新型扁锥腔红外CO2气体传感器系统研究

为提高红外CO2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明：在25℃环境中,传感器能够准确检测出0-2000 ppm量程范围内的CO2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。三组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。     

红外图像传感器成像动态模拟系统设计

红外图像传感器成像过程依赖实时探测,针对探测过程成本较高、条件苛刻等问题,提出了一种红外图像传感器成像动态模拟系统。以天空背景为研究对象,系统在数字信号处理器（ DSP）上运行红外云图产生算法,可动态模拟红外图像传感器探测的图像并上传到电脑。实验与仿真结果表明：系统可以76 fps的帧频模拟分辨率为512×512×16 bit的云红外图像,图像质量良好,红外图像传感器成像模拟效果显著。     

基于热释电红外传感器的多节点定位系统研究与设计

针对热释电红外传感器(PIR)在人体探测领域中越来越广泛的应用,研究设计了一种基于PIR的检测定位系统,可实时完成对人员目标入侵探测区域时的检测与定位,并预推出人员目标的行进轨迹;该系统由多个PIR感知节点组成,每个感知节点通过传感在动、静两种状态下对探测区域进行信息采集;最终融合多节点与不同状态下传感器采集的数据,算出各个传感器的探测角度值,以交叉定位的算法,得到目标的定位坐标;经实验证明,该系统运行稳定,检测灵敏,定位效果很好,拓宽了热释电传感器在定位定向方面的使用范围。     

一种小型动/静态双坐标感知系统结构设计

针对提高被动式热释电红外(PIR)传感器的探测距离和范围,提出动/静态双坐标感知系统理论,根据动/静态双坐标感知系统对动态目标实现一定距离内和全范围探测的要求,光学基准传递的要求,提出了小型动/静态双坐标感知系统的结构设计方案。该系统配用红外透镜作为其光学装置,在匀速转台的带动下,实现360°全范围探测红外信号,解决了PIR传感器探测距离和探测视场的矛盾,拓宽了PIR传感器的使用领域。经过实验验证,该系统结构设计合理。     

用于输送带纵向撕裂检测的新型视觉传感器

针对现有输送带纵向撕裂视觉检测存在采集图像不清晰的问题,提出了一种基于红外与可见光图像融合的新型视觉传感器。该视觉传感器采用分光棱镜将从同一镜头入射的同轴光分别投射至红外CCD和可见光CCD,红外CCD和可见光CCD同时采集目标同一点的红外图像和可见光图像,利用像素级融合方法获得融合图像。实验结果表明,该视觉传感器所采集的融合图像具有清晰的撕裂信息和详细的背景信息,满足输送带图像高质量采集的要求。     

基于自动调光功能的手指静脉图像采集系统

当固定光强的红外光透射厚度不相同的手指时,会在图像传感器上呈现质量不一的静脉图像,产生曝光过强或过暗的现象。为采集到质量一致的手指静脉图像,设计一种自动调光电路,可根据红外透射光的强度自动调整红外发射光强,以保证红外透射光强度维持在一个相对稳定的范围。同时设计了一种基于USB2.0和CMOS图像传感器的手指静脉采集系统。实验结果表明,该系统采集的手指静脉纹路图像清晰、质量稳定。     

用于周界入侵报警的红外—超声波无线传感器网络节点设计

为了提高周界入侵探测的网络化、自动化水平,有效覆盖传统入侵探测的监控盲区,将无线传感器网络（WSNs）技术应用于周界入侵报警,设计了一种红外—超声波联合周界入侵报警节点和报警软件。节点采用热释电红外传感器与超声波传感器相结合的方式组成前端探测模块,并基于GAINz平台设计实现了无线通信和数字处理单元。通过实验室测试,传感器节点能够成功进行周界入侵报警,并有效消除误差,解决了单一传感器因自身缺陷而出现的漏报误报问题。     

基于FMCW毫米波雷达的生命探测研究与设计

毫米波雷达能够非接触性地检测电磁波信号,FMCW毫米波雷达传感器能采集生命的呼吸和心跳等特征信号。对FMCW毫米波雷达的原理和人体生命体征信号研究分析,提出了多路信号复用技术探测方法。采用FMCW毫米波雷达传感器,STM32芯片为主控制器的方法,结合Wi-Fi无线通信技术设计一个生命探测系统。经过实验测试,系统可以在短距离非接触条件下探测生命体征信息。     

机器人红外接近觉、光纤触觉和握力觉传感器

设计和研制了红外接近党传感器以探测物体的存在；设计和研制了机器人触须探测物体的触觉和模拟机械爪抓取物体的握力觉传感器。单片机系统控制传感器数据采集和初步判断，为机器人控制和驱动提供感觉信息。     

闸机人体步态测量与识别算法研究

针对轨道交通闸机检票中存在的尾随逃票现象,研究了基于多红外传感器的闸机人体识别技术;该技术采用多个红外传感器采集乘客通行信息,在对闸机系统分析的基础上,设计了红外传感器的结构布局;将传感器区域分析和事件识别标志分析相结合,提取人体特征识别乘客通行事件;研制了闸机门人体识别实验系统,对4种常见的闸机通行事件进行了分析,并开展了实验研究;实验结果表明,实验系统能够有效识别闸机通行的多种事件,实时性好,具有较好的工程应用前景。     

基于红外技术的智能照明控制系统设计

为了有效节约高校教学楼照明用电,文章中设计了一种基于红外技术的智能照明控制系统。通过光电检测模块和热释电红外传感器检测模块分别采集教室内光照强度和各区域人数及分布等信息并送至单片机处理,实现照明灯亮度及开关自动控制,进而达到节能目的。该控制系统硬件电路简单,软件功能完善,整个系统性能可靠、灵敏度高。     

新型矿用智能红外吸收瓦斯传感器的研究

针对传统矿用瓦斯传感器的缺点,文章设计了一种基于红外光谱吸收原理的新型瓦斯传感器,介绍了红外吸收检测原理,阐述了红外吸收瓦斯传感器的组成,并给出了瓦斯浓度值的标定和计算方法。实验结果表明,由红外吸收瓦斯传感器测量的浓度值与实际值之间的误差达到了煤安验证的要求。     

红外气体传感器中光源恒功率控制电路的设计

为了提高红外气体传感器中光源输出功率的稳定性,设计了一种恒功率控制电路。该电路运用功率监视器,通过三极管和运算放大器的反馈调节,保持光源输出功率恒定。实验结果表明:该电路弥补了光源损耗和光源器件的分散性,使红外气体传感器产品的可靠性和一致性得到提高。     

红外吸收型CO_2气体传感器的设计

根据CO2气体的吸收光谱,基于比尔朗伯定律,设计了一种易于实现的红外吸收型CO2气体传感器。它采用单束双波长非发散性红外测量方法,对CO2气体实现了高精度、高选择性的检测。该传感器结构简单、外形尺寸小、性能稳定、抗干扰能力强,具有广阔的应用前景。     

MEMS红外光源及应用

针对传统红外光源需要另加调制部件,使得传感体系价高和笨重的不足,利用微电子工艺研制了一种用于便携式非扩散红外气体传感器的电调制红外光源,并对其辐射特性进行了测试。将光源应用于自行搭建的小型红外吸收气体传感系统中,对不同气体体积分数的CO2和SO2气体进行探测,测量精度分别达到20×10-6和50×10-6气体体积分数。重复测量偏差在10%之内,且光源辐射性能稳定,可用于多组分气体探测。     

一种基于光电传感器的指夹式脉搏检测装置

根据红外光谱法血氧饱和度测量原理,以AVR单片机为开发平台,设计了一种简易式基于光电传感器的指夹式脉搏检测装置。硬件设计上充分利用了AVR单片机内部的功能模块,使外围元件个数减到最少,功耗降到最低,而且所设计的调理电路对信号进行调理输出,稳定可靠;软件设计上实现了信号处理、信息显示等功能。实验样机的初步测量结果表明,在安静的状态下脉搏数据误差在3%之内。     

热释电红外传感器在防盗系统中的应用

介绍一种自动防盗报警系统。该系统由热释电红外传感器、电话和检控电路组成。若有人体在警戒范围内移动 ,红外传感器检测出信号 ,检控电路使电话自动拨号 (如 110 ) ,并通过其中的语言电路报告现场地址。     

MEMS热电堆传感器的红外探测系统

为了实现远距离红外目标的运动和静止状态的识别,设计了基于热电堆红外传感器的红外探测系统,系统包括梯析(GRIN)透镜、微系统(MEMS)热电堆传感器、信号调理电路、数据采集电路和识别算法.探测结果表明:在相同光路系统的情况下,探测系统实现了比热释电系统更远的探测距离,实现了动态目标和静态目标的识别,并基于探测目标温度、辐射面积的区别,实现了人、车辆和其他红外目标的分类识别,可为红外目标的探测识别提供一种新的解决方案.     

红外甲烷传感器直射式气室设计

针对采用反射式气室的红外甲烷传感器测量误差较大的问题,基于红外光谱吸收原理,利用非分光探测技术设计了一种新型直射式气室。该气室采用硅半导体片状红外光源、双通道红外探测器及一定长度的气室中腔,选用GaF2作为光源及探测器的视窗材料,搭配外部电路实现对CH4体积分数的监测。0～2.5%CH4体积分数范围内的测试结果表明,采用直射式气室的红外甲烷传感器最大测量误差仅为±0.05%。     

红外传感器模型的成像仿真效果分析

红外传感器的建模仿真是信号注入式仿真性能评估中的关键环节。通过分析红外成像系统的工作过程,提出了一种由调制传递函数（MTF）法、基于图像像素处理法以及光线追迹法相结合的红外传感器建模方法;为了定性地对所建立的红外传感器模型进行评估和分析,需要对仿真后的红外图像进行分析和评价,提出了由一、二维直方图和图像傅立叶频谱分析相结合的分析方法,并结合仿真试验结果进行了成像仿真效果分析,验证了模型的可行性,避免了单一分析方法只能评价部分效应成像效果的缺陷。