新型非毒化红外瓦斯传感检测系统研究

提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统.它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作.详细介绍了非色散性红外吸收气体检测原理,分析了脉动光源与热电探测器信号及热电探测器信号与气体浓度之间的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器检测系统的软硬件设计方案.实测结果表明,该传感器检测系统具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点,其各项性能指标均已达到实际应用要求.     

一种可直接脉冲调制的MEMS红外激发源

针对红外气体探测器对光源的要求,结合现有MEMS(微机电系统)工艺及与其兼容的IC工艺,研制了一种可用于红外多气体传感器的脉冲式MEMS辐射光源。该光源主要有Si₃N₄/SiO₂的复合支撑层和铂金发热电极组成,可以产生相当于黑体300~800 K的红外辐射,在温度T＝1 106 K时有λ=2.62 μm峰值辐射波长;并且光源有足够强的辐射强度和2~15 μm红外辐射波段,能够满足大部分气体在2~14 μm波长范围内特征的吸收谱线的要求。经过对辐射元的动态测量可知,辐射源的动态调制频率可达到50 Hz,完全能够满足气体测量对所需红外光源调制频率的要求。     

火灾探测领域的新方法探讨--光声气体火灾探测器

光声气体火灾探测器是基于红外光声原理测量CO2等气体浓度的探测器.由于吸收和散射的作用,大气中的许多分子和粒子使得红外光束消失.吸收发生在每个分子特定的波长.气体通过扩散膜进入一个小室,气体在对CO2特定的吸收波长被脉冲红外灯照射,气体分子对辐射能的吸收引起测量室压力的微小变化可以用麦克风探测出来.放大并且线性化后的信号与气体浓度成比例.     

基于单片机控制的工件自动计数系统设计

设计了一套适用于颗粒工件计数的自动计数仪控制系统.该系统使用红外光电传感器作为检测元件,当有工件通过时红外光被遮挡,传感器接收端产生相应的脉冲信号,通过对脉冲信号进行计数,实现对工件的自动计数.对控制系统的硬件电路和软件控制流程作了详细介绍并进行了样机验证,结果表明,该系统能对不同直径的颗粒工件进行快速、准确地计数.     

新型室温红外探测器的微电容快速测试系统

新型室温红外探测器对8～14舯红外辐射具有快速灵敏的响应，设计出用于该探测器的微电容测试系统，能够快速灵敏地将探测器输出的电容信号通过C—f、f—V变换电路转换为电压信号，然后由A／D转换电路变为数字信号后传到PC机进行信号处理。给出了硬件电路的实现方法，其采样频率为10kHz，电容信号的分辨率为10fF．这种测试方法也适用于其他微小电容式传感器的快速检测。     

大动态范围闪烁晶体荧光模拟器的设计

针对暗物质粒子探测卫星(DMPES)锗酸铋(BGO)量能器探测单元的标定需要,设计了一种用发光二极管(LED)作为光源的闪烁晶体荧光模拟器。首先,利用光电倍增管(PMT)测量BGO晶体在宇宙线辐射下的荧光脉冲,对脉冲波形建模拟合,并将波形存储到可编程信号发生器中。然后,选择一种峰值波长与BGO晶体的荧光发射波长相近,且其光通量与工作电流的线性度较好的LED,设计LED驱动电路,令LED的工作电流与模拟器输入的模拟电压信号幅度成正比。最后,利用信号发生器输出模拟的BGO晶体荧光脉冲波形至驱动电路,使LED发光,并利用积分球将LED的荧光通过光纤均匀地输出到多个PMT。实验结果表明:模拟器光脉冲测试结果与对BGO晶体实际测试的结果相似,光强覆盖PMT的2,5,8个打拿极(Dynode)输出,动态范围达4.11×103倍,满足暗物质粒子探测卫星BGO量能器地面检测系统的需求。该荧光模拟器也可用于同类闪烁晶体探测器系统的检测和标定。     

CO2激光器在表面温度传感器响应时间测量中的应用

提出了一种利用可高频调制的高功率CO2激光作为激励源，用脉冲激光加热被校传感器，表面产生一个快速升温的变化温度信号，用高速红外探测器测得的温度信号对被校传感器进行可溯源高温动态校准的新原理。由于前者的频率响应特性优于后者，因此以前者的响应作为真值来校准后者并获取系统误差的修正值。用对CO2激光器输出10．6μm激光有良好响应的碲镉汞红外探测器对高功率CO2激光器（美国相干公司K-500型）所激发的表面温度上升时间进行了测试（为72炉，美国相干公司提供的指标为〈90μs）。通过对2种热电偶的响应时间进行测试表明，该CO2激光器作为加热热源可以用来对亚毫秒量级、温度达2000℃的瞬态表面温度传感器进行校准。     

用非线性量子阱红外光电探测器对超短脉冲进行自相关测量

德国和加拿大的科研人员已联合研制出一种非线性特性已经优化了的量子阱红外光电探测器。这种探测器的三个等距能级产生的巨共振线性度使得光电流在光强度低达0．1W／cm^2时仍与平方功率有关。探测器中的双光子效应可用来对皮秒级的超短红外脉冲进行自相关测量。这种基于GaAs的量子阱红外光电探测器具有一个20周期的激活区，     

高光谱短波红外地物光谱仪的光机设计

基于平场凹面光栅分光和线列阵探测器探测的最新设计方案,进行了短波红外波段地物光谱仪的光机设计。仪器采用光纤导光,两个独立单元分别探测,最大限度地简化了光学及结构设计。更换前置光学系统改变探测视场, 视场内的辐射经过前置光学系统均匀地照亮入射光纤,保证了两探测单元的视场相同。根据入射光通量、光谱分辨率和狭缝的关系确定入射狭缝的大小,仪器光谱覆盖900~2 400 nm,光谱分辨率优于12 nm,适合野外短波红外波段的探测。     

红外发光二极管辐射波长和强度积分式瞬时测试技术

发展了一种红外发光二极管（ＩＲＥＤ）辐射波长和强度的积分式（非分光）测试技术,它采用两只不同谱响应的光电探测器,一只探测器的相对光谱响应在足够宽光谱范围内修正在常数,另一只探测器也按要求用滤光器修正,辐射强度可由相对光谱响应为常数的探测器测量,通过对测得的两个光探测器电流之比与波长关系的数据进行处理,可认快速获得ＩＲＥＤ的辐射波长,以ＭＣＳ－５１单片机和上述两个光电探测器及它们的有关电路组成一台样