贾福鹏课程设计 (1)

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1、沈阳理工大学光电检测原理与技术课程设计课程设计任务书学院理学院专业光信息科学与技术学生姓名贾福鹏班级学号1109020118课程设计题目设计一种控制液面高度的光电系统实践教学要求与任务：（1）选择适当的光电检测方法及光电器件测量并控制液面高度，要求系统有足够的灵敏度及良好的准确度；（2）画出测量原理图及装置图；（3）分析检测的原理，阐述如何提高系统的准确度及灵敏度；（4）完成课程设计论文。工作计划与进度安排：时间：十二~十三周，具体安排如下：（1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案：3天；（2）设计与绘制原理图、装置图：2天；（3）调整方案：1天；（4）撰写说明书：3天；（5）答

2、辩：1天。指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日3沈阳理工大学光电检测原理与技术课程设计目录1引言2基本原理23检测原理34设计说明55结果讨论6参考文献73沈阳理工大学光电检测原理与技术课程设计1引言随着现代科学技术以及复杂的自动控制系统和信息处理理论和技术的提高，光电信号变换与检测技术的不断涌现，综合性的自动化、智能化的光电系统得到进一步发展，形成了包括光学、精密机械、电子学和计算机科学的高度知识集中的新科学-光学精密机械电子学。现在，光电技术已广泛的应用于工业、农业、文教、卫生、国防、科研和家庭生活等各领域。在这些应用领域中，几乎都涉及到将

3、光辐射信息转化成电信息的问题，即光辐射检测问题。因此，光电检测技术是光电技术的核心和重要组成部分。光电检测技术是一种非接触测量的高新技术，它以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载荷信息的光辐射进行检测，即通过光电检测期间接受光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量等参数。因此，光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一，是计量检测技术的一个重要的发展方向。光电传感器是基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种传感器，广泛应用于自动控制、宇航和广播电视等各

4、个领域。光电传感器主要有光电二极管、光电晶体管、光敏电阻、光电耦合器、继承光电传感器、光电池和图像传感器等。实际应用时，要选择适宜的传感器才能达到预期的效果。选用原则是：高速的光电检测电路、宽范围照度的照度计、超高速的激光传感器宜选用光电二极管；几千赫兹的简单脉冲光电传感器、简单电路中的低速脉冲光电开关宜选用光电晶体管；响应速度虽慢，但性能良好的电阻桥式传感器以及具有电阻性质的光电传感器、路灯自动亮灭电路中的光电传感器、随光的强弱成比例改变的可变电阻等宜选用Cds和Pbs光敏元件；旋转编码器、速度传感器、超高速的激光传感器宜选用集成光电传感器。光电传感控制液面高度采用光纤传感与计算

5、机技术相结合，研究一种实时液位测量系统。测量原理为光源发出的光由发送光纤传输到被测液体的表面，反射回来的光由接收光纤接收，其光强量与光纤端面距液面高度有关，接收光纤传输的光信号进入光纤放大器，实现对信号的放大，再由光电转换器件将放大后的信号转变为电信号，进行信号采集和数据处理。关键词：液面高度、实时测量、光纤传感、光纤发达器(去掉红字!)3沈阳理工大学光电检测原理与技术课程设计一、测量原理修改!-----行间距:22磅工业中液位测量非常普遍，如化工、石油等企业总是有许多贮放液体的储槽、容器需要测定液位。液位反映储量，准确的液位测量是实现生产与过程控制的重要参数。实时测量和记录液位十

6、分重要。液位测量的准确性、便捷性反映了管理的水平。传统的液位测量是靠人工操作，随着一些行业对液位的测量提出准确度更高的要求，大多数液位测量采用各种自动化测量仪表进行，如压力式、电容式、电导式、浮子式和雷达式等液位测量仪表，其测量水平已达到较高的自动化程度和测量精度。近年来，随着计算机、光纤、传感器等高新技术的不断发展，有关光纤液位传感系统应用于液位测量的实例很多，光纤液位传感器由于具有无电源、灵敏度高、抗腐蚀和抗干扰能力强等特点，被广泛应用于各个行业。鉴于某些液体的腐蚀性、挥发性以及对精度的要求，设计一个高效、精确、非接触式的液位测量系统很有必要，该系统能实时检测液面高度的变化。根

7、据被测液体的特殊性，采用表面反射式液位传感器。利用非接触的表面反射光束来测量液位。通过入射到液面上的一束光的反射光强，来检测光束的入射位置。表面反射式液位传感器结构简单，设计灵活，性能可靠，造价低廉，容易实现多种物理量的测量。然而也有其不足之处：对光源、光纤、反射表面反射率、光在光纤中的传输损耗等变化非常敏感，从而引起较大的测量误差。因此，在测量精度和稳定性要求较高的情况下，必须采用相应的措施，以减小或消除以上因素带来的误差。光源S发出的光经过发送光纤照射到反射面，反