判別處理

4、。通過比較判別單片機(jī)決定執(zhí)行哪一種處理然后生成控制信號來啟動控制設(shè)備。31編碼技術(shù)／激光調(diào)制技術(shù)激光調(diào)制一般是調(diào)制激光的頻率或振幅本方法所采用的技術(shù)是將編碼技術(shù)與激光調(diào)制技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行綜合編譯。此處選取AT89C51作為控制模塊他使用廣泛具有穩(wěn)定性好、性價(jià)比高等一些突出的優(yōu)點(diǎn)因而他成為此系統(tǒng)的首選型號的單片機(jī)。其具體的編碼及調(diào)制過程如下：首先在單片機(jī)內(nèi)設(shè)定當(dāng)檢測到一組二進(jìn)制碼時(shí)若是“1”便通電40μs若是“0”時(shí)便斷電40μs然后規(guī)定

5、當(dāng)檢測完此組二進(jìn)制數(shù)碼時(shí)進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。這樣這一電脈沖便形成一周期脈沖。當(dāng)用戶鍵入的數(shù)字為1998時(shí)那么其二進(jìn)制編碼便是11111001110。那么單片機(jī)便控制發(fā)出如圖2所示的脈沖信號時(shí)序控制信號?？紤]到接收端也是用單片機(jī)因此還有一個(gè)通信協(xié)議。這里采用這種方法一般情況都是低電平當(dāng)要發(fā)射時(shí)先發(fā)射4組10μs的信號。此信號發(fā)射完才開始發(fā)射控制信號。目前光電檢測技術(shù)中常用到的一些光電檢測器件有光電倍增管、雪崩二極管、光電二極管、光電三極管、PI

6、N、光敏電阻、光敏電池以及CCD陣列等一些半導(dǎo)體器件。選擇光電檢測器件可參考表1來進(jìn)行比較選取。號這就大大減少了外部擾動對系統(tǒng)的影響。為了減少與內(nèi)部熱噪聲的影響提高放大器輸出端的信噪比選用無噪聲偏置放大電路如圖5所示。35信號的判斷處理及控制信號的生成此部分主要是信號經(jīng)過放大整形后送入單片機(jī)進(jìn)行處理并且由單片機(jī)產(chǎn)生一路控制信號可實(shí)現(xiàn)對不同設(shè)備的同步控制。為了檢驗(yàn)這一技術(shù)的可行性我們設(shè)計(jì)并開發(fā)了激光密碼報(bào)警系統(tǒng)通過試驗(yàn)其性能穩(wěn)定操作方便簡

7、捷。證明了這一方法是非常可行的。4結(jié)語此系統(tǒng)具有原理簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、價(jià)格低廉、操作簡便等一些優(yōu)點(diǎn)使其能夠?yàn)楦嗟挠脩羲邮軇?chuàng)造了條件。若將其接收部分進(jìn)行改造裝以光電軸或透鏡以便增大接收面積可以進(jìn)行靈活而快速的近中程通信與控制。其智能化程度比較高只要改變單片機(jī)內(nèi)的程序便可執(zhí)行更多其他控制有很大發(fā)展前景。在軍事方面若將此裝置用于火箭炮的車外發(fā)射便可進(jìn)行更簡便、更優(yōu)化、更遠(yuǎn)距離的操作不必?fù)?dān)心其車外發(fā)射電纜的斷裂和干擾。在民用方面他可以用于防盜

8、設(shè)備上使其更具智能化和人性化如防盜門、保險(xiǎn)箱等。在工業(yè)方面他可以用于控制一些大型的成組設(shè)備或是同一流水線上的不同操作步驟。應(yīng)用了單片機(jī)靈活的可編程特性技術(shù)其應(yīng)用范圍變得更加寬廣。參考文獻(xiàn)［1］雷玉堂光電檢測技術(shù)［M］北京：中國計(jì)量出版社1995［2］呂海寶激光光電檢測［M］北京：國防科技大學(xué)出版社2000［3］王清正胡渝光電探測技術(shù)［M］北京：電子工業(yè)出版社1994［4］高雅之高岳光電檢測技術(shù)［M］北京：國防工業(yè)出版社1999［5］繆家