四象限光电探测器象限间一致性测量方法

将四象限光电探测器应用于目标方位测量时,探测器四个象限的一致性至关重要.用日光灯灯光作光源测量四象限光电探测器象限间响应度一致性,此方法简单有效,容易实现,且能达到较高的精度.用此方法测量了一个GT111四象限光电探测器,其象限间响应度一致性＞82%,测得的结果显示GT111四象限光电探测器具有较好的象限间响应度一致性.     

反射式强度调制型光纤压力传感器的研究

针对测量精度易受光源波动、光电探测器、光纤等影响的问题,提出了光源的稳幅、参与通道的设置、调制解调、零位自校准技术等措施,进行了实验测试并绘制了数据曲线,提高了系统稳定性和精度.     

基于正弦调制的激光平面测量系统的研究

针对高精度的大平面测量,构建了一种基于正弦调制的激光平面测量系统。该系统以激光器（LD）为光源,位置敏感探测器（PSD）为光电探测器,通过柱面透镜扩束获得测量基准平面一激光平面。分析了影响系统测量精度的主要因素,提出采用光源正弦调制的方法,以提高测量系统的抗干扰能力。实验结果表明：该系统具有较高的测量精度和输出稳定性。     

在线式光纤传感颜色识别系统的设计

根据测色原理,采用白光LED光源并结合光纤传感技术和最新数字计算机技术,设计了一种适用于工业在线检测的颜色识别系统。系统采用单片机系统完成各模块的控制和数据处理功能,并在硬件设计中增加了颜色容差设置功能。实验证明,系统具有精度较高、稳定性好、抗干扰能力强且价格低廉等优点,满足工业在线颜色测量方面的要求。     

基于双光路荧光强度法的水体叶绿素a原位传感器设计

设计了一款基于双光路荧光强度法的叶绿素a原位传感器。使用430 nm LED作为系统光源。通过参考光路补偿光源变化对测量结果的影响,提高测量准确度,降低维护成本。使用光电二极管作为探测器测量参考光强度和水体在680 nm处的荧光强度。使用锁相放大电路提高传感器的噪声和背景光抑制能力,设计低功耗模式降低传感器的平均功耗。使用不同浓度的叶绿素a溶液测试传感器的性能,测试结果表明传感器在动态范围(0～200μg/L)内的线性度为0.998,测量准确度为±2μg/L,通过与荧光光谱仪进行对比测试传感器的可靠性,测试结果表明两者的相关性为0.94,功耗测试表明传感器的连续工作时间可达5个月以上。     

宽动态范围微弱信号光电检测系统

昼夜工作的探测器在一天中处于不同照度环境下的信号探测,为了精确测量出工作在宽动态范围照度下的光电探测器的输出信号,利用FPGA工具和相关检测原理设计了一套宽动态范围高精度信号测量采集系统;该系统由接受光学系统模块,跨阻放大电路模块,锁相放大电路模块以及A/D采集模块组成,接受光学系统实现了屏蔽杂散光功能,对水平与垂直方向上的光强进行了误差校正;跨阻放大电路和锁相放大电路实现了微弱信号的放大和噪声的抑制,A/D采集模块将数据实时采集显示;在暗室环境下,以中心波长为650nm稳功率激光器为光源,使用滨松S2386-5K光敏二极管为光电探测器进行试验,实验过程中通过改变信号调制频率和激光器功率大小,最终选择调制信号频率为1000Hz最为适宜;实验结果表明,光电检测系统在照度范围为均可以完成准确测量,拓宽了测量的动态范围,实际测量值与理论值误差在精度允许范围之内,该研究对于其它波长的光源或其它微弱信号检测系统的设计与分析具有借鉴意义;     

LED远场光强分布测试平台设计

提出并设计了以LED作为光源进行远场光强测试的平台,包括光路与电路两大部分,详细描述了远场测量的实现方法、光电转换与信号处理过程、电路设计原理.运用MATLAB进行数据处理,拟合出远场光强分布曲线,分析了距离、辐射角度与光源强度的关系.经测试,在远场空间某一定点的光强值只与光源强度相关,在辐射角内可以直接体现光源稳定性.     

随动光目标姿态控制系统

介绍了随动光目标姿态控制系统的工作原理和实现方法。系统分别采用了四象限光电探测器和PSD光电探测器进行位置探测,对两种探测器性能做了比较。并分析了影响系统精度的主要因素。     

基于光谱吸收法的微型车载尾气诊断系统

介绍了一种基于光谱吸收法的汽车尾气诊断系统。针对尾气中不同成分的气体具有相应的波长吸收峰,系统选择红外、紫外波段的LED等为光源,对应波长的光电探测器构成光电传感器。采用16位AD数据采集模块,ARM7芯片为CPU,GPRS模块与远程监测中心PC机通信。监测中心PC机上采用虚拟仪器技术设计的软件包,可实时显示GPRS模块发送的数据。实验结果表明：该系统灵敏度高、重复性好、实时性强,测量精度达0．01mg／s,是一种测量汽车尾气排放的理想设备。     

基于金属热膨胀式光纤温度传感器的设计

介绍了金属热膨胀式光纤温度传感器的设计,利用金属件的热膨胀的原理,通过绕制在金属件上的光纤损耗产生变化,当光源输出光功率稳定的情况下,探测器接收光功率受温度调制,通过光电转换,信号处理,完成温度的换算.传感器以光纤为传输手段,以光作为信号载体,抗干扰能力强,测量结果稳定、可靠,灵敏度高.     

图像采集对物体光强自适应的研究

三维物体表面形貌测量系统是通过数字正弦光栅移相原理来实现,当在测量时根据移相要求投射出正弦结构光,它及易受到外界光强的影响.本文通过在三维数据获得过程中外界自然光线对系统的影响,系统自适应光线强度,以致调节达到最佳测量光强环境.系统中应用嵌入式芯片FPGA为主控制器,通过控制图像采集芯片CMOS摄像头采集光强数据,利用VGA接口投射背景光强度来对比调节,测量环境的光强度通过一种PWM波控制高亮LED完成自适应的方法.     

提高汽车背景光大面积照明亮度一致性的光源布置

汽车背景光系统广泛应用LED光源进行照明,单颗LED近似为点光源,在较大面积照明的情况下,LED光源的布置方式在很大程度上影响了亮度的一致性.研究了LED作为背光源的照明特点,分析了LED背光源的布置对汽车背景光亮度一致性的影响,提出一种通过优化光源布置确定相邻LED间距提高汽车背景光较大面积照明亮度一致性的方法.该方...     

视觉检测的LED光源自适应亮度控制系统

照明光源的亮度控制视觉检测中的一个难题,为了使视觉检测系统获取优质图像,本文采用嵌入式ARM做控制器,利用亮度传感器采集环境亮度,通过实验研究图像采集图像灰度值与光照强度的关系,获取高质图像需要的合理亮度阈值,作为图像采集时LED光源亮度调节的参照,通过软件调节驱动LED的PWM信号,实现自适应调整LED光源亮度。     

Sensorless LED display screen interaction and object recognition

Taking advantage of the photoelectric characteristics of LED other than the light-emitting function, this paper proposes a light sensing detection method and system without adding additional sensors to the LED screen. A two-pole detection structure with a function of detecting positive and negative voltage is introduced to the LED drive circuit, which ensures the high-speed characteristics during detection. What's more, the LED is controlled to work in photoconductive mode to obtain high voltage sensitivity when the intensity of incident light changes. The proposed module can reach an optical signal response rate of 19.1 μs with a detection rate of 23.5 Hz without affecting the original display function. The optical signal detection can reach a voltage sensitivity of 3.02 mV per lx. To verify the photoelectric detection capability of the method presented in this paper, a brand-new screen object recognition system is built and tested. An 8 × 8 LED display module is used in experiment, and the scale of LED screen can be expanded easily and flexibly. In an ideal environment, a recognition accuracy of 99.25% can be achieved, while the recognition accuracy can still reach over 96.5% in a complex light environment. Therefore, this work has further application possibilities for light interaction and fast object recognition in large screens.     

LED在荧光光谱检测中的应用

讨论了荧光光谱测量的原理,构建了以普通光源-氘灯和LED作为激发光源的荧光光谱测量系统,利用两套荧光光谱测量系统分别进行了实验研究,结果显示:LED作为激发光源大大提高了荧光信号的强度,有利于数据采集和分析,同时也减小了系统体积,便于携带和现场测量,表明LED作为激发光源在荧光光谱测量系统中具有很好的应用前景.     

基于CAN总线的道路照明控制系统设计与实现

传统城市道路照明系统对回路实现整体控制,只能实现回路路灯整体开关,不能对回路中的单个路灯进行单点控制,且灵活性差.为实现路灯节能降耗,提出了一种基于CAN总线的道路照明控制系统的设计与实现方法,采用智能化控制策略对传统路灯照明系统进行改进,使用英飞凌16位单片机对车辆通过信息进行采集和处理,预先调整路灯亮度.论述了系统...     

视觉测量中多光学靶点亮度自适应控制

提出了一种面向大视场高精度视觉测量的多红外目标靶点（红外LED）亮度自适应控制方法。以微控制器PIC16F873A和LED驱动芯片MAX6964作为核心器件,设计了可满足大空间范围内靶点亮度控制需求的多目标靶点控制驱动器。为了使LED在近距测量时的调节精度和远近距离测量时的发光亮度都能满足要求,根据MAX6964输出特点设计了PWM信号输出电路,并采用推挽电路驱动LED。实验证明,目标靶点在CCD相机上成像光斑稳定一致。     

Gradually tapered light pipes for illumination of LED projectors

Abstract— LEDs are totally different from classical light sources: they have a different shape, radiation pattern, driving requirements, etc. Therefore, the illumination engine, which determines the brightness and uniformity of the system, has to be redesigned for LED‐based projectors. A compact illumination system based on gradually tapered light pipes (GTLP) will be presented. The GTLP collects, reshapes, and uniformizes the light flux from the LED to illuminate the light‐valve uniformly. The design and the simulations have been completed. The result is a uniformly illuminated rectangular beam at the end of the pipe with an efficiency of 81.1%. Afterwards, the light pipe was fabricated, and the experimentally measured efficiency is 76.9%, which demonstrates a successful manufacturing process. Finally, two recycling techniques to enhance the brightness have been applied and these enhancements were experimentally observed.     

一种小型化SPR生物传感器的设计与实现

介绍了一种采用不规则四边形棱镜设计的小型化表面等离子体共振(SPR)生物传感器。棱镜结构与已有的TI Spreeta传感器类似,但是在尺寸、光学性能等方面做了较大优化。新研制的SPR传感器在光学检测精度和系统集成性等方面也有了很大提高。在光路设计中,采用波长为630 nm的宽光束红光LED作为光源,5 000像素点线阵CCD作为光电检测器,光学检测效果要大大优于TI Spreeta波长为830 nm的近红外光源和128像素点的线阵硅光二极管。在光路优化的同时,系统集成了流动控制模块、信号采集处理模块,形成了一个可实现生物大分子相互作用分析的集成小型化SPR检测装置。利用空气、水及乙醇等进行的SPR实验表明:该装置能够对单一样本进行精确检测,共振角的检测精度高达0.01°,且检测结果线性度高,稳定性好,单一样本的检测偏差小于0.5%。     

全海深ARV水下LED调光驱动电路设计

针对于全海深ARV水下LED灯驱动工作环境复杂、电流控制困难等问题,以XL4016为调光驱动芯片、MSP430F149为控制核心,基于数字PID算法设计出对驱动电路输出电流精确控制的水下LED灯驱动,实现高精度调光.优化设计外围电路,完成主要元器件参数计算与选型,并通过实验验证.实验表明所驱动电路输出电流范围为0～4A,控制精度高,误差不超过0.6％,可驱动40 W的水下灯正常工作,驱动LED光强度稳定,且输出纹波电流小、操作简单、效率高,适合全海深ARV复杂的环境.