1、概述
红外探测传感器由于发出的是红外光，常见光对它的干扰极小，且由于价格便宜，而被广泛应用于智能小车的循线、避障以及其它机器人中物料检测、灰度检测等系统中，图1是利用红外光电管做传感器模块。
图1 红外传感器
市面上的红外传感器一般有两种，一种是集发射和接收于一体的红外对管，一种是发射管和接收管分立的的红外管，分别如下图2和图3所示。
图2 发射接收一体的红外对管图3分离的红外传感器
2、红外光电管的工作原理
上图中，红外光电管有两种，一种是无色透明的LED，此为发射管，它通电后能够产生人眼不可见红外光，另一部分为黑色的接收部分，它内部的电阻会随着接收到红外光的多少而变化。
无论是一体式还是分离式，其检测原理都相同，由于黑色吸光，当红外发射管照射在黑色物体上时反射回来的光就较少，接收管接收到的红外光就较少，表现为电阻大，通过外接电路就可以读出检测的状态；同理，当照射在白色表面时发射的红外线就比较多，表现为接收管的电阻较小，此时通过外接电路就可以读
出另外一种状态，如用电平的高低来描述上面两种现象就会出现高低电平之分，也就是会出现所谓的0和1两种状态，此时再将此送到单片机的I/O口，单片机就可以判断是黑白路面，进而完成相应的功能，如循迹、避障等。
3、检测电路设计
上面介绍了红外光电管检测黑线的基本原理，但光只有红外发射和接收管不行，必须加外部电路才能实现功能，这里我们用到了LM339。LM339为内部集成了四路比较器的集成电路。因为内部的四个比较电路完全相同，这里仅以一路比较电路进行举例。如图4所示为单路比较器组成的红外检测电路图，比较器有两个输入端和一个输出端，两个输入端一个称为同输入端，用“+”号表示，另一个称为反相输入端，用“－”表示。用作比较两个电路时，任意一个输入端加一个固定电压作参考电压（也叫门限电压），另一端则直接接需要比较的信号电压。当“+”端电压高于“－”端电压时，输出正电源电压，当“－”端电压高于“+”端电压时，输出负电源电压（注意，此处所说的正电源电压和负电源电压是指接比较正负极的电压）。
图4 红外对管循迹电路图
下面分4点说明下该原理图的原理
1）、比较器的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到电源端需要接一只电阻（称为上拉电阻，选3－15K）。选用不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值，因为当输出晶体管三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻的值，一般选10K左右比较合适。
2）、图中R1、R2为限流电阻，不同大小的限流电阻决定了红外发射管的发射功率，R1越小，红发发射管的功率就越大，多个并联后小车的能耗也大幅增加，但同时增加了光电管的探测距离，此处值的大小应根据需要通过实验得到。R2
的选择和采用红外接收管的内阻有关，具体的选择只需按照分压的原理进行一下简单的计算就可以。一般在设计时可以加一个发光二极管，照射不同路面时，通过观察发光二极管的亮亮灭来看是否达到想要的效果。
3）、图中R3为分压电阻，为比较器提供参考电压，具体参考电压的设定应根据R2上端的电压来决定，此时一般通过调节此电阻来适应不同的检测路面与高度。
4）在设计时，4、5两端的信号输入位置可以交换，如可以把传感器的信号从比较器的正端送入。只需注意的是两种不同的接法，表现在输出端的电平会出现两种相反的结果，这个根据需要进行设计即可。
5）、最后一点需要注意的是，由于51单片机没有内置AD，所以采用比较器的方式（其实比较器也相当于一个一位AD），对于有的单片机带有AD模块的，我们则可以通过单片机的AD口直接读取电压信号的变化值，不仅可以简化外部电路，同时还能保留红外接收管连续变化电压信号信息，通过软件算法进行位置优化，不仅可以得到更精确的位置信息，还可以消除环境光线的影响，缺点就是加重了软件设计的难度。
4、LM339模块及红外对管模块介绍
图5和实验室设计的红外循迹模块，主要分为两大部分，LM339比较器模块和红外对管模块，由于上面已经分析的其工作原理，下面给出两部分的原理图，如图6、图7所示，具体的原理及接口定义请大家参考此原理图和LM339的资料进行分析。
图5 LM339模块及红外光电管模块
图6 LM339模块原理图
图7 红外循迹原理图5、红外循迹程序
下面给出一个简单的程序用以实现小车的循迹，为了便于对程序的理解，此处用非PWM的方法写出，即电源电压直接加了电机两端，以固定速度实现循迹。
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit PWM1=P2^0;//接IN1 控制正转
sbit PWM2=P2^1;//接IN2 控制反转
sbit PWM3=P2^2;//接IN1 控制正转
sbit PWM4=P2^3;//接IN2 控制反转
sbit PWM5=P2^4;//接IN1 控制正转
sbit PWM6=P2^5;//接IN2 控制反转
sbit PWM7=P2^6;//接IN1 控制正转
sbit PWM8=P2^7;//接IN2 控制反转
sbit ss1=P1^0;//左二级
sbit ss2=P1^1;//左一级
void main()
{
while(1)
{
if(ss1==0&&ss2==0)//直走
{
PWM1=1;
PWM2=0;
PWM3=1;
PWM4=0;
PWM5=1;
PWM6=0;
PWM7=1;
PWM8=0;
}
if(ss1==1&&ss2==0)//右边检测到，向右转
{
PWM1=0;
PWM2=0;
PWM3=0;
PWM4=0;
PWM5=1;
PWM6=0;
PWM7=1;
PWM8=0;
}
if(ss1==0&&ss2==1)//左边检测到，向左转
{
PWM1=1;
PWM2=0;
PWM3=1;
PWM4=0;
PWM5=0;
PWM6=0;
PWM7=0;
PWM8=0;
}
}
}
半导体发光二极管 1 范围 本标准规定了冰箱事业部半导体发光二极管的设计选用要求、试验方法、检验规则和包装、贮存。 本标准适用于冰箱事业部控制器、照明指示灯等所选用的半导体发光二极管。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法(idt IEC 68-2-3:1984) GB/T 4937-1995 半导体分立器件机械和气候试验方法(idt IEC 749:1995) GB/T 4938-1985 半导体分立器件接收和可靠性 GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(idt IEC 61000-4-2:1995) QMB-J10.010 关于规范RoHS标识的操作指引 QMB-J10.011 逐批检查计数抽样程序及抽样表 3 半导体发光二极管分类 3.1 按颜色分类 a)红色发光二极管（ D：620-660nm） b)橙色发光二极管（ D：600-620nm） c)黄色发光二极管（ D：580-600nm） d)绿色发光二极管（ D：500-577nm） e)兰色发光二极管（ D：430-480nm） f)紫色发光二极管（ P：380-410nm） g)白色发光二极管（T C：3000-25000K） 3.2 按芯片材料分类 a)InGaAlP/GaAs b)GaN/ Al2O3或SiC衬底 c)InGaN/ Al2O3或SiC衬底 4 要求 4.1 静电防护工艺要求 因产品易受静电破坏，生产及运输过程中应做好静电防护工作, ImGaAlP/GaAs系列及GaN基/SiC衬
8光束激光入侵探测器说明书 第一章技术特点说明 维安达斯系列激光入侵探测器采用650nm可见光或808nm不可见激光作为光源，按照单边发射，单边接收的方式工作；其中两光束以上激光探测器报警触发方式可以通过探测器自带的转换开关选择单光束阻断报警或相邻双光束同时阻断报警(全球首创，专利号：ZL201320115616.4)；配合维安达斯个自动光能量记忆技术（ALM）和AGC自动增益控制电路，使得维安达斯系列激光探测器可广泛应用于各种复杂环境，彻底杜绝由于小动物或者其他环境因素（风霜雨雪雾等）引起的误报。 激光作为一种能量高度集中的光源，早期应用于航空航天及军工设施中；维安达斯系列激光入侵探测器采用军工级的激光发射和接收器件作为探测器的主要部件，使产品在探测距离，抗干扰，稳定性各方面都优于传统的主动红外红外对射、红外光栅等探测器，因此一经面世即受到各界用户的广泛应用和肯定，目前已经成功应用于机场、地铁、国界线、大型项目重点设备保护现场、各种训练场、工厂周界、养殖场等，是现代安防领域重要的入侵探测器。 第二章技术参数 品牌：VOANDOS 维安达斯型号ABJ-XXX-8 产品名称激光入侵探测器激光波长650nm 或808nm 警戒距离100-500米警戒层数8层 报警源任一光束遮断报警或者两光束 同时遮断报警 报警信号有线常闭，报警断开 供电电源DC12V 5-10A 工作电流发射端：2700mA 接收端：250mA 响应时间40mS 报警输出时间：＞1.0秒 发射光轴调整X轴±30°Y轴±30°接收角度±30° 适应环境温度-10℃～60℃防护等级IP666 外形尺寸10cm×10cm×140cm 外壳材质304不锈钢 第三章产品外观结构 说明：1、带蓝色指示灯窗的是接收机，不带蓝色指示灯窗的是发射机，发射机背面每光束有X/Y轴两颗调整螺丝，接收机背面有单光束/双光束遮断报警选择螺丝。 2、需要进行发射机光束角度调整时，请先用螺丝刀拧开X/Y轴调整孔防水螺丝，然后用3mm一字
第43卷第3期红外与激光工程2014年3月Vol.43No.3Infrared and Laser Engineering Mar.2014 用于光纤电流传感器SLD光源的温度控制系统 曹辉1,2，杨一凤1，刘尚波1，徐金涛1，赵卫1 (1.中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安710119； 2.中国科学院大学，北京100049) 摘要：为减小高压电网中光纤电流传感器超辐射发光二极管(super luminescent diode，SLD)光源温度特性对测量准确度的影响，提出了一种模拟温度控制系统对光源温度进行恒温控制。根据设计要求，介绍了各重要环节的设计过程。分析了通过搭建合适的温度采集电桥，可以得到与温度近似成线性关系的输出差分信号。在频域上建立了系统的数学模型，计算了系统的传递函数，得到了比例-积分-微分(proportional鄄integral鄄derivative，PID)控制器各参数对时域上输出的影响。在实验室中搭建了用于光纤电流传感器SLD光源的温控系统，对温控系统进行了定温与温度循环实验，实验结果表明：该控制系统可以实现对温度的实时控制，使光纤电流传感器测量准确度满足0.2级工业要求。 关键词：光纤电流传感器；超辐射发光二极管光源；实时温度控制；传递函数；PID控制器中图分类号：TN21文献标志码：A文章编号：1007-2276(2014)03-0920-07 Temperature control system for SLD optical source of FOCS Cao Hui1,2,Yang Yifeng1,Liu Shangbo1,Xu Jintao1,Zhao Wei1 (1.State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics,Xi′an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Xi′an710119,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China) Abstract:To lower the influence of optical source temperature property on the precision of fiber optic current sensor(FOCS)in high voltage grid,an analog temperature control system was proposed to control the optical source working temperature.According to the designed goal,design process of each key section was introduced.A proper temperature signal bridge was analyzed which could obtain a linear relationship between the output differential voltage and temperature.The mathematical model of the system was established in the frequency domain;the transfer function of the system was calculated;and the parameters of proportional鄄integral鄄derivative(PID)controller were analyzed in the time domain.A temperature controller used for FOCS super luminescent diode(SLD)optical source was designed,which was verified by fixed temperature test and temperature cycle test.The results show that by means of the real time temperature control,the accuracy of FOCS is up to0.2level which reaches industry requirements. Key words:fiber optic current sensor(FOCS);super luminescent diode(SLD)optical source; real time temperature control;transfer function;PID controller 收稿日期：2013-07-09；修订日期：2013-08-23 作者简介：曹辉(1989-)，男，硕士生，主要从事光电测量技术及其在电力系统中的应用。Email:caohui@https://www.doczj.com/doc/b27314962.html, 导师简介：徐金涛（1979-），男，副研究员，硕士，主要从事光纤电流互传感器的研制及其在智能电网中的应用研究。 Email:xujintao@https://www.doczj.com/doc/b27314962.html,
IPRE-160 红外热像仪用户手册
! 警告、小心和注意 定义 !警告代表可能导致人身伤害或死亡的危险情况或行为。 !小心代表可能导致热像仪受损或数据永久丢失的情况或行为。 !注意代表对用户有用的提示信息。 重要信息–使用仪器前请阅读 !警告–本仪器内置激光发射器，切勿凝视激光束。激光规格为635 nm, 0.9mW, 二级。 !小心–因热像仪使用非常灵敏的热感应器，因此在任何情况下（开机或关机）不得将镜头直接对准强烈幅射源（如太阳、激光束直射或反射等），否则将对热像仪造成永久性损害！ !小心 - 运输期间必须使用原配包装箱，使用和运输过程中请勿强烈摇晃或碰撞热像仪。!小心–热像仪储存时建议使用原配包装箱，并放置在阴凉干燥，通风无强烈电磁场的环境中。 !小心-避免油渍及各种化学物质沾污镜头表面及损伤表面。使用完毕后，请盖上镜头盖。 !小心 -为了防止数据丢失的潜在危险，请经常将数据复制（后备）于计算机中。 !注意 -在精确读取数据前，热像仪可能需要3-5分钟的预热过程。 !注意 -每一台热像仪出厂时都进行过温度校正，建议每年进行温度校正。 !小心 -请勿擅自打开机壳或进行改装，维修事宜仅可由本公司授权人员进行。
目录 ! 警告、小心和注意 (2) 1简介 (5) 1.1标准配置 (7) 1.2可选配置 (7) 2热像仪简介 (8) 2.1功能键 (8) 2.2接口 (11) 3基本操作 (12) 3.1电池安装及更换 (12) 3.1.1电池装卸 (12) 3.1.2更换电池 (13) 3.2电池安全使用常识 (14) 3.3快速入门 (15) 3.3.1获取热像 (15) 3.3.2温度测量 (15) 3.3.3冻结和存储图像 (17) 3.3.4回放图像 (17) 3.3.5导出存储的图像 (17) 4操作指南 (18) 4.1操作界面描述 (18) 4.1.1工作界面 (18) 4.1.2主菜单 (19) 4.1.3对话框 (20) 4.1.4提示框 (20) 4.2测温模式 (20) 4.3自动/手动 (21) 4.4设置 (22) 4.4.1测温设置 (22) 4.4.2测温修正 (23) 4.4.3分析设置 (24) 4.4.4时间设置 (25) 4.4.5系统设置 (26) 4.4.6系统信息 (27) 4.4.7出厂设置 (27) 4.5文件 (29) 4.5.1打开 (29) 4.5.2存储 (30)
常用调试说明 报警主机的编程并不是很复杂。在编程之前，敬请用户必须先详细地阅读安装使用说明书，（再次敬请用户认真阅读使用说明书！可达到事半功倍的效果！）并清楚的知道你所需要的功能，根据所需列出编程表，这样方便于编程。 编程前请认真阅读说明书，正确的接好连线。（正确接好连线是编好程序的前提）。如果是第一次使用DS7400主机，在编程完成前，建议安装技术人员不要将探测器接入主机，只需要将线尾电阻和扩展模块接在主机上就可以，将主机调试好后，在将探测器接入防区，这样如果系统有故障，有利于工程技术人员判断是主机系统故障还是探测器故障。 1. 正常布防：密码（1234）+“布防”键。 2. 撤防和消警：密码（1234）+“撤防”键。 3. 强制布防：密码（1234）+“布防”键+“旁路”键 4. 防区旁路：密码（1234）+“旁路”键+XXX（防区号，且一定是三位数，如008） 5. 进入编程和退出编程：进入编程是9876#0（密码+#0），退出编程是按“*”四秒钟， 听到“嘀”一声表示已退出编程。 6. 如何填写数据：DS7400主机的编程地址一定是四位数，地址的数据一定是两位数。进 入编程后，键盘的灯都会闪动，LCD显示：Prog Mode 4.05 Adr=DS7400 Adr=后面的就是要写上去的四位数的地址。输入地址后，接着输入21# 则会交替显示该地址上的两位数据；或者按“#”则可以出现数据1；再按“#”则可出现数据2。（出厂值，可以通过编程改变的），然后自动跳到下一个地址。如果需要对某些地址编程，则需连续按两次“*”则可以回到Prog Mode 4.05 Adr= 7. 确定防区的功能：（地址是0001—0030），所谓防区功能就是该防区是延时防区、即 时防区、24小时防区等等。其中01代表延时防区；03代表即时防区；07代表24小时防区。（此项一般不用编写，用出厂值即可） 8. 确定一个防区的功能：（地址是0031—0278），0031代表第一防区，0032代表第二 防区，如此类推………如果想把第八防区设定为即时防区，即可以把地址0038中的数据改为03 ，再按“#”确认就可以了。（注意：此项一定要编写） 9. 防区特性的设置：（地址是0415—0538），0415代表第一、二防区，0416代表第三、 四防区，如此类推………。数据1代表前面一个防区，数据二代表后面的一个防区。 此类表示防区使用那种扩充模块。如果使用的防区是主机自带防区和DS-7457I的扩充防区则需把数据设定为0 ；如果使用的防区是DS-7432的扩充防区则需把数据设定为1。 10. 分区编程：DS7400可分8个分区，并可以自由设定每个分区包含那些防区。 11. DS7400把系统分区：（地址是3420），其中数据1表示使用多少个分区，输入0代 表1个分区；输入1代表2个分区……….输入7代表8个分区。出厂值是0；数据2表示有无公共分区，出厂值是0。（如果系统不分区，此项不用编程） 12. DS7400确定防区属于那些分区：（地址是0287—0410），0287代表第一、二防区， 0288代表第三、四防区，如此类推………。数据1代表前面一个防区，数据二代表后面的一个防区。数据1、2可以设定为0—7，代表着1分区到8分区。（如果系统不分区，此项不用编程） 13. DS7400键盘的分区管理：DS7400主机可以支持15个键盘，1个键盘可以管理1个 分区，但每个分区可以由1个或几个键盘来管理。地址（3131—3138）代表着键盘号，3131代表第一、二号键盘，3132代表第三、四号键盘，如此类推………。数据1、2表示键盘的功能。0表示不使用；1表示LCD键盘；2表示LED键盘；3表示LCD键盘并为主键盘。（如果系统不分区，此项不用编程）
FLIRA315红外热像仪使用说明书 代理商：武汉筑梦科技有限公司 2014-1-6
第一章设备简介 1 FLIR红外热像仪原理 1.1红外热像仪 从原理上讲，热像仪包括两部分：光学部件和探测器。光学部件使目标的红外辐射集中到探测器上，探测器对之成像。 1.1.1光学材料 红外辐射和可见光的性质一样能折射和反射。因而，红外热像仪的光学部件设计方法和普通相机的相似。用于普通相机的玻璃对红外线的透射程度不够好，因而不能用于红外热像仪。所以必须寻找别的材料。对红外线透明的材料一般对可见光不透明。象硅和锗就通常对可见光不透明。 从图中可以看出，这两种材料可以作为SW和LW光学材料。通常，硅用于SW系统而锗用于LW热像仪。硅和锗有好的机械性能，即不易破裂，它们不吸水，可以用现代车削法加工成镜头。 1.1.2探测器 对红外辐射敏感的元件称为探测器。这些年来，热像仪采用过许多不同类型的探测器。这些探测器不分类型都有一些典型特点。探测器对入射辐射的探测结果以电信号输出。这信号取决于入射红外辐射的强度与波长。大部分探测器都存在截止波长，这也很典型。如果入射辐射的波长长于探测器的截止波长，探测器将没有信号输出。在1997 年以前，所有的探测器都是制冷型的，根据不同型号，低的至少制冷到–70oC，更有甚者需制冷到–196oC。 1997 年，AGEMA 公司在世界上首先生产出了新一代非制冷微量热型探测器热像仪：Thermovision? 570，现在叫做AGEMA 570。500 系列的另一种热像仪叫做AGEMA 550，它使用制冷型探测器。
AGEMA 550 的探测器由斯特林制冷机制冷。这种PtSi探测器需制冷到–196oC。它需要两分钟来制冷。作为“单一”探测器的换代品，在1995年FPA 探测器被运用于所有的热像仪（AGEMA）上。AGEMA 550的探测器有320 x 240 = 76,800 探测器单元。 2 FLIR红外热像仪组成及接口 2.1、红外热像仪组成 红外热像仪组成：抗反射膜、光学滤片、探测器 2.2 使用说明 2.2.1 红外测温方法 红外热像仪是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生
线型光束感烟火灾探测器JTY_HF_C33（普通、防爆型） 产 品 安 装 使 用 说 明 书 版本:2.0 北京盛世长远科技有限公司 2005年12月
订货说明 1 产品自签订购销合同后，供货周期为一个月。 2 本产品所报价格，不包括运费、运输保险，外地购货的用户可代办托运， 费用由需方负担。运输方式：中铁快运、铁路快件、航空运输等。 3产品分为三种信号输出型：1 x电流型、2 x开关量型、3 x电压型，用户在选用我公司产品时，应考虑配接厂家输入模块的报警及故障参数，以选用相应的输出型探测器。 4本产品保修期为二年。 5定购我公司产品的用户，当产品出现故障、损坏时，公司采取提前发货更换维修的方法。并根据用户要求代办托运到指定地点。 6如需更多的资料、价格及供货方面的信息请与我公司联系。
目录 一、概述 (4) 二、特点 (4) 三、工作原理与结构特征 (4) 四、技术参数 (7) 五、安装、布线与调试 (8) 1. 安装探测器的环境条件 (8) 2. 安装与布线 (9) 3. 安装高度及位置说明 (10) 4. 安装与调试 (11) 六、使用及操作 (12) 探测器基本功能的状态指示 (12) 探测器灰尘自动补偿功能 (13) 七、一般性故障的查询表 (13) 八、维护 (13) 九、备附件 (14)
一、概述 JTY-HF-C33型线型光束感烟火灾探测器(以下简称探测器)，内置单片计算机，具备全面的分析判断能力，通过在探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境变化的补偿及火警﹑故障的判断，并通过指示声、光和信号输出线给出状态指示。 该探测器设有调试指示功能，调试方法简单、方便。特别适用于无遮挡空间的高层建筑群，如各类商场、厅堂馆所、古建筑物、大型车间、仓库、隧道、及各种建筑的夹层、闷顶等，凡是在火灾形成前有烟雾出现的场所均可使用本产品。 二、特点 ? 接收器设有红、黄指示灯及音响指示，工程调试简便可靠； ? 具有光照自动监测补偿功能，有强的抗日光干扰能力； ? 具有故障自诊断功能； ? 根据现场调试情况自动修正灵敏度，保证探测器的一致性； ? ⑨?◆? ?⑨?? ???? ???? ? ???↖ ②??????????? ? ??? ? ?? ? ???? 三、工作原理与结构特征 C33型探测器由发射器和接收器组成，采用不受烟色影响的红外线减光方式工作。发射器与接收器相对安装，发射器发射出一束定强度的红外光束，接收器对发射器发出的红外光束进行采集放大，并通过内置单片机对采集的信号进行分析判断。 探测器处于正常监视状态时，红外光强度稳定在一定范围内，当烟雾进入探测区内时，由于光束被遮挡使收到的红外光的强度降低。当烟雾达到一定浓度使红外光的强度低于设定的阈值时，探测器报火警，启动蜂鸣器、点亮红色指示灯。
红外热像仪和视频报警系统在安防领域 的应用 一、系统概述随着技术进步，视频监控系统已经在国家公共安全防范的各个领域中开始了广泛使用，这使得人民的安全环境在很大程度上得到了提高。现在的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护。但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安全防范系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。而且现在的视频监控系统必须由安保 一、系统概述 随着技术进步，视频监控系统已经在国家公共安全防范的各个领域中开始了广泛使用，这使得人民的安全环境在很大程度上得到了提高。现在的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护。但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安全防范系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。而且现在的视频监控系统必须由安保人员对视频画面进行24小时不间断的监视、人为对视频图像进行分析报警，否则系统就起不到实时报警的功能只能起到事发后取证的作用。因此整体来说，现在的视频监控系统还处于在半天时、半天候和半自动状态。因此如何提高在“夜黑风高”的案件高发时间段的自动报警防范能力，就成为了国家公共安全防范领域内急需解决的重要问题之一。 红外热像仪及视频报警系统，是基于非制冷红外热像仪或可见光摄像机等硬件系统，采用红外/可见光复合成像、视频图像处理及自动行为分析报警等相关软件与之结合，将现有视频监控系统的良好天气下的人工监视、事后取证功能，提升为全天候条件下的免人为看护、电脑自动实时报警功能。系统可在夜间或者恶劣天气条件下（如大雨、大雾等）工作，不仅能节省大量的人力，同时可实现全天时全天候实时报警。不仅弥补了现有视频监控系统的不足，而且提升了安防系统的自动识别、自动报警等相关自动化程度，具有非常重要的社会作用，具有广阔的市场。 1、非制冷红外热像仪硬件系统
光纤通信系统光源综述 摘要：光源是光纤传输系统中的重要器件。它的作用是将电数字脉冲信号转换为光数字脉冲信号并将此信号送入光纤线路进行传送。目前，光纤通信系统中普遍采用的两大类光源是激光器（LD）和发光管（LED）。在这类光源具备尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤适配，并且可在高速条件下直接调制等有点。在高速率、远距离传输系统中，均采用光谱宽度很窄的分布反馈式激光器（DFB）和量子阱激光器（MQW）。在采用多模光纤的数据网络中，现在使用了新型的垂直腔面发射激光器（VCSEL）。 关键词：光纤通信、光源、LD、LED
光纤通信系统光源综述 1．光纤通信系统光源的特点 1.1光纤通信对光源性能的基本要求 （1）发光波长与光纤的低衰减窗口相符。石英光纤的衰减—波长特性上有三个低衰耗的“窗口”，即850nm附近、1300nm附近和1550nm附近。因此，光源的发光波长应与这三个低衰减窗口相符。AlGaAs/GaAs激光二极管和发光二极管可以工作在850nm左右，InGaAsP/InP激光二极管和发光二极管可以覆盖1300nm和1550nm两个窗口。 （2）足够的光输出功率。在室温下能长时间连续工作的光源，必须按光通信系统设计的要求，能提供足够的光输出功率。以单模光源为例，目前激光而激光能提供500uW到2mW的输出光功率，发光二极管可输出10uW左右的输出光功率。为了适应中等距离（例如10-25km）传输要求，有的厂家研制了输出光功率为100-300uW左右的小功率激光器。 （3）可靠性高、寿命长。光纤通信系统一旦割接进网，就必须连续工作，不允许中断，因此要求光源必须可靠性高、寿命长，初期激光二极管的寿命只有几分钟，是无法实用的。现在的激光二极管寿命已达百万小时以上，这对多中继的长途系统来说是非常必要的。例如北京到武汉约1000km，若平均50km设一个中继站，单系统运行，则全程不少于40只激光二极管，若每只二极管的平均寿命为100万小时，则从概率统计的角度，每2.5万小时（相当于2.8年）就可能出现一次故障。 （4）温度稳定性好。光源的工作波长和输出光功率，都与温度有关，温度变化会使光通信系统工作不稳定甚至中断，因此希望光源有较好的温度特性。目前较好的激光二极管已经不再需要用致冷器和ATC电路来保持工作温度恒定，只需有较好的散热器即可稳定工作。 （5）光谱宽度窄。由于光纤有色散特性，使较高速率信号的传输距离受到一定限制。若光源谱线窄，则在同样条件下的无中继传输距离就长。例如，单模155Mb/s系统要求无再生传输全程总色散为300ps/nm，当采用普通单模光纤工作在1550nm窗口时，是一个色散限制系统，这时光纤色散约为18-20ps （km·nm）。如果光源谱宽为1nm，只传输17km左右；若光源谱宽为0.2时，传输距离可大80多km。目前较好的激光二极管谱宽已可做到小于0.1nm。 （6）调制特性好。光源调制特性要好，即有较高的调制效率和较高的调制频率，以满足大容量高速率光纤通信系统的需要。 （7）与光纤的耦合效率高。光源发出的光最终要耦合进光纤才能进行传输，因此希望光源与光纤有较好的耦合效率，使入纤功率大，中继间距加大。
红外热像仪使用说明书 在红外热像仪的使用说明书中，以下的指标值得关注： 除了从典型应用的角度之外，还可以快速地从回答3个简单问题，来进行红外热像仪关键指标的选择： 问题一：红外热像仪到底能测多远？ 红外热像仪的检测距离= 被测目标尺寸÷IFOV，所以空间分辨率（IFOV）越小，可以测得越远。例如：输电线路的线夹尺寸一般为50mm，若使用Fluke Ti25 热像仪，其IFOV为2.5mRad ，则最远检测距离为50÷2.5=20m 问题二：红外热像仪能测多小的目标？ 最小检测目标尺寸= IFOV×最小聚焦距离。所以IFOV越小，最小聚焦距离越小，则可检测到越小的目标。举例： 某品牌热像仪Fluke Ti25 热像仪 空间分辨率（IFOV）：2.6mRad 空间分辨率（IFOV）：2.5mRad 像素：320×240 像素：160×120 最小聚焦距离：0.5m 最小聚焦距离：0.15m 最小检测尺寸：1.3 mm 最小检测尺寸：0.38 mm 从对比图看，右侧Fluke Ti25，虽像素稍低，但凭借更小的IFOV 及最小聚焦距离优势，实际可以拍摄到0.38mm微小目标，而另一品牌则只能测到1.3mm 的目标。 问题三：热像仪能看得多清晰？ 因素一：热灵敏度决定热像仪区分细微温差的能力。同样状况下，右图所用热像仪的热灵敏度更低，画面清晰显示花蕊细节的温度分布，而左图同区域只能看到一片红色。
因素二：最小检测尺寸决定了热像仪捕捉细小尺寸的能力。尺寸越小，相同面积的检测目标画面由更多像素组成，画面更清晰。 由右图可见，像素（马赛克）越小越清晰 什么是空间分辨率（IFOV）? 在单位测试距离下，红外热像仪每个像素能够检测的最小目标( 面积)，以mRad 为单位，是一个主要由像素和所选镜头角度所决定的综合性能参数，是热像仪处理空间细节能力的技术指标。 为什么空间分辨率（IFOV）越小越好? 单位距离相同时，IFOV 越小，单个像素所能检测的面积越小，单位测量面积上由更多的像素所组成，图像呈现的细节越多，成像越清晰。
（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光! 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。（二）LED的特性 1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔. （4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的2倍为 视角（或称半功率角）给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在 0.6·IFm以下。（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正
第一章主动红外对射探测器(探头) 第一节双光束主动红外探测器 一、产品型号规格 1、命名规则SAB－xx 室外警戒距离 新安宝产品双光束对射系列 2、双光束型号规格SAB－20 / 30 / 40 / 60 / 80 / 100 室外警戒距离20米/30米/40米/ 60米/80米/100米 二、组成及基本工作原理 1、双光束主动红外探测器由投光器(T)与受光器(R)两部分组 成。 2、由投光器发射出两束红外光,受光器在另一端接收由投光器 发出的红外光辐射能量,并经过光电转变为电信号,此电信号经 过适当处理后再送往报警控制器电路,如图所示: 3、因为红外光为不可见光,所以在投光器与受光器之间构成了 一道人眼瞧不同的封锁线,当有人穿越或阻挡红外光时,受光器 输出的电信号会发生变化,从而启动报警控制器发出报警号。 三、各组成部件名称(如图2) 五、外形尺寸(如图3) 六、探测示意图(如图4) 七、产品特点: ※自动增益电路(AGC)设计,适应雨、雾、雪等恶劣天气;
※采用日本技术菲涅尔螺纹透镜,多重聚焦,抗杂光能力强; ※使用进口大功率发射管(金属包装管),光束射程远; ※外壳采用PC塑料,韧性好,不变形,抗紫外线穿透能力强; ※防雷电路设计。 ※受光指示、OK指示、瞄准镜、对准电压测试 八、主要技术参数: 九、接线方法: 十、安装与调试: 1、安装方式有墙壁安装方式与固定支架安装方式(见说明书); 2、按九所示接线连接; 3、调试: ⑴取下瞄准镜,进行远距离观察; ⑵调整上下调整螺钉及水平调整支架,使对面的探测器影像落入瞄准镜中间部位,此时受光器GOOD指示灯应点亮; ⑶将万用表笔插入测试孔,再重复⑵的划线部分操作,使测试电压为4V左右为探测器正常工作状态,如调试使测试电压为4、3～4、5时,受光器GOOD指示灯最亮,探测器则处于最佳工作状态。 十一、注意事项: 1、投光器与受光器之间不应遮挡物; 2、安装支架(与基础)要稳固; 3、受光器不能正对太阳;
发光二极管主要参数与特性 LED 是利用化合物材料制成 pn 结的光电器件。它具备pn 结结型器 件的电学特性：I-V 特性、C-V 特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。 1、LED 电学特性 1.1 I-V 特性 表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。 如左图： (1) 正向死区：（图oa 或oa ′段）a 点对于V 0 为开启电压，当V ＜Va ，外加电 场尚克服 不少因载 流子扩散 而形成势垒电场，此时R 很大；开启电压对于不同LED 其值不同，GaAs 为1V ，红色GaAsP 为1.2V ，GaP 为1.8V ，GaN 为2.5V 。 （2）正向工作区：电流I F 与外加电压呈指数关系 I F = I S (e qV F /KT –1) -------------------------I S 为反向饱和电流 。 V ＞0时，V ＞V F 的正向工作区I F 随V F 指数上升 I F = I S e qV F /KT （3）反向死区 ：V ＜0时pn 结加反偏压 V= - V R 时，反向漏电流I R （V= -5V ）时，GaP 为0V ，GaN 为10uA 。 （4）反向击穿区 V ＜- V R ，V R 称为反向击穿电压；V R 电压对应I R 为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V ＜- V R 时，则出现I R 突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压V R 也不同。 1.2 C-V 特性 鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil ，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压） C ≈n+pf 左右。 C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。由1MH Z 交流信号用C-V 特性测试仪测得。 1.3 最大允许功耗PF m 当流过LED 的电流为I F 、
低维异质结构与新型Ⅲ-Ⅴ族半导体发光器件的研究 半导体低维异质结构早已成为构筑高性能半导体发光器件的基石,该领域的前沿创新研究经久不衰地持续了几十年,但研究热点已 从早期的二维的量子阱、超晶格转变至一维的量子线(或更广义的纳米线)和零维的量子点。特别是,基于自组织量子点的新型半导体发光器件因电注入工作容易、具备某些特有的优异性能譬如高温度稳定性并且具有重要的应用前景而尤为受到关注。然而,目前绝大多数量子点发光器件譬如量子点激光器依赖分子束外延(MBE)生长,金属有机 化学气相沉积(MOCVD)生长量子点激光器的进展则大幅滞后且与MBE 生长存在显著差距,仅有少数几个国外研究组掌握MOCVD生长量子点激光器的核心技术,鉴于MOCVD所拥有的半导体器件产业化优势,在 国内深入系统开展量子点激光器的MOCVD生长研究具有十分重要的 意义。除激光器外,基于半导体低维异质结构的发光器件中另外一种重要的类型是超辐射发光二极管(超辐射管),当前基于半导体低维异质结构的超辐射管作为光纤陀螺等系统的光源对于系统性能的提高 起着不可替代的作用,开展超辐射管的研究对光纤陀螺等实际应用具有重要价值。此外,半导体低维异质结构除了前述的几种整数维度外,近年来本实验室提出了能级弥散这一新颖的概念,继而发展出分数维度电子态系理论,即半导体异质结构中不仅仅存在前述的三维、二维、一维、零维等整数维度,还存在着介于这些整数维度之间的分数维度,譬如介于二维与三维之间、介于一维和二维之间等等。分数维度理论的提出者还发现,这一理论有望引入超辐射管中并充分发挥其优势—
—分数维度半导体异质结构较整数维度异质结构会显著提升超辐射 管的性能,并且此发现已经得到初步的实验证实,这样就亟需运用分 数维度电子态系理论指导超辐射管的设计与性能优化。基于上述这一科学认知,为验证分数维度电子态系理论在超辐射管中的优越性,进 而运用该理论指导超辐射管的设计与优化,我们首先需要进行相应的典型整数维度超辐射管的制备,掌握超辐射管的制备工艺等,从而为 进一步研制分数维度超辐射管打下基础。本论文以半导体低维异质结构为出发点,依托科技部国际合作项目以及国家自然科学基金项目, 在分数维度电子态系理论方面取得了新的进展,在实验方面重点围绕Ⅲ-Ⅴ族量子阱和量子点展开,进行了二维的量子阱、零维的量子点等整数维度下激光器及超辐射管的研究工作,这既为MOCVD生长量子点器件积累了技术经验,也为后续进行分数维度(譬如从二维到三维、从零维到三维等)超辐射管或其他相关器件的研究奠定了基础。本论文已开展的研究工作以及主要的结果如下:1.研究了在应用不同线型(指数线型和洛伦兹线型)的弥态允率密度函数的情形下电子态密度 曲线的变化。针对指数线型和洛伦兹线型两种弥散线型对电子态密度进行了计算分析,对于不同的弥散宽度值绘制了电子态密度曲线,并 进一步阐述了实际情况中可能的复合弥散线型,为基于能级弥散的分数维度理论的进一步发展提供了支持。2.制备了基于典型量子阱的激光器与超辐射管,包括1.3μm波段InP基量子阱以及1.1μm波段GaAs基InGaAs量子阱,取得了一些重要的实验结果,为进一步制备性能更加优异的介于二维到三维间的分数维度超辐射管奠定了基础。(1)
红外热像仪操作步骤 第一、连接设备，该仪器主要的部件有MAG30系列在线式热像仪（包括镜头）1台，12V电源适配器一个，网线一条（普通网线即可），IO接线端子，安装盘（光盘内附带用户手册）。使用时，将热像仪固定在三角支架上，连接处有螺丝固定，旋紧即可；将电源线插入12V DC 电源接口，此时电源指示灯亮；将网线插入电脑的网线接口（即RJ45网口）和热像仪的RJ445网口，若连接通路，则网口的黄色指示灯变亮，若不通则检查网线等方面。 第二、我们目前使用的是将热像仪与电脑直接通过网线相连，该情况下需要对电脑的ip地址进行修改，xp系统与win7系统修改ip的方法稍有差异，对于xp系统，可右键点击网上邻居—选择属性—本地连接—右键—属性—双击 tcp/ip协议—使用下面的ip地址，进行修改即可，若为win7系统，则右键点 击网上邻居—选择属性----点击本地连接—属性—双击 internet 协议版本4--—使用下面的ip地址，修改即可，Ip地址为 192.168.1.2—192.168.1.250之间均可，子网掩码255.255.255.0，网关192.168.1.1，即可完成连接。 第三、打开电脑上的软件ThermoX.exe（红外热像仪），，由于是网线直接连接在软件界面右侧的启用DHCP Server打钩
，打钩后，MAG30-110257即为该设备的型号，此时连接完毕。 第四、点击软件主界面右下方的黑色三角即可开始进行红外录制，然后要进行对焦，使出现的画面更加清晰，点击对焦按钮 完成自动对焦。 第五、该设备可以进行图片和视频以及带温度等详细信息的视频文件，根据需要进行保存，也可直接存储为温度流，方便以后进行相关分析。 ，左键点击存温度流按钮，出现保存路径对话框，设置其保存路径。待完成需要的测量后，点击上图黑色方框停止记录，此时完成实验过程。 第六、对实验保存的温度流进行回放，首先断开热像仪，点击下图中的断开按钮，然后点击主界面上方菜单的回放下拉菜 单，，选择打开文件，寻找保存的.mgs为文件后缀名的文件，可通过回放菜单中的回放控制进行一些相应的设置（如选择循环播放等）。
半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。 一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用 （一）LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般 P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是
在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关， 即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV 之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。 （二）LED的特性 1．极限参数的意义 （1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。 （2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 （3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。 （4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。