红外感应器(总结)

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红外辐射，红外探测器原理，菲涅尔透镜(介绍红外很全面)
以及应用。

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应用
红外线技术在测速系统中已经得到了广泛应用，许多产品已运用红外线技术能够实现车辆测速、探测等研究。

红外线应用速度测量领域时，最难克服的是受强太阳光等多种含有红外线的光源干扰。

外界光源的干扰成为红外线应用于野外的瓶颈。

针对此问题，这里提出一种红外线测速传感器设计方案，该设计方案能够为多点测量即时速度和阶段加速度提供技术支持，可应用于公路测速和生产线下料的速度称量等工业生产中需要测量速度的环节[1] 。

红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。

由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。

该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。

太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。

本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。

红外技术已经众所周知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。

红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。

红外传感器发展前景
咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。

调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。

就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。

流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。

传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MICRO-ELECTRO-MECHANICALSYSTEMS，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。

其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。

全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。

有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。

新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

4（技术贴）
红外感应开关工作原理
所谓的红外感应开关，只是利用了人眼看不到的红外线来感应物体的，感应开关的核心元器件就是红外反射传感器了。

红外反射传感器包括一个红外线发光二极管和一个红外线光敏二极管，它们两个都朝着一个方向，被封装在一个塑料外壳里。

使用的时候，红外线发光二极管点亮，发出一道人眼看不见的红外光。

如果传感器的前方没有物体，那么这道红外光就以每秒299792458 米的速度（光速）消散在宇宙空间。

但如果传感器前方有不透明的物体时，红外光就会被反射回来，照在自己也照在旁边的红外线光敏二极管身上。

红外线光敏二极管收到红外光时，其输出引脚的电阻值就会产生变化。

判断红外线光敏二极管的阻值变化，就
可以感应前方物体，控制电器开关了。

主要原理把红外线发光二极管以某一频率进行调制，即让它以一定的频率闪烁。

在红外线光敏二极管一端则设计一个电路，让接收端可以筛选出这一频率的红外光源。

因为环境里的红外光要么是没有频率的，要么就是有着自己固定的频率。

像收音机一样，传感器只要以自己的频率发射，再以自己的频率接收就可以过滤其他频率光源的干扰了，而且由于接收管胶体也对可见光的波段光源进行过滤，所以在室内使用的情况下是没有问题的。

如何去除环境光的干扰？
如何解决临界点的感应波动问题？
微微向前一点就触发，微微向后一点就关断，这是临界点问题的困扰。

问题的根源在于触发的临界点和
关断的临界点是同一个距离。

只要在基于单片机系统中把这两个临界点分开，就可以解决这个问题了。

对反射物体的稳定性要求降低了，系统状态就自然稳定了下来。

如何增加感应的成功率和可靠性？
设计了一段循环检测语句，连续20 次检测和判断采集到的数据，如果20 次中有1次误差就马上放弃当前的所有数据，重新检测。

如何增大感应距离？
进一步提高抗干扰能力：
对于红外感应开关来说，跳频并没有那么复杂，只要在程序中不断改变红外发光二极管的亮、灭时间，用不同的频率去检测，
6.重点参考
一种是：红外线发射二极管和红外线光敏二极管都在同一侧，构成反射检测方式，见图２。

另一种是：红外线发射二极管在一侧，而红外线光敏二极管在另一侧，构成对射式检测方式，见图３。

一般情况下，反射式控制距离可达两米，对射式控制距离可达五米。

控制距离的远近可由调节电位器Ｗ来控制，Ｗ的阻值越大，ＩＣ１Ｄ放大器的增益越大，控制距离越远。

反之，控制距离越近。

如果给红外线发射二极管或光敏二极管一方加上光学透镜，可增加控制距离；给双方都加上光学透镜，更可增加控制距离。

红外线发射二极管的外面要套上长度为５０ｍｍ左右的金属管，以防止其散射光干扰红外接收管。

7（原理重点参考）
发射与接收方式的选择。

发送，接收电路分析，555定时器实现功能，电路原理。

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光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

三角反射板是结构牢固的发射装置。

它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。

它可以在与光轴0 到25 的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。

光电传感器分类和工作方式：
1.1 槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。

发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。

但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。

输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。

槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。

1.2 对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。

由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。

它的检测距离可达几米乃至几十米。

使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。

1.3 反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。

正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。

1.4 扩散反射型光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。

正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。

当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。

常见问题处理
在生产过程中，一些简单的故障，诸如电容或者二极管正负反接，虚焊，误焊短路等可通过观察发现并予以纠正。

经过一段时间使用后发生的常见问题，一般有两种，无输出电压，输出电压数值偏差大，故障的维修遵照电路的组成，可以按流程检测如下。

4．1 检查有无交流电输入，如无输入，检查进线是否断路，进线线路是否磨损，观察熔断丝是否异常，是否有明显损坏元件，电容是否鼓包、发黑异常，如是此类问题，更换恢复，检测是否有输出电压。

如不能解决，进入下一环节。

4．2 整流滤波电路检修：是否有310V 的直流电压输出，如无输出，用电阻法检查熔断丝是否开路，开路则更换；用电阻法检测滤波电容C1是否损坏，接近无穷大正常，如较小或断路，则说明损坏需更换。

同样以电阻法检测整流桥中二极管是否正常，异常则更换。

有310V 电压输出，进入下一环节。

4．3 启动电路检修：检测启动电阻是否开路，开路更换，进入下一环节。

4．4 反馈与振荡电路检修：常见故障为电路不起振。

在断电情况下，对滤波电容进行放电，用电阻法检查反馈绕组电阻，反馈绕组工作电流小，一般不会开路，常见的是开关变压器反馈绕组脱焊。

检查反馈电阻R4、R11、二极管D6 是否开路，对反馈电容C3 先观察其外形是否正常，开路测量电阻，损坏或不能确定时更换。

开关芯片CR6229 是否正常检测比较麻烦，而芯片价格低廉，一般采取代换法较简便。

有开关电源使用芯片比较高价，可以考虑通过芯片正常运行状态说明进行检测。

4．5 脉冲整流输出电路：这部分由电阻电容二极管构成，检测是否损坏比较简便，方法前文可追考，在此不行赘述。

4．6 稳压控制电路检修：常见故障为输出电压不符合要求。

光电耦合器PC817 光敏管或者发光管异常、精密稳压管TL431 导通不正常、取样电路中电阻R9 或者R10 阻值出现偏差、剩余的C7、R7、R8 出现问题，都有可能导致输出电压偏差。

如电容电阻，可以上述的电阻法进行测量。

如光电耦合器和稳压二极管等特殊元器件，可遵照方法如下：
4．6．1 PC817 光电耦合器的检测，可以用电阻法估测。

正常情况下，正向测量1-2 脚，即发光管两端，电阻约为1.1K 左右，反向为无穷大；3-4 脚，即光敏管两端，正反向均为无穷大，若测得1-2 脚和3-4 脚有短路，表明已坏，需更换。

4．6．2 TL431 内部为集成电路，用万用表不能直接测出其好坏，只能对其进行大致判断。

只要任两脚间没有短路，便可在电路中试用，然后通过电压法进行确证，其稳压值在2.5V-36V 之间可变。

4．7 保护电路的检修：R3、C2、D5、C6，常规元件，检测方法遵前文。

综上所述，PCB 板检测的方法主要有：静态观察、测电阻法、测电压法。

维修工作必须在吃透原理和电路功能的基础上，这些并不是一蹴而就的，需要时间学习理论知识，练就较强的动手能力。

总之，熟方能生巧，与各路技术人员共勉。

几种传感器对比：
热释电红外传感器
优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。

价格低廉。

缺点：
◆容易受各种热源、光源干扰
◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。

◆环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵
反射，对射，漫射对比：
反射型需要用反光板，漫反射型通过物体反射接收的，所以接收距离较短，但也可以采用反光板，接收距离就相对略长；对射型不需要用反光板，是发射、接收一定距离对管工作的。

反射型光电开关：需要配套专用反射板，其感应距离中等。

2.对射型光电开关：发射器与接收器各自独立，成套使用。

其感应距离较长。

3.漫反射型光电开关：发射与接收器集成在一起。

其感应距离较短。

表较好的：漫反射1m
镜面反射5m
对射10m甚至以上。