紫外线火焰监测系统的设计

《紫外线火焰监测系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨石油学院课程设计报告传感器课程设计报告设计题目：紫外线火焰监测系统的设计专业测控技术与仪器班级测控一班学号学生姓名指导教师2016年6月17日哈尔滨石油学院课程设计报告一、课程设计的目的：（1）通过紫外线火焰监测系统的设计，要求大家回顾电路基础、模拟电子技术、单片机和传感器原理的基础知识；（2）掌握通过紫外线传感器，单片机判断是否发生火灾的原理；（3）掌握紫外线传感器、模数转换器、液晶显示器，单片机的结构及工作原理；（4）能根据紫外线火焰监测系统的设计原理绘制电路图。二、课程设计的要求：根据紫外线火焰监测系统的工作原理，确

2、定系统的设计方案，对单片机最小系统、紫外线传感器、模数转换器、液晶显示器、报警电路进行设计，并用protel画出系统电路图，同时记录当天的实习日志。三、课程设计内容及安排：第1天：查找资料，了解紫外线火焰监测系统的工作原理；记录当天的实习日志；第2天：查找资料,根据紫外线火焰监测系统的工作原理，确定系统的设计方案；记录当天的实习日志；第3天：熟悉设计中所用到的紫外线传感器、模数转换器、液晶显示器，单片机的结构及工作原理；记录当天的实习日志第4天：单片机最小系统的设计，记录当天的实习日志；第5天：紫外线模块的设计；第6天：模数转换

3、电路的设计第7天：液晶显示电路的设计；记录当天的实习日志；第8天：报警电路的设计，记录当天的实习日志；第9天：把所有电路模块进行整理，并用protel画出系统总原理电路图；记录当天的实习日志；第10天：书写实习总结报告。四、成绩指导教师签名：年月日哈尔滨石油学院课程设计报告目录一、设计要求1二、设计方案及其特点11.1方案一12.2方案二22.3方案三2三、传感器工作原理3四、电路的工作原理4五、单元电路设计、参数计算和器件选择55.1参数计算75.2器件选择8结论8参考文献10哈尔滨石油学院课程设计报告紫外线传感器应用电路设计

4、一、设计要求电路设有预定的火焰预警范围，当火焰超过给定的紫外线辐射最低量量时，电路会在毫秒级的数量级上报警，并切断燃料供应；火焰的紫外线辐射量低于给定个范围，对电路没有影响。可见光、红外线的辐射不会对电路造成影响[1]。二、设计方案及其特点紫外线是一种不可见光，光子能量大。利用光电效应有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管三种方案。方案如下：1、方案一0.050.100.150.200.25光电流/mA光通量/lm00.20.40.60.81.0图1光电流与光照强度之间的关系9哈尔滨石油学院课程设计报告采用光敏电阻。光敏电阻又称光导

5、管，为纯电阻原件，其工作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而减小。其设计简单，造价低廉，但舍弃这个方案的主要原因是光敏电阻多数是非线性的，不宜做定量监测，如图1所示。其次光敏电阻具有延时性的特点，而且时间常数都很大。再次光敏电阻具有温度特性，随着温度升高，其暗电流和灵敏度下降[2]。2、方案二采用光敏三极管。光敏三极管的光照特性近似线性关系，故可以做定量测量。而且，温度变化对光电流的影响很小，对暗电流的影响很大，但电子线路中应对电流进行温度补偿[3]。舍弃方案二的主要原因是无论是硅管还是锗管都对紫外线不敏感，从图2的光谱特性

6、可以看出。20406080100硒硒硅入射光波长λ/nm040060080010001200图2光敏三级管的光谱特性相对灵敏度/%硅锗光敏三极管对紫外线不敏感，对可见光和红外线较敏感，而对于火焰监测系统来说，要避免可见光及炉壁红外辐射的干扰，所以光敏三极管不适合本设计。3、方案三采用光电管作为敏感元件，可应通过感受紫外线的强度，来完成对电路的控制，实现自控预警。如图3光电管（又称电子光电管）由封装于真空管内的光电阴极和阳极构成。当入射光线穿过光窗照到光阴极上时，由于外光电效应，光电子就从极层内发射至真空[4]。在电场的作用下，光

7、电子在极间作加速运动，最后被高电位的阳极接收，在阳极电路内就可测出光电流，其大小取决于光照强度和光阴极的灵敏度等因素。方案方框图如图4。9哈尔滨石油学院课程设计报告图3光电管工作原理图KΦIΦA光源滤光放大接受器报警器图4紫外线火焰监测系统方框图三、传感器工作原理天然气、煤气、石油液化气、汽油、柴油、酒精等类物质，其火焰能见度低，点燃快，有爆炸危险，在燃烧时必须有熄火保护。在火情预报时没有引燃阶段，采用紫外探测比其他形式的探测有明显的优势能在毫秒级时间内快速反应，可以避免可见光及炉壁红外辐射的干扰。在本文中我们利用紫外线能量强的

8、原理，当有一定量的紫外线照射在阴极上时，光电流迅速增大。光子是具有能量的粒子，每个粒子具有的能量可以由下列是自确定：（1）式中：h——普朗克常数，6.626x10-34J.S；0——电子逸出速度。在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应,亦称光电