一種智能光電檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能光電檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光電檢測作為光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)，主要包括光信息獲取、光電變換、光信息測量以及測量信息的智能化處理等，具有精度高、速度快、距離遠(yuǎn)、容量大、非接觸、壽命長、易于自動化和智能化等優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，如光掃描、光跟蹤測量，激光測量，紅外測量，圖像測量，微光、弱光測量等，是當(dāng)前最主要和最具有潛力的光電信息技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能光電檢測已成為光電檢測技術(shù)的發(fā)展方向。
[0003]在基于光信息采集和光電轉(zhuǎn)換的光纖光柵傳感系統(tǒng)中，光電檢測儀器起著關(guān)鍵作用，而要使光電檢測儀器能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境和檢測出光纖光柵波長的微小位移，并將光信號轉(zhuǎn)化為易于處理的電信號，就需要設(shè)計(jì)出光電檢測電路。目前的光電檢測系統(tǒng)存在環(huán)境適應(yīng)能力不強(qiáng)，測量范圍不夠?qū)捛覝y量精度不高等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測量范圍廣、測量精度高的智能光電檢測系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種智能光電檢測系統(tǒng)，它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路；
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號，所述信號放大電路和有源濾波電路對轉(zhuǎn)換過程中的信號弱和噪聲大的問題進(jìn)行信號放大和噪聲濾除，所述智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號進(jìn)行處理后輸出至所述輸出系統(tǒng)，所述輸出系統(tǒng)將所述智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。
[0008]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一 0PT201型放大器、第一電位器和第二電阻；
[0009]所述0PT201型放大器的2腳連接光信號輸入端、4腳連接所述第一電位器的可調(diào)端和第一固定端并通過第二電阻接地，5腳連接所述第一電位器的第二固定端和信號放大電路。
[0010]優(yōu)選地，所述信號放大電路包括第一運(yùn)算放大器；
[0011]所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第三電阻連接所述0PT201型放大器的5腳、同相輸入端通過第四電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第六電阻后分兩支路，一支路通過第七電阻接地、另一支路通過第五電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述有源濾波電路。
[0012]優(yōu)選地，所述有源濾波電路包括一 0P27型運(yùn)算放大器和第十一可調(diào)電阻；
[0013]所述0P27型運(yùn)算放大器的3腳依次通過第九電阻和第八電阻連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、3腳還通過第二電容接地、2腳分別通過第三電容和第十電阻連接0P27型運(yùn)算放大器的6腳、4腳連接-5V電壓并通過第四電容接地、7腳連接+5V電壓并通過第五電容接地、6腳連接所述智能控制模塊并通過第一電容連接于所述第八電阻與第九電阻之間；
[0014]所述第十一可調(diào)電阻的第一固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的I腳、第二固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的8腳、可調(diào)端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的7腳。
[0015]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型通過光電轉(zhuǎn)換電路改變其放大器增益，對光源具有較高的靈敏度，采用T型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的信號放大電路對輸入的弱電壓信號進(jìn)行放大，減少了熱噪聲和對運(yùn)放輸入偏置電流的影響，利用0P27型運(yùn)算放大器和雙RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成性能優(yōu)良的二階有源濾波電路來濾除濾除自然光及噪聲的干擾，最后信號經(jīng)過智能控制模塊進(jìn)行處理并通過輸出系統(tǒng)來輸出顯示與信息存儲，另外，外圍輸入接口電路用于外界對智能控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改、添加、刪除和維護(hù)等人機(jī)交互。該系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測量范圍廣、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)總體框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換電路圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的信號放大電路圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的有源濾波電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例的一種智能光電檢測系統(tǒng)，它包括光電轉(zhuǎn)換電路1、信號放大電路2、有源濾波電路3、輸出系統(tǒng)5、智能控制模塊4和用于外界對智能控制模塊4進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路6。
[0022]光電轉(zhuǎn)換電路I將采集的光信息通過光電探測轉(zhuǎn)換成電信號；信號放大電路2和有源濾波電路3對轉(zhuǎn)換過程中的信號弱和噪聲大的問題進(jìn)行信號放大和噪聲濾除；智能控制模塊4將濾除噪聲后的電信號進(jìn)行處理后輸出至輸出系統(tǒng)5，輸出系統(tǒng)5將智能控制模塊4確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。
[0023]如圖2所示，本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換電路I包括一 0PT201型放大器Ul、第一電位器Rl和第二電阻R2。
[0024]0PT201型放大器Ul的2腳連接光信號輸入端、4腳連接第一電位器Rl的可調(diào)端b和第一固定端al并通過第二電阻R2接地，5腳連接第一電位器Rl的第二固定端a2和信號放大電路2。
[0025]由于在采集光信息時，發(fā)射光的強(qiáng)弱受發(fā)射物表面的形狀、顏色、陽光、燈光照射等多因素的影響，除了選擇好的采光點(diǎn)外，還應(yīng)采用在光源范圍內(nèi)有較高的靈敏度，本實(shí)施例利用0PT201型放大器構(gòu)建成靈敏度可調(diào)的光電轉(zhuǎn)換電路I，通過調(diào)節(jié)第一電位器Rl來改變放大器增益。
[0026]如圖3所不，本實(shí)施例的信號放大電路2包括第一運(yùn)算放大器Al ;第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端通過第三電阻R3連接0PT201型放大器Ul的5腳、同相輸入端通過第四電阻R4接地，第一運(yùn)算放大器Al的輸出端通過第六電阻R6后分兩支路，一支路通過第七電阻R7接地、另一支路通過第五電阻R5連接第一運(yùn)算放大器Al的反相輸入端，第一運(yùn)算放大器Al的輸出端還連接有源濾波電路3。
[0027]在光電轉(zhuǎn)換的過程中，由于輸出電壓信號微弱，需要予以放大，本實(shí)施例的信號放大電路2由T型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成這種放大電路能減小熱噪聲和對運(yùn)放輸入偏置電流的影響，對信號進(jìn)行放大處理。
[0028]如圖4所示，本實(shí)施例的有源濾波電路3包括一 0P27型運(yùn)算放大器U2和第^^一可調(diào)電阻R11。
[0029]0P27型運(yùn)算放大器U2的3腳依次通過第九電阻R9和第八電阻R8連接第一運(yùn)算放大器Al的輸出端、3腳還通過第二電容C2接地、2腳分別通過第三電容C3和第十電阻RlO連接0P27型運(yùn)算放大器U2的6腳、4腳連接-5V電壓并通過第四電容C4接地、7腳連接+5V電壓并通過第五電容C5接地、6腳連接智能控制模塊4并通過第一電容Cl連接于第八電阻R8與第九電阻R9之間；第十一可調(diào)電阻Rll的第一固定端al連接0P27型運(yùn)算放大器U2的I腳、第二固定端a2連接0P27型運(yùn)算放大器U2的8腳、可調(diào)端b連接0P27型運(yùn)算放大器U2的7腳。
[0030]在光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程中，由于混合有自然光等非檢測光源，加上器件自身的噪聲，使被檢測信號的頻率有可能失真，為了消除光電信號轉(zhuǎn)換中的這種不利影響，本實(shí)施例采用0P27型運(yùn)算放大器U2和雙RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成性能優(yōu)良的二階有源濾波電路3來濾除自然光及噪聲的干擾。
[0031 ] 本實(shí)施例的智能光電檢測系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，測量范圍廣，測量精確度高，尤其是強(qiáng)化了人工智能系統(tǒng)，可以自動對噪聲、溫度、電壓波動及光源的變化進(jìn)行修正，加上良好的人機(jī)交互界面，大大簡化了操作程序。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能光電檢測系統(tǒng)，其特征在于:它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路； 所述光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號，所述信號放大電路和有源濾波電路對轉(zhuǎn)換過程中的信號弱和噪聲大的問題進(jìn)行信號放大和噪聲濾除，所述智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號進(jìn)行處理后輸出至所述輸出系統(tǒng)，所述輸出系統(tǒng)將所述智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用。2.如權(quán)利要求1所述的一種智能光電檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換電路包括一 0PT201型放大器、第一電位器和第二電阻； 所述0PT201型放大器的2腳連接光信號輸入端、4腳連接所述第一電位器的可調(diào)端和第一固定端并通過第二電阻接地，5腳連接所述第一電位器的第二固定端和信號放大電路。3.如權(quán)利要求2所述的一種智能光電檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號放大電路包括第一運(yùn)算放大器； 所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第三電阻連接所述0PT201型放大器的5腳、同相輸入端通過第四電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第六電阻后分兩支路，一支路通過第七電阻接地、另一支路通過第五電阻連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端還連接所述有源濾波電路。4.如權(quán)利要求3所述的一種智能光電檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述有源濾波電路包括一 0P27型運(yùn)算放大器和第十一可調(diào)電阻； 所述0P27型運(yùn)算放大器的3腳依次通過第九電阻和第八電阻連接所述第一運(yùn)算放大器的輸出端、3腳還通過第二電容接地、2腳分別通過第三電容和第十電阻連接0P27型運(yùn)算放大器的6腳、4腳連接-5V電壓并通過第四電容接地、7腳連接+5V電壓并通過第五電容接地、6腳連接所述智能控制模塊并通過第一電容連接于所述第八電阻與第九電阻之間； 所述第十一可調(diào)電阻的第一固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的I腳、第二固定端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的8腳、可調(diào)端連接所述0P27型運(yùn)算放大器的7腳。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能光電檢測系統(tǒng)。它包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、有源濾波電路、輸出系統(tǒng)、智能控制模塊和用于外界對所述智能控制模塊進(jìn)行人機(jī)交互的外圍接口電路；光電轉(zhuǎn)換電路將采集的光信息轉(zhuǎn)換成電信號，信號放大電路和有源濾波電路對轉(zhuǎn)換過程中的信號弱和噪聲大的問題進(jìn)行信號放大和噪聲濾除，智能控制模塊將濾除噪聲后的電信號進(jìn)行處理后輸出至輸出系統(tǒng)，輸出系統(tǒng)將智能控制模塊確認(rèn)正確的信息供給用戶使用，該系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、測量范圍廣、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，另外，強(qiáng)化了人工智能系統(tǒng)，可以自動對噪聲、溫度、電壓波動及光源的變化進(jìn)行修正，加上良好的人機(jī)交互界面，大大簡化了操作程序。
【IPC分類】G01D5/26
【公開號】CN204902854
【申請?zhí)枴緾N201520155247
【發(fā)明人】張國堅(jiān)
【申請人】張國堅(jiān)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年3月18日