光电检测报警器(最终稿2.0)讲解
光电报警器
前言随着社会的发展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。
我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。
电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。
在电子市场，各种各样的报警器琳琅满目，但大多数成本都不低，基于成本靠虑，我们可以应用所学的知识自己设计一个简单的电路。
很多报警器都是光电报警器。
随着经济的发展、生活水平的提高，人们的防盗意识也显著增强，相应的对报警器的需求也日益丰富，报警器的运用已深入到各行各业，比如银行、学校及一些保密行业。
虽然现在的报警器很普遍，技术也很成熟，但其中的电路设计分析的思路仍值得我们去学习和研究。
又因为其简单、可行、易实现，对材料和一般的环境无特别要求的特点，使得报警器的设计能广泛应用与课程设计中。
本系统主要讲述光电报警器的设计和制作。
第一章设计内容及要求设计基本要求1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2、采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3；3、采用5V供电。
【主要参考元件】：光耦，555，74LS32，CD4511。
第二章系统设计方案本设计方案由光耦控制电路、声光报警电路、译码显示电路三部分组成。
光耦控制电路图如图 2.1所示。
该电路是以两个光耦为核心的电平控制电路，R9、R10、R11、R12为限流电阻，避免光耦因电流过大而烧坏。
每个光耦由一个发光二极管和一个光敏三极管以对管的形式构成。
当光耦凹槽没被遮挡时光敏三极管是导通的，此时接入或门74LS32的信号为低电平，当光路被挡时此路产生高电平。
图 2.1 光耦控制电路声光报警电路图如图2.2所示。
该电路是以555芯片为核心的多谐振荡脉冲电路，由特定的充电电阻来选择设计所需的信号频率，其主要控制信号由或门74LS32产生，当或门输出高电平则555工作产生脉冲波。
独立式光电感烟火灾探测报警器
独立式光电感烟火灾探测报警器独立式光电感烟火灾探测报警器是一种用于探测并报警火灾的安全设备。
本文将详细介绍独立式光电感烟火灾探测报警器的原理、工作方式、应用场景以及优势等方面。
一、原理独立式光电感烟火灾探测报警器采用光电探测的原理进行火灾的探测。
其原理是利用物质燃烧时产生的烟雾颗粒对光的散射特性进行检测。
当有烟雾颗粒进入探测器内部时，烟雾颗粒会散射光线，触发探测器发出警报信号。
二、工作方式独立式光电感烟火灾探测报警器通常由探测器主体、电池、报警器组成。
它是一种独立工作的设备，不需要外部的控制系统或供电系统。
当火灾发生时，独立式光电感烟火灾探测报警器会自动发出响亮的声音和闪烁的警示灯，以提醒人们注意火灾的发生，并及时采取逃生措施。
三、应用场景独立式光电感烟火灾探测报警器适用于各种场景中对火灾进行监测和报警的需求，如家庭、商铺、办公场所、工厂、学校等。
由于其独立工作的特点，它可以被广泛应用于各种不同的场所，为人们的生命财产安全提供有效的保障。
四、优势独立式光电感烟火灾探测报警器相比传统的火灾报警设备具有以下几个显著的优势：1. 独立工作：独立式光电感烟火灾探测报警器不需要外部的控制系统或供电系统支持，可以独立地工作。
这使得它可以灵活地布设在各种场所，满足不同场所的需求。
2. 可靠性高：采用光电感烟探测技术，能够较为精确地检测到火灾的发生。
它对烟雾的敏感度高，能够迅速地响应并发出警报。
3. 易于安装：独立式光电感烟火灾探测报警器的安装非常简单，只需将其固定在合适的位置即可。
无需复杂的布线和调试过程，节省了时间和人力成本。
4. 低功耗：独立式光电感烟火灾探测报警器通常使用电池供电，能够保持较长时间的工作。
在电池电量低时，报警器会发出低电量警报，提醒用户及时更换电池。
5. 多种报警方式：独立式光电感烟火灾探测报警器不仅可以通过声音报警，还可以通过闪烁的警示灯进行报警，提高了火灾发生时的警示效果。
光电感烟火灾探测报警器的应用已经得到了广泛认可，并在许多国家和地区进行了推广。
实验8光电报警系统的设计
R1
Rf
2
3 2
CLR D Q
6 C2 5
K1
1K
BT401 红外发光管 K
2CU2B 光敏二极管
R7 3 输入
C1
-5V
CLK Q PR
1K LED
RET
VCC OUTPUT 3 Vo输出 Vo输入 100
4 +5V
7 6 THRES 2
GND 1 驱动脉冲方波
104
接收及报警部分
电路参考值
R1：1KΩ R2：1KΩ R3：120KΩ R4：68KΩ R5：5.6KΩ R6：2.2KΩ R7：1KΩ R8：5.6KΩ C1：0.1μF（104） C2：10 μF D1:1N4007
+
2 R2 R3
－
C1 LF353
－
-5V
R7
4
前1/2LF353 构成主放大器， 将光敏二极管 所产生的电流 信号放大。 后1/2LF353 构成比较放大 器，自主放大 来自6脚的信 号电压。 但此电路报 警不能保持
+
R4
报警系统参考电路
+5V R8 1 2 D CLR Q 6 C2 K1
双D触发器74HC74实现报 警保持和消除电路，一旦 报警，则维持下去，直到 人为消除。
CLR D Q
6 C2 5
K1
+ －
4 -5V
2CU2B 光敏二极管
－
C1 R5 R6 LF353
R7 输入
3
CLK Q PR
1K LED
+
4 +5V
+5V
高电平导通LED
R8 1 2
CLR D Q
光电探测器简介演示
contents
目录
• 引言 • 光电探测器的基本原理 • 光电探测器的种类与特点 • 光电探测器的性能指标 • 光电探测器的应用案例 • 总结与展望
01
CATALOGUE
引言
什么是光电探测器
• 光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，它利用 了光的能量和物质的相互作用来产生电信号。光电探测器在许 多领域都有广泛的应用，如光学通信、光谱分析、环境监测、 安全监控等。
安全监控
光电探测器可以用于安全监控，例如在机场、银行等场所 的监控系统中，光电探测器可以检测到人员的活动和物体 的移动。
02
CATALOGUE
光电探测器的基本原理
光-电转换原理
光-电转换是光电探测器的基本工作原理，即通过接收光子，将光信号转换为电 信号。
光电探测器中的光敏元件（如光电二极管、雪崩光电二极管等）能够将入射光子 转化为电子-空穴对，这些载流子在外加电场的作用下定向移动，形成电信号输 出。
光电探测器的应用场景
光学通信
光电探测器可以将光信号转换为电信号，从而实现信息的 传输和处理。在光纤通信中，光电探测器是必不可少的器 件之一。
环境监测
光电探测器可以用于监测环境中的光辐射水平，从而对环 境进行评估和管理。例如，它可以用于监测大气污染和海 洋环境中的光辐射水平。
光谱分析
光电探测器可以用于检测物质的光谱特征，从而对物质进 行分析和鉴别。在环境监测和化学分析中，光电探测器也 有广泛的应用。
光电探测器在医疗诊断中的应用
内窥镜
内窥镜结合光电探测器可以实时检测人体内部病变，提高医疗诊断的准确性和 效率。
医学影像
光电探测器在医学影像技术中也有广泛应用，如X光、CT等设备的图像采集和 处理系统中都离不开光电探测器的支持。
光电式感烟报警器说明
光电式感烟报警器的安装与调试红外光电式烟雾传感器将烟雾颗粒作为被测对象，通过烟雾颗粒对发光元件发出的红外线的散射作用，在接收元件端产生电量的变化，通过判断电量的变化确定烟雾报警器的状态。
下图为光电式感烟报警器的电路原理图。
火灾报警器集成电路MC145012MC145012集成了报警器的全部功能，只要外接红外线发射电路、接收元件及扬声器等，就可构成一台火灾报警器。
下表为MC145012引脚功能。
电路使用声光报警，电路工作时，MC145012集成电路6脚输出高电平驱动VD1发出红外线信号，由VD2接收，VD1和VD2安装成不能相互直射的位置，当不存在火灾引起的烟雾时，LED2输出为0；如果有烟雾，则红外线因烟雾而发生散射，使VD2能接收到红外线，触发报警。
S为测试开关，在没有烟雾时闭合S，16脚接通电源，芯片内部就会模拟报警状态，发出报警信号，断开开关S即恢复正常工作状态。
微调电位器Rp可以调节报警器的报警脉冲宽度，脉宽增加，即报警检测所需时间变长，脉宽减小，即报警时间变短。
C6 C8 R12组成增益调节电路，可以调节系统的放大倍数，也可以作为一种调节灵敏度的方法。
在有烟雾时，由于烟雾颗粒造成的光电二极管的变化很小，因此内置放大电路，调整C6 C8 R12的参数，即可调整放大器的增益倍数，达到调节灵敏度的效果。
其中C6作为粗调元件单独使用，C8作为增益的微调元件，需要与R12配合使用。
时钟电路为RC电路，由R2 R6 C2组成，向12脚提供周期性的脉冲信号。
电源低压报警电路是在系统电源电压过低时发出报警信号，提示及时更换电池，R1 R3串联在电源电压和11脚之间，向15脚提供电源最低允许电压。
当电源电压小于最低允许电压时，9脚输出一个高电平，推动复合三极管输出，提示报警，调节R1与R2比值大小，可以改变电源最低允许电压值。
元件清单。
光电式报警器
前言本课设报警器的设计采用模块化结构，因此各模块的功能独立，可扩充性强，比如光电转换模块可以增加多路感光，也可以改用红外感光电路，以增加有效的报警距离，数码显示可以扩展为地点显示，使数码报警更为直观，具有较高经济利用价值。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这点。
第一章设计要求1.1 设计要求：1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2、采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3；3、采用5V供电。
【主要参考元件】：光敏3级管，555，74LS32，74LS48。
第二章系统的组成及工作原理该系统主要由四部分组成：感光部分、信号锁存、数码显示及声音报警电路。
工作流程图如下：图2.1 系统组成总的工作原理：“一路感光”和“二路感光”接收光信号，信号经信号锁存电路被锁存，一路送往数码报警电路，以显示几路光来的信号，一路送往声音报警电路，不管哪路感光，都发出声音报警。
报警器报警后直到锁存电路的信号被清零才停止报警。
2.1 感光器件──光敏三级管光敏三级管是将光信号转换成光电流信号的半导体器件，并且还能把光电流放大。
本课设所用光敏三极管为NPN型三极管（3DU501），e极接电源负极，c 极接电源正极，即集电结反偏，发射接正偏。
在没有光照时，流过管子的电流（暗电流）为：I c=I ceo=(1+β)I cbo式中I cbo诶集电结反向饱和电流，I ceo为穿透电流，数值很小比普通三极管的穿透电流还小。
光电报警器报告解析
河南城建学院电子技术基础课程设计报告光电报警器姓名000000学号0000000专业班级000000指导教师000000所在院系电气与信息工程学院2014年6月17日摘要本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件把光信号转换成电信号，控制数码管的显示以及报警电路。
利用了部分数字逻辑电路，实现能在报警过程中实现对应路数的显示功能。
该报警器的设计采用模块化结构，有三个模块即光电转换模块、数码显示模块以及声光报警模块组成。
各模块功能独立，可扩充性强，很有经济利用价值。
光电报警器的使用简单，可靠性高，人们在日常生活中可以将光电报警器广泛的利用在很多领域，来提高自己日常生活的安全度。
关键词：光耦，或门，555多谐振荡，光电转换，声光报警目录前言 (1)第1章基本原理与总体设计 (2)1.1 光电报警器的总体设计 (2)1.2 光电报警器原理介绍 (2)第2章光电报警器电路设计 (4)2.1 光电转换模块设计 (4)2.2 报警模块设计 (5)2.3 数字显示模块设计 (7)2.4 蜂鸣器的结构设计 (8)实验总结 (9)参考文献 (10)前言随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这点。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
本文设计了一种光电式报警器，首先接通电源使光耦导通，通过CD4511译码器使LED显示不同的数字，通过74LS32或门与555定时器构成的多谐振荡电路来实现有选择的间歇式光电报警器。
当光路未被挡住时，光耦输出低电平，通过CD4511使LED显0，当第一路光被挡住时，光耦输出高电平，通过CD4511使LED显1，当第二路光被挡住时，也是光耦输出高电平，通过CD4511使LED显2，当两路都被当时，与上面同样的道理使LED显3，其中当两路信号有任意一路输出为高时，通过74LS32或门，由555构成的多谐振荡器处于工作状态发出间歇式声光报警功能器。
光电报警器的工作原理
光电报警器的工作原理
光电报警器是一种常见的安防设备，它能够通过感知光线的变化来发出警报并保护家庭、办公室等场所的安全。
下面我们一起来探讨一下光电报警器的工作原理。
光电报警器主要由两部分组成：发射器和接收器。
发射器通常发出脉冲或连续的红外线信号，而接收器则会接收这些信号并将其转换为电信号。
当有任何物体进入发射器和接收器之间的区域时，这些物体会对发射的红外线信号产生反射。
这些反射信号会被接收器捕捉并转换为电信号，而接收器则会根据这些电信号来检测是否有任何物体进入了监控区域。
如果接收器检测到有物体进入，那么它会立即向警报器发出信号并触发警报。
在警报被触发后，警报器会立即发出声光信号，以便提醒人们注意并采取必要的措施。
光电报警器在安防领域中应用广泛，它可以用于监控家庭、办公室、仓库、商店等场所。
这种设备具有很高的灵敏度和精度，可以快速反应对监控区域的入侵，并及时发出警报。
同时，光电报警器的工作原
理也比较简单，易于安装和维护。
总之，光电报警器的工作原理是通过感知红外线信号的变化来检测是
否有任何物体进入监控区域，并在检测到异常时发出警报。
在应用中，我们应该选择合适的安装位置和设置参数来确保光电报警器的有效工作。
光电报警器的设计
一．方案论证对于本课题设计了两个方案：方案一：用光控线路控制振荡器是否振荡，主要由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案一原理框图如图1所示。
图1 方案一原理框图方案二：用光控线路控制振荡器的输出是否加到功率放大器上，同样由振荡器，功率放大器，光控元件和蜂鸣器组成。
方案二原理框图如图2所示。
图2 方案二原理框图通过比较发现实验方案二的方法较方案一实用一些，更加灵敏一些。
方案一中当通过光控使电源与振荡器连接的一瞬间并不能及时报警，因为振荡器从接通到输出幅度达到最大需要一段时间，所以按这种方案设计的报警器反应不是很灵敏有缺陷。
所以选择方案二。
二、电路设计1．光控电路设计：原理：光控电路主要由发光二极管和光电三极管组成。
光控电路中最重要的元器件为TIL191管。
发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能转换成电能，实现了两部分电路的电器隔离，从而可有效抑制电干扰。
若有光，相当于开关闭合；若无光，则相当于开关开路，进而可以导通整个功率放大电路，使0.25W、8 蜂鸣器（应调电压为1.414V，电流0.18A）报警。
光控电路如图3所示。
50 V图3光控电路图2．振荡电路设计：振荡电路主要由741管构成。
因为振荡器是本实验电路的核心，所以其输出频率必须满足技术指标，其顺利工作才能保证音频信号的产生。
振荡电路图如图4所示。
V2图4振荡电路图3．功率放大电路设计：功率放大电路也是电路中必不可缺的部分。
主要由两个放大三极管组成，如图5所示。
当无光时，功率放大电路直接导致与其相连的喇叭（蜂鸣器）发出报警信号，从而完成此次课题所要达到是最终目的。
功率放大电路如图5所示。
50 V图5功率放大电路三．电路测试选择合适的静态工作点满足三极管工作在放大区，在仿真过程中可以通过调节具体元器件的数值来满足课题要求，能够将信号放大带动喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
1．无光照时，开关断开，Q1、Q2两三极管导通，即功放工作，喇叭（蜂鸣器）发出报警信号。
光电式报警器 报告
报警器的应用十分广泛，在汽车、摩托车报警器，仓库大门以及银行保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。
而光电式报警器采用光电信号转换的方式，不仅电路简单，而且安全可靠。
与传统的报警器相比较，光电报警器可应用的范围更加广泛，如火灾探测、煤气泄露报警、玻璃破碎探测等。
本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件（H92B4）把光信号转换成电信号，该电信号驱动译码器（CD4511）来控制数码管的显示，并利用逻辑或门来控制由555多谐振荡器等组成的报警电路。
该报警器的设计采用模块化结构，分别有光电转换模块、数字显示模块以及声光报警模块。
关键词：光耦、数码显示、声光报警第一章系统组成 (1)1.1系统组成框图 (1)1.2系统原理 (1)第二章主要单元模块 (2)2.1光电转换模块 (2)2.2数字显示模块 (3)2.3声光报警模块 (4)第三章总体电路设计 (5)3.1 总体电路 (5)3.2仿真结果分析 (6)第四章电路焊接与调试 (7)第五章实验结论 (8)参考文献 (9)附录A 元件清单 (10)附录B 焊接实物图 (11)第一章系统组成1.1系统组成框图本次设计的光电式报警系统主要由光耦电路、译码电路、数码显示以及声光报警等部分组成。
光耦电路实现光信号采集及输出功能，数码显示和声光报警部分则对光耦输出的信号进行处理，从而产生报警指示作用。
图1.1 系统组成框图1.2系统原理首先，槽型光耦中的发光二极管将电源提供的5V直流信号转换成光信号并使其中的光敏三极管接收，槽型口的遮挡与否决定光敏三极管集电极输出的电平高低，从而完成“电—光—电”信号的转换。
输出的光控电信号通过CD4511译码使数码管显示不同的数字，通过逻辑或门（74LS32）驱动由555及蜂鸣器等组成的间歇式声光报警电路，从而实现不同光路被遮挡时显示不同数字和声光报警。
第二章 主要单元模块2.1光电转换模块图2.1 光电转换模块 图2.2 H92B4引脚图光耦内由发光二极管和光敏三极管构成：采用5V 直流供电，为防止光耦烧坏，发光二极管应串联一个510Ω电阻。
光电子课程设计光电警报器
光电子课程设计光电警报器光电子技术是现代电子技术中的重要部分之一，尤其是在安全警报器中的应用。
光电警报器是一种利用光电子技术实现的安全报警装置，它可以通过检测外部环境的变化，如烟雾、火焰、气体等，发挥其报警作用。
本文主要探讨如何设计一个简单的光电警报器，旨在帮助初学者了解光电子技术的基本知识及其应用。
首先，我们需要了解光电子技术的基本原理。
光电子感应技术是通过光电传感器将光信号转化为电信号，后者进而被处理，从而实现环境检测和报警等功能。
光电传感器分为两类，即反射型和障碍型。
反射型光电传感器是通过发射器和接收器共同完成检测功能，发射器向目标发射光线，接收器接受光线反弹回来的信号，判断目标是否存在。
障碍型光电传感器则是通过发射器和接收器分别布放在两侧，当目标在两侧之间通过，光线被目标遮挡，接收器便无法接收到发射器发出的光线，从而产生报警信号。
了解了光电子技术的基本原理后，我们可以开始设计简单的光电警报器。
首先，我们选择障碍型光电传感器作为光电警报器的感应器，因为它适用范围广，可以用于检测各类目标。
接下来我们需要设计一个电路板，它将接收从光电传感器发出的信号并执行报警任务。
电路板可以由单片机，电源模块，警报器模块和光电传感器模块组成。
在电路板上，单片机被设计为控制整个系统的中心部分，用于处理输出信号和控制性能。
电源模块则用于提供必要的电源，可选择电池或电源适配器等供电方式。
另外，警报器模块接收单片机发送的信号并通过警报器发出警报声，提醒用户。
最后，光电传感器模块则用于检测目标并传输信息到单片机。
在完成电路板的设计之后，我们需要将电路板与光电传感器连接，并进行实际测试。
当目标通过障碍型光电传感器时，传感器将检测到目标并发送信号到单片机。
单片机接收到信号后，控制警报器模块执行警报任务，提醒用户。
如果需要与更广泛的系统进行通信，可以将单片机与其他硬件进行通信，如Wi-Fi模块，从而实现远程监控和控制。
综上所述，光电子技术是一种实现安全警报功能的重要技术手段。
光电烟感报警器原理
光电烟感报警器原理光电烟感报警器是一种利用光电传感器来检测烟雾并发出警报的设备，它在现代建筑和家庭中广泛应用，能够及时发现火灾隐患并采取相应措施，起到了非常重要的作用。
那么，光电烟感报警器是如何工作的呢？接下来，我们将从原理入手，详细介绍光电烟感报警器的工作原理。
光电烟感报警器的工作原理主要是基于光敏元件和烟雾检测原理。
当烟雾进入光电烟感报警器的检测区域时，烟雾中的微小颗粒会散射光线，这些散射的光线被光敏元件接收并转化为电信号。
光敏元件是一种能够感受光线并产生电信号的器件，它在光电烟感报警器中起到了至关重要的作用。
接收到光信号的光敏元件会将信号传送给报警电路，报警电路会对接收到的信号进行分析和处理，一旦确认有烟雾存在，就会触发报警装置发出警报。
这样，光电烟感报警器就能够及时发现火灾隐患并通知相关人员采取相应措施，起到了非常重要的作用。
光电烟感报警器的工作原理简单而有效，能够高效地检测烟雾并发出警报。
相比传统的离子式烟感报警器，光电烟感报警器对烟雾的检测更加敏感，能够更早地发现火灾隐患，提高了火灾的预警能力。
除了烟雾检测，光电烟感报警器还可以与其他安全设备相连，如自动灭火系统、联动报警系统等，形成一个完整的安全防护系统，提高了火灾的防范和处理能力。
在实际应用中，光电烟感报警器能够更好地保护人们的生命和财产安全。
总的来说，光电烟感报警器利用光电传感器和烟雾检测原理，能够高效地检测烟雾并发出警报，起到了非常重要的作用。
它的工作原理简单而有效，能够及时发现火灾隐患，提高了火灾的预警能力，保护了人们的生命和财产安全。
在未来的发展中，光电烟感报警器有望进一步提升性能，更好地满足人们对安全的需求。
光电检测器PPT课件
3. 为了不使阳极脉动电流引起极间电压发生大的变 化，常在最后几级的分压电阻上并联电容器。
C1
Ι ΑΜ τ LV DD
C1δC2δ2C3
C1 C2 C3
光电倍增管供电. 电路图
32
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的供电电路
4. 接地方式：倍增管的接地方式有两种，即阴极接地或 阳极接地.
.
29
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管 光电倍增管的供电电路
1. 倍增管各电极要求直流供电，从阴极开始至各级 的电压要依次升高，一般多采用电阻链分压办法来 供电。一般情况下，各级电压均相等，约80～100V， 总电压约1000～1300V。
C1 C2 C3
光电倍增管供电. 电路图
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§2-2 真空光电探测器件
3.阳极伏安特性曲线是指阳极电流与阳极和最 末一级倍增极之间电压的关系。
4.在电路设计时，一般使用阳极伏安特性曲线来 进行负载电阻、输出电流、输出电压的计算。
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阳极伏安特性曲线
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§2-2 真空光电探测器件
光电倍增管
光电特性
光电倍增管的的主要参量与特性
1. 阳极光电流与入射
于光电阴极的光通量之 间的函数关系。
2.噪声等效功率（NEP）表述倍增管阳极信号与噪
声有效值之比等于1时，入射于倍增管光电阴极的光功率
（通量）的有效值。即
IA/InA=1时， NEP=InA/SA
它是倍增管可能探测到的信号光功率（通量）的最小值。
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§2-2 真空光电探测器件
光电报警电路实验原理
光电报警电路实验原理光电报警电路实验，听上去就像是个超级酷的科技玩意儿！其实它就是利用光电传感器来监测环境的变化，然后发出报警信号，嘿，听起来是不是挺厉害的？我们日常生活中，像是家里的安防系统、一些高科技的玩意儿，都会用到这样的原理。
想象一下，走进家门，突然灯光一闪，警报声嘟嘟嘟地响起来，那种感觉简直就像是在玩《007》一样刺激！咱们得知道，这个光电报警电路是怎么工作的。
简单来说，它就是通过光线的变化来判断有没有“可疑人物”靠近。
光电传感器就像个细心的小侦探，时刻关注着周围的环境。
一旦有光线被遮挡，比如有人走过，传感器立刻就会“报警”，就像是说：“嘿，注意了，有情况！”这时，电路就会把这个信号传递给报警装置，警报声瞬间响起，让人心里一紧，立马警觉起来。
说到光电传感器，它的构造其实并不复杂。
里面有一个光敏元件，光线照射到它的时候，电流就会流动，通俗点讲就是有光的时候，它就“活跃”。
可是一旦光线被遮挡，电流就会停止，就像是一个懒散的学生，突然被老师叫到了一样，立马就紧张起来。
然后，电流的变化就会触发其他电路的工作，让报警装置发声，真是神奇的合作呢！光电报警电路实验也有一些小技巧。
比如说，如果想让报警更灵敏，可以调整光电传感器的灵敏度。
这就像是调音响，调得好，音乐才会动听；调得不对，反而会噪音四起。
同样道理，灵敏度调得好，报警就能迅速反应，防止不法分子轻松溜走。
不过，也得小心了，太灵敏的话，路过的小猫小狗都可能被当成“罪犯”，那就尴尬了！说到这里，不得不提到电路的连接。
电路中的每一个部分就像是一个个小伙伴，紧密合作才能完成任务。
我们一般会用面包板来搭建这个电路，简单又方便。
把各种元件都插在面包板上，像是在拼积木一样。
每个连接都要牢靠，不然可就得小心了，别让报警装置“罢工”。
就像做菜，调料放得不对，味道可就全变了，得仔细对待哦。
实验的时候，咱们还得注意安全。
毕竟，电流可不是开玩笑的，搞不好就会让人一跳三尺。
光电式烟雾报警器原理
光电式烟雾报警器原理
光电式烟雾报警器是一种常用的火灾报警器，其工作原理基于烟雾粒子对光的散射和吸收。
1. 光源发射器：烟雾报警器内部有一个发射器，通常是发射红外光的LED灯。
2. 光敏电池：发射器对面是一个接收器，通常是一种光敏电池。
当光线通过烟雾时，一部分光被烟雾粒子吸收，一部分光被散射。
3. 烟雾检测：如果房间内没有烟雾，发射器发出的光线会穿过整个空间，到达光敏电池，导致电流的稳定输出。
然而，如果房间内有烟雾，烟雾粒子会在光线中散射和吸收，使得光线减弱。
这将导致光敏电池接收到的光信号变弱，进而导致电流输出减少。
4. 报警触发：烟雾报警器会监测电流输出的变化。
当电流输出降低到一定的阈值以下，即表示烟雾浓度升高，烟雾报警器就会触发报警。
报警器一般会通过声音或闪光灯等方式发出警报信号，以提醒人们及时采取逃生措施。
需要注意的是，光电式烟雾报警器主要针对空气中的烟雾粒子进行测量，对于气体状火焰或热气并不敏感，因此在选择合适的报警器时需要区分具体的使用场合和需求。
JTY-GF-NT8117型独立式光电感烟火灾探测报警器 使用说明书 Ver.2.00
(Ve r.2.00)一、概述JTY-GF-NT8117独立式光电感烟火灾探测报警器（以下简称报警器）能够探测火灾发生时产生的大量烟雾，及时发出报警信号。
报警器采用进口高灵敏度光电对管，采用红外光散射原理设计而成，具有灵敏度高、稳定可靠、外形美观、安装简单等特点。
可广泛用于家庭住宅、宾馆、歌舞厅、咖啡厅、公寓等场所进行火灾安全监控。
报警器内置蜂鸣器，报警后发出强烈声响同时具有消音功能，报警器采用低功耗设计，内置1节锂电池供电，理论持续工作时间可达10年。
二、技术参数●工作电压：DC3V （1节3V CR123A锂电池）●工作电流：正常监视状态<5uA；报警电流：<20mA●报警声响：大于80dB（正前方3m处，A计权）●报警确认灯：红色，正常工作时45秒左右闪烁一次，火警时快速闪亮●保护面积：60m2~ 100m2具体参数应以《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）为准●壳体材料及颜色：ABS，白色●外形尺寸：Φ104.0*43.0mm（含底座）●使用环境：温度-10℃～55℃，湿度≤95%，不结露●重量：118g（含底座）●保护范围：以GB 50116-2013为准●执行标准：GB 20517-2006三、结构特征与工作原理1、报警器的结构示意图，见图1所示：图1 报警器结构示意图2、工作原理：报警器采用红外光散射原理探测火灾，主要由红外线发射部分和接收部分组成。
发射管与接收管置于光学暗室中，光学暗室可屏蔽外界杂散光干扰但不影响烟尘进入，在无烟状态下只接收很弱的红外光，当有烟尘进入时，由于散射作用使接收光信号增强，当烟尘达到一定浓度时可发出报警信号。
四、安装与接线1、布局说明每个相互独立的房间至少安装一只报警器。
2、安装位置1)适宜的安装位置●报警器应安装在房顶的中间，报警器的边缘应距任何一面墙壁至少0.5m。
●安装于倾斜或人形的屋顶时，报警器应与屋顶保持一定距离。
当坡度小于30度时，距离0.2m为宜，大于30度则以0.3m-0.5m为宜。
光电报警器设计
光电报警器设计光电报警器是一种常见的安防设备，它主要通过光电传感器来检测周围的光线，并在有异常情况发生时发出警报，起到一定的安全保护作用。
本文将介绍如何设计一种基于光电传感器的简单光电报警器。
设计思路：对于光电报警器的设计，我们首先要找到一种能够准确检测光线的光电传感器。
常见的光电传感器有光敏电阻、光敏二极管等。
在设计中，我们选用光敏电阻作为传感器，因为它具有成本低、易于制作等优点。
光敏电阻的工作原理是光照射在电阻上时，会改变电阻的阻值，从而改变电路中的电流和电压等参数。
因此，我们以光敏电阻为传感器，可以通过检测电路中电流或电压的变化来判断周围的光线情况。
基于这种原理，我们可以设计出下面这样的光电报警器电路图：（注：电路图仅供参考，具体电路设计可以根据需要调整）电路图中的主要元件有：光敏电阻R1、三极管Q1、LED指示灯D1、蜂鸣器BZ1、电池V1、电阻R2、电容C1等。
- 光敏电阻R1：作为光电传感器，检测周围的光线情况。
- 三极管Q1：作为信号放大器，放大光敏电阻R1的信号，以便给后续电路使用。
- LED指示灯D1：在光线正常情况下，该LED会亮起，表示设备正常工作。
- 蜂鸣器BZ1：在光线异常（如遮挡或光线过小等）时，蜂鸣器会发出警报声。
- 电池V1：提供电源，使整个电路工作。
- 电阻R2、电容C1：用于稳定电路工作，防止干扰等问题。
设计步骤1.准备材料和工具在制作光电报警器之前，需要准备一些材料和工具：工具：焊台、电工剪刀、镊子、万用表等。
2.电路连接首先将电阻、电容、三极管等元件按照电路图连接起来。
需要注意的是，焊接时需要注意焊接位置、焊接方式和焊接方法等，以确保连接牢固、电路通畅等。
3.测试电路在完成电路连接后，需要使用万用表等测试仪器测量电路的工作情况，确保各个元件都有正常的电压和电流等。
同时还需要确认LED指示灯和蜂鸣器是否正常工作，以及是否能够正常检测周围的光线等。
4.封装装配当电路测试通过后，可以考虑将电路元件封装起来，形成一个小的光电报警器设备。
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课程设计(论文)说明书题目：光电检测报警器院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：宋永胜学号：1200220624指导教师：张法全职称：副教授2014年１１月２0 日摘要本设计是基于红外对管（反射式）和LM311电压比较器的光电检测报警器。
红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收管配合在一起使用时候的总称。
本次设计使用红外对管（反射式）构成光电转换元件。
LM311电压比较器主要功能是电压的比较。
在本次设计中LM311的功能是比较两输入端电压数值的高低，使输出翻转，去控制蜂鸣器。
LM311设计运行在更宽的电源电压：从标准的±15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。
其输出兼容RTL,DTL 和TTL以MOS电路。
此外，LM311可以驱动继电器，开关电压高达50V，电流高达50mA。
关键字：红外对管；红外线发射管；红外线接收管；LM311电压比较器；逻辑集成电路AbstractThis design is the photoelectric detection alarm for pipe and the LM311 voltage comparator based infrared.Infrared tube is the infrared transmitting tube and an infrared photosensitive receiving tube, or an infrared receiving tube, or an infrared receiving head with term when used together. The design of infrared tube to form a photoelectric conversion element.The main function of LM311 voltage comparator voltage comparison, comparing the two input voltage value level, to make the output flip, to control the buzzer to achieve the purpose of control. The design and operation of LM311 in the power supply voltage and wider: from + 15V operational amplifier to standard single 5V power supply used in logic integrated circuit. The output is compatible with RTL, DTL and TTL in MOS circuit. In addition, LM311 can drive a relay, switch voltage up to 50V, current up to 50mA. Keywords: infrared emitting diode and a photosensitive receiving tube,；LM311 voltage comparator,；logic integrated circuit目录引言 (3)1 设计要求 (4)2设计思路 (4)2.1 整体设计框图 (4)2.2 设计方案的选择与论证比较 (4)2.2.1光电转换模块 (4)2.2.2报警器模块 (5)2.3 硬件部分 (5)2.3.1整体电路设计 (5)2.3.2光电转换模块 (6)2.3.3报警模块 (8)3 相关参数计算 (8)4结论 (9)谢辞 (11)参考文献 (12)附录 (13)引言随着社会的不断进步,电子技术的不断发展，人们生活水平得到了很大的改善,许多高科技产品越来越成为家庭生活的必需品，由此人们对自己所居住环境的安全需求就越来越高,特别是家居安全，主人们要时刻留意不速之客的光顾自己家。
为此许多小区，家庭，学校都安装了报警系统，这能有效的保证居民的人身财产安全。
该设计利用红外对管的特性进行安全检测监控，并进行报警的系统的设计。
目前,在市场上所能见到的防盗报警装置有多种多样,它们的控制原理也不尽相同。
这里除了在基本电路上的差异外,主要表现在对不同传感器的使用上。
传感器的种类繁多,性能和要求千差万别。
其中红外对管（反射式）进行安全检测报警的报警器，具有低成本,易普及, 高可靠性等突出优点,具有广泛的市场发展前景。
1 设计要求光电检测报警器要求： 设计一个光电检测有无物体系统，当一定距离内有物体时（直线正对面），发出警报。
2 设计思路 2.1整体设计框图图1 系统设计思路图 2.2设计方案的选择与论证比较 2.2.1光电转换模块方案一： 用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以随着周围环境的改变而改变。
当光敏电阻受到光照射或被遮挡而处于阴暗面时，阻值会有明显的变化，将这种阻值的变化通过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大，不能稳定工作。
因此我考虑其他的更加稳定的方案。
方案二： 用红外发射管和接收管制作红外对管传感器。
红外发射管发出红外线，当发出的红外线在比较光亮的环境中，若接收管能接收到发射回来的红外线则检测出在有光的环境，进而输出低电平，若接收不到发射管发出的红外线则检测出在黑暗的环境，输出高电平，这样制作的光电检测报警器就满足了设计的要求，而且工作稳定，受其他因素影响较小，价格实惠。
基于以上两种方案的分析与考虑，决定选择红外对管作为光电转换模块。
2.2.2报警器模块方案一： 采用扬声器作为系统报警器，电路要增加元器件，并且扬声器的占用空间比较大，而且相对其他报警器元件要贵，超出预算，所以放弃。
方案二：采用无缘蜂鸣器，价格便宜，体积小，报警声音清晰，但是要加入驱动电路，它才能正常工作。
方案三：采用有源蜂鸣器，价格便宜，体积小，方便携带，报警声音清晰，重要的是它可直接与输出信号的引脚相连，就可以正常工作，所需设计的电路相对简单。
基于以上三种方案，选择方案三中的有源蜂鸣器作为报警器。
2.3硬件部分2.3.1整体电路设计原理图：图2 光电检测报警电路原理图本电路由光电转换和报警系统组成，通过红外接收管接收到的红外发射管发出的红外线的有与无来输出高低电平，由LM311电压比较器来比较两输入端电压数值的高低，使输出翻转，经过三极管8050放大后，去控制蜂鸣器，达到报警的目的。
2.3.2光电转换模块红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式（此次设计采用的是反射式）。
反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无红外线照射，只在发射管发出的红外线遇到反射物时，接收管接收到反射回来的红外线才工作。
光电转换模块采用红外对管（反射式），发射管串接一个300欧姆的电阻，以防止发射管被烧坏，在接收管串接一个10k的电阻。
100k精密可调电位器来调节比较器的参考电压，通过比较器LM311来输出比较的电平高低。
当没有物体遮挡红外对管时，接收管相当于短路，输出低电平。
当有物体遮挡时，接收管截止，输出高电平。
图3 原理图中的光电转换模块所采用的红外对管——红外发射管和红外接收管(1)红外线发射管主要有三个常用的波段，如下850NM，875NM，940NM。
根据波长的特性运用备的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备，比如红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。
图4 红外线发射管图5 红外线发射管的主要参数(2)红外接收管不受可见光的干扰，感光面积大，灵敏度高，属于光敏二极管，一般只对红外线有反应。
图6 红外接收管红外接收管与光敏二极管，普通半导体二极管在结构上是相似的。
在光敏二极管管壳上有一个能射入光线的玻璃透镜，入射光通过透镜正好照射在管芯上。
光敏二极管管芯是一个具有光敏特性的PN结，它被封装在管壳内。
光敏二极管的管芯以及管芯上的PN结面积做得较大，而管芯上的电极面积做得较小，PN结的结深比普通半导体二极管做得浅，这些结构上的特点都是为了提高光电转换的能力。
2.3.3报警模块(1)由光电模块产生的高低电平信号，输入到LM311比较器中。
由LM311电压比较器来比较两输入端电压数值的高低，经使输出翻转，经过三极管8050的放大后，去控制蜂鸣器有没有报警声。
LM311电压比较器主要功能是电压的比较，比较两输入端电压数值的高低。
LM311设计运行在更宽的电源电压：从标准的±15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。
其输出兼容RTL,DTL和TTL以MOS电路。
此外，LM311可以驱动继电器，开关电压高达50V，电流高达50mA。
图7 原理图中的报警模块图8 LM311内部电路图(2)三极管8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，主要用于高频放大，也可用作开关电路。
图9 8050三极管8050三极管参数：类型:开关型;极性:NPN;材料:硅;最大集电极电流(A):0.5 A;直流电增益:10 to 60;功耗:625 mW;最大集电极-发射极电压(VCEO):25;[1]特征频率:150 MHzPE8050 硅 NPN 30V 1.5A 1.1W3DG8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K2SC8050 硅NPN 25V 1.5A FT=190 *KMC8050 硅 NPN 25V 700mA 200mW 150MHzCS8050 硅 NPN 25V 1.5A FT=190 *K3 相关参数计算红外线发射二极管在使用时，由电流驱动，发光强度是与电流成比例变化，所以电流控制方式的重要性就相对的增加了。
图13所示为其电阻负载驱动方式，这是最简单的驱动方式，驱动电源是直流电源，根据图14所示的正向电压、电流特性可绘出其负载线，并求出其工作点。
该工作点所对应的电压、电流分别为Vf及If，其算式为：If/VccRVf=(-)图10 发光二极管的驱动电路图11 发光二极管正向电流－电压特性及工作点在进行设计时，最重要的是在If电流的控制，设计出的If不能太大，若大于If发射管可能会烧毁，If若太小，则其发射束就会变小。
另外在取电源电压时也必须要考虑它的其稳定性，为了发射管发射红外线光束的稳定，电源电压的稳定就是必须要考虑的问题，所以在精密的红外线控制中，应尽量做到电源的稳定，有时为求其稳定性也可将电源提高，电源提高之后，为了保持电流的不变，所使用的限流电阻也相应的提高，此时电源电压小的变动，电流的变化就不会很大。