光电检测技术论文大全11篇

光电检测技术论文篇（1）

《光电检测技术》将光学技术和电子技术相结合，是一门应用性很强的学科，与人类的生产和生活紧密联系，是光信息科学与技术专业学生必须掌握的一门知识。为了加强课程的实践性，使学生在学习课本上基本的理论知识外能够学以致用，组织《光电检测技术》课程设计就凸显出其必要性，而在课程设计中选题尤为重要。在课程改革和提倡素质教育的背景下，传统的满堂灌的教学方法早已不适用。为了在教学过程中提高课程教学的质量，就需要教育者们在教学内容、教学方法及教学手段的选择方面进行探索和改革。

1 《光电检测技术》课程设计的选题

《光电检测技术》是一门理论性和应用型都很强的学科，学生在学习起来比较难，但它的应用范围很广，与人们的生产和生活密切联系。如果能加强《光电检测技术》课程的实践性，在教授理论知识同时，让学生自己动手实践，亲自体验光电检测技术的奥妙，这将大大提高学生的学习积极性，既能巩固理论知识，又能把理论和实践紧密地结合起来。组织《光电检测技术》课程设计对于提高《光电检测技术》课程的实践性，培养学生的创新能力具有重要作用，而在进行课程设计时课程设计的选题尤为重要。

首先，老师应该提供可供学生选择的题目。很多老师都有自己的科研项目，在组织课程设计时老师可以把科研和教学结合起来，把与科研项目有关的内容作为学生课程设计的题目。

第二，学生在选题的时候，要把老师提供的题目范围、自己的兴趣和实践能力三者结合起来综合考虑，这对促进课程设计的成功意义重大。

最后，学生根据自己的选题，利用图书馆、互联网中的资源结合自己的所学，按照老师的设计要求在规定时间内完成课程设计。

2 《光电检测技术》课程教学方法

2.1 合理选择与安排教学内容

光电检测技术内容多而复杂，不仅涉及到光学和电子学，还与计算机等其他学科紧密联系。在学校规定的课时内完成这门课程的学习，时间紧、任务重，学生学习起来难度很大。只有合理选择和安排教学内容，才能在有限的时间内完成教学任务。

首先，在授课的开始，就应该让学生从整体上把握光电检测技术，让学生理解各章节之间的内在联系，形成完整的知识结构体系。

其次，光电检测技术知识面太广，在教学中如果“胡子眉毛一把抓”，学生们会觉得知识乱而杂，所以，在教授这门课程时要采取“弹钢琴”的办法，去粗取精，少讲精讲，突出教学重点。

最后，光电检测技术与最新技术的发展密切相关，但是课本上的知识比较陈旧，与时展脱节，这就对授课老师提出了新要求。老师不仅要精通于课程内的知识，还要与时俱进，了解最新科研结果和光电检测技术的发展方向，并及时给学生进行补充。另外老师自己也可以申请科研项目，提高自己的科研能力，把自己的教学科研结合起来。

2.2 加强理论教学，开展启发式教学

光电检测技术本身理论性很强，而且它涉及的知识面广，知识点多而零散，学生理解和记忆起来很有难度。为了提高教学效率，老师应当能够帮助学生建构光电检测技术知识的整体框架，在讲解具体知识时要能够去粗取精，把复杂的知识简单化，巩固学生的理论知识基础。另外，老师应该认真地组织教学活动，设计教学活动的各个环节，使原本枯燥的课堂富有趣味性。

启发式教学中，老师只是起到指向性作用，老师从课堂的主导者转变为课堂的参与者，学生由被动学习转变为主动学习，这充分体现了学生的主体性，符合新课改的要求。另外，启发式教学由老师提出问题，并引导学生思考，一步步接近正确答案，这个过程本身有利于让学生养成自己动脑思考和自主学习习惯。

2.3 借助多媒体手段，提高学生学习兴趣

多媒体技术与传统的板书相比具有其独特的优势。传统板书的书写占用了课堂的大量时间，且主要起到书写提纲的作用；多媒体技术本身方便快捷节省了书写板书的时间，提高了教学效率。另外，多媒体技术具有图、文、声、像等多种效果，一方面可以增加课堂的趣味性，提高学生学习兴趣，把抽象知识具体化，方便学生理解和记忆，大大改善教学效果；另一方面，又可以扩大教学的信息量，丰富课堂内容。例如，通过多媒体动画来介绍和演示光电效应能够让学生通过自己的感官来亲自体验光电效应，使原本抽象的知识形象生动，既能激发学生学习兴趣，又能加深学生对课本理论知识的理解和记忆。

2.4 加强实践环节，巩固理论知识

真理必须能够经受得起实践的检验，《光电检测技术》具有很强的应用性，所以在教学活动中加强实践环节，这对学生学以致用意识的形成和学生动手能力的培养具有重要意义。例如，学生进行实验时，除了让学生按照课本上写好的内容和实验原理进行验证实验外，老师还可以让学生根据自己的兴趣选择一个主题进行实验，这样既能完成教学任务又能使课本上的理论知识得到巩固，还能培养学生用学到的知识解决实际问题的能力。另外，老师在教授理论知识时，可以举一些与实际生活相联系的例子，或者给学生布置任务，让学生通过自己实践来验证课本上的理论知识。总之，在课程实施中应该把理论和实际紧密联系起来。

3 《光电检测技术》课程探索的评价与效果

笔者认真研读了相关学者文献资料，并根据自己教学实践，认为进行课题设计，合理组织安排教学内容，选择科学的教学方法，进行启发式教学，把理论应用于实践对于激发学生的学习兴趣，提高课堂的教学效率，改善教学效果具有重要意义。在实践中，学生改变了对《光电检测技术》的刻板印象，在学习的过程中感受到了《光电检测技术》的神奇性和课程的活力。

4 结语

《光电检测技术》课程是一门理论性和应用性很强的课程，也是广大理工科学生应当掌握的专业知识。针对这样一门内容广，知识点多的课程，众多学者们一直在探索如何从教学内容、教学方法、教学手段上进行改革，使《光电检测技术》课程具有活力和吸引力。

光电检测技术论文篇（2）

1 概述

微弱光信号检测技术及其相应的光电检测技术可应用于各个领域，如在军事领域，用于隐形目标侦查、武器制造和目标距离检测以及无线通信等；在工业领域，可用于检测产品质量、控制环境污染量及产品计量等方面；在化学分析领域，可用于鉴定物质结构、检测分析药物成分等：在医学领域，可用于分析医学电子图像，通过回测微弱信号检测疾病等[1]。微弱光信号检测技术的研究意义重大。

2 微弱光信号检测技术研究现状

对于微弱光信号检测来说，其难点在于微弱信号采集部分的设计以及转换电路的设计。近些年来，随着现代光电技术的发展，关于微弱光信号的检测、采集与处理技术的研究也取得巨大发展。在采集检测系统的设计与实现方面，众多学者从不同角度进行了尝试和探索。

如采通过在信号处理电路中设置信号通道和参考通道方式，利用微处理器将广义白噪声滤除，开发出“BHJ-400”型红外测温仪。该红外测温设备即使在强噪声的背景下也能实现对微弱光的检测[2]；文献[3]基于信号的相关性原理，设计一锁相放大器并用于检测微弱光信号的测量系统中。从而研制出红外多光谱辐射温度测量系统，同时采用将方法与函数模型法相结合并根据自动化原理设计出双向反射分布函数自动测量系统[3]；采用在同一测量装置上集成非接触式光学成像CCD传感器和接触式光纤传感器方式测量工件的孔径，由于测量技术的科学先进性，该测量设备的测量精度可以达微米级[4]；文献[5]以采用高精度运算放大器及FLASH型芯片核心进行硬件系统和软件系统设计，其测量输出光功率的稳定度可达±0.01nW，有效实现了在光纤通讯领域中对传输终端的微弱光信号功率的高精度测量[5]。

可以看出现有方法多数基于相关检测原理设计锁相放大器，实现对微弱光信号的检测。然而这类方法都有实现成本高、流程和结构比较复杂等不足。寻找一种精度较高、成本较低且结构简单的微弱光信号检测系统十分必要。近期许多学者提出了一些改进的检测方法，取得了较好检测效果。

如文献[6]对传统的全部采用专用集成电路来检测微弱光信号的方法进行改造，将传统方法中不能适用于多变场合的缺点进行优化。该系统采用部分集成电路与相对分立元件相结合的方式形成两种放大器，系统中的光电转换电路以低输入偏置电流放大器AD549 为主。实验证明，分立电路既保留了传统检测系统抗干扰能力强等优点，且具有可操作性强和测量方式多变等优点[6]。文献[7]采用S2387系列光电二极管，结合多级放大路与T型反馈电阻网络，设计了一种放大倍率可编程的微弱光强信号采样电路。基于对实验数据的分析，通过对前后级放大倍数的合理分配，实现对光强或波长变化比较大的微弱光信号的最优放大，使得到的图像波形更加便于分析、研究。同时该电路兼顾了提高响应速度与降低噪声的要求，简洁可靠，测量精度高[7]。文献[8]通过设计下位机将待测光信号进行光电转换、放大和滤波等处理，下位机由光电转换电路、前置放大电路、多级放大电路、有源滤波电路和数据传输电路构成。通过采集卡将下位机采集到的信号送到上位机处理，提出一种自适应窄带功率谱滤波方法[8]。

此外，微弱光信号检测方法的理论研究也得到了较快发展，如文献[9]采用最优混沌模型李亚普诺夫指数法定量检测微弱光电信号幅值方法。基于最优混沌模型，解决了传统混沌方法检测时出现的可检测信噪比高、检测阈值误差大等问题[9]。文献[10]基于相关检测理论，设计微弱光纤陀螺信号检测系统，实现对开环背景噪声中微弱光纤陀螺信号的精确检测[10]。文献[11]基于数字正交相关检测方法，设计用于微弱激光信号检测的光电检测装置，在数字相关检测基本原理的基础上完成对光电检测系统的整体设计开发。仿真和实验结果验证了该方法的有效性[11]。

3 结束语

综上所述，国内外科研领域对微弱光信号检测技术的关注度较高，为开发高精度、低成本的微弱光信号检测装置，进行了探索并取得了显著成效。另一方面众多学者也将传统集成元件检测方法改进以适应不同检测场合，促进了微弱光信号检测技术的发展。微弱光信号检测技术在各个领域都占据着比较重要的地位，未来微弱光信号检测技术在相关领域的应用会越来越广泛，同时也将向智能化、数字化方向发展。

参考文献

[1]杨晓娅.微弱光信号检测系统的设计与研究[D].郑州：郑州大学，2014：3-5.

[2]刘建科，张海宁，马毅.红外测温中检测强噪声下微弱信号的新途径[J].物理学报，2000，49（1）：66-67.

[3]丛大成.红外多光谱测温关键技术研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2002：4-5.

[4]William G.L， Christopher S， Frank L.A， et a1.Single photon detection using Geiger modeCMOS avalanche photodiodes[C].SPIE， 2005，6013.

[5]陈永泰，徐晓东.微弱光信号功率的高精度测量技术[J].武汉理工大学学报，2006，28（11）：123-124.

[6]李常青，梅欣丽，明奇，等.微弱光信号检测电路的实现[J].应用光学，2010，31（5）：725-726.

[7]佘明，陈锋，李抄，等.微弱光强信号采样电路设计[J].光学仪器，2014，36（3）：254-255.

[8]董静微.基于LabVIEW的微弱光电信号检测系统设计[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2013：2-5.

[9]徐艳春.基于混沌振子的微弱光电信号检测技术研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010：8-11.

光电检测技术论文篇（3）

 

0.引言

随着科学技术的迅猛发展和信息时代的到来，作为现代信息技术三大支柱技术之一的传感器技术，已然成为监测和控制领域获取物理信息的重要手段，在国民经济建设中占据着极其重要的地位。比如，在工农业生产领域，工厂的自动流水生产线，全自动加工设备，许多智能化的检测仪器设备，都大量地采用了各种各样的传感器；在矿产资源、海洋开发、生命科学、生物工程等领域传感器的应用也是无处不在。可以说，没有传感器这个载体，任何先进的科学技术要实现这样那样的功能是不可能的。

1.光电传感器及测控技术简介

1.1基本概念

光电传感器是以光电效应为基础，是一种将光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。论文参考网。光电传感器是在各种光电检测系统中采用光电元件作为检测元件的传感器，它一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。其中，模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系，主要包括有透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻档)三大类型；脉冲(开关)式光电传感器中，光电元件接收的光信号是断续变化的，因此光电元件处于开关工作状态，它输出的光电流通常只有两种稳定状态的脉冲形式的信号，多用于光电计数和光电式转速测量等场合。

光电检测技术：是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转化成光通量，再转化成电量，并综合利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量。它具有高精度、高速度、远距离和大量程、非接触式检测、寿命长、数字化和智能化的特点。

1.2光电传感器工作原理

主要是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，其物理基础是光电效应。它是由于物体吸收到光子能量后产生的电效应，通常把光电效应分为三类：

1.2.1外光电效应

在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于该效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

1.2.2内光电效应

在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应，又称光电导效应。基于该效应的光电器件有光敏电阻、光敏晶体管等。

1.2.3半导体光生伏特效应

在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称为半导体光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。

1.3光电传感器特点

1.3.1 检测距离长。

1.3.2 对检测物体的限制少

由于以检测物体的遮光和反射为检测原理，所以都可以对金属、玻璃、塑料、液体等几乎所有物体进行检测。

1.3.3 响应时间短

光本身为高速，并且传感器的电路全都由电子零件构成，所以不包含机械工作时间，响应时间短。

1.3.4 分辨率高

能够通过高级设计技术使投光光束集中在小光点上，或通过构成特殊的受光光学系统来实现高分辨率，也可进行微小物体检测和高精度的位置检测。

1.3.5可实现非接触的检测

可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对传感器和检测物体造成损伤，因此，传感器能长期使用。

1.3.6可实现颜色辨别

通过检测物体形成的光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这个特性，可对检测物体进行颜色的检测。

1.3.7便于调整

在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

2.光电传感器的研究应用

光电传感器可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。论文参考网。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。本文就光电传感器最常见的应用实例来进一步说明。

2.1 在烟尘浊度监测仪上的应用

防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

2.2 光电池在光电检测和自动控制方面的应用

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。

2.3 CCD图像传感器（电荷耦合器件）的应用

CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合，应用了光、机、电和计算机相结合的高新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法，CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定位和自动调焦等方面。

2.3.1 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测量工件的尺寸或缺陷。

2.3.2 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用。论文参考网。

2.3.3 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视装置、指纹机。

2.3.4 CCD固态图像传感器作为摄像机或像敏器件，取代摄像装置的光学扫描系统（电子束扫描），与其它摄像器件相比，尺寸小、价廉、工作电压低、功耗小，且不需要高压。

2.3.5 M2A摄影胶囊（Mouthanus）,由发光二极管做光源，CCD做摄像机，每秒钟两次快门，信号发射到存储器，存储器取下后接入计算机将图像进行下载。

2.3.6 CCD是数码相机的电子眼，它革新了摄影术，现在光可以被电子化地记录下来，取代了胶片。这一数字形式极大地方便了对图像的处理和发送，”诺贝尔奖评选委员会称赞说，“无论是我们大海中深邃之地，还是宇宙中的遥远之处，它都能给我们带来水晶般清晰的影像。”

2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予华人科学家高锟以及两名美国科学家韦拉德-博伊尔(Willard Boyle)和乔治-史密斯(George Smith)，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。高锟的获奖理由为——“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”。两位美国科学家的获奖理由为——“发明了一种成像半导体电路，即CCD(电荷耦合器件)传感器”。

3.结束语

光电传感器及检控技术两者间的有效结合，提高了工农业领域、军用器械等等领域的生产率，降低了生产成本。可以预见，随着信息技术和自动化技术的快速发展，光电传感器、微/ 纳米光电测控技术等在国民经济建设中将继续得到越来越广泛的应用。

【参考文献】

[1] 彭军.传感器与检测技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[2] 谢向花.光电传感器检测技术研究.中国科技信息,2005 年第7 期.

光电检测技术论文篇（4）

中图分类号：TG83 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0091-02

1、引言

检测技术是保证产品质量的重要手段，其水平高低已成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一。产品的竞争实质上是质量的竞争，而产品质量的提高，除设计与加工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。生产自动化程度的发展，产品数量的增长，在一定程度上也受到检测效率的制约。对于军事工业而言，弹药弹体检测技术是关系弹体生产质量的重大关键性技术，随着新型武器的研制与科学技术的迅速发展，对检测的精度和效率提出了越来越高的要求。因此，提高检测精度和检测效率是检测技术的主要发展方向。传统的弹药弹体尺寸检测是采用手工测量方法，即将游标卡尺卡在弹体尺寸需要检测的位置，通过人工读数来判断弹体尺寸是否合格。这种手工测量方法，不仅费时费力，并且精度不高，满足不了现代生产自动化的需要。

长期以来，国内外学者对弹体直径测量进行了大量的研究，但是在大直径尺寸测量方面一直没有理想的方法和仪器出现，尤其在机械加工行业中，大直径尺寸的精密测量尚未得到很好解决。用现有的或大型千分尺进行测量既费时又达不到精度要求。所以，进行精确的大直径工件几何尺寸测量研究的意义十分重大。

2、硬件条件限制分析

当被测弹药直径尺寸跨度较大时，无论怎样改进系统结构，光学系统中的镜片尺寸都会很大，其结果是：不仅镜片加工困难，而且像差很大，因此测量误差很大，无法保证测量精度。

根据误差分析和光学设计经验，f-θ透镜尺寸≤80mm的情况下的像差较易保证。因此，针对待测炮弹外径测量范围，作出以下分级：

（a）小尺寸直径

（b）大尺寸直径>60mm。

两个尺寸段无法用一台设备兼容，因此，我们需要对上述小尺寸直径测量系统进行改进，以满足对大尺寸弹丸直径的测量

3、小尺寸弹丸直径测量系统

测量系统由激光器、扫描多面棱镜、扫描透镜、接收透镜、光电接收器等组成。

3.1 测量原理

图1是激光扫描测量系统测量原理图。激光器发出的激光束照射到扫描棱镜上，扫描棱镜由扫描电机带动以恒定角速度高速旋转，扫描光束经过f-θ透镜后形成与光轴平行并以恒定线速度扫描的扫描光束。

扫描电机和扫描棱镜是关键器件，它决定了测量区域扫描光束线速度v的稳定性、光束的平行性和准直性，从而决定了仪器的测量精度。f-θ透镜的作用是将匀角速度扫描的光束变换为与光轴平行的像方匀线速度扫描的平行光束。f-θ透镜的精度不仅影响扫描线速度v随垂直位置变化的特性，决定了仪器的线性指标，而且还影响扫描光束的平行性和准直性，决定了仪器的测量精度与测量的重复性。扫描电机的速度稳定性、轴向和径向跳动，以及扫描多面棱镜的形位误差等影响光束的线速度v的稳定性和扫描光束入射的准确性，决定了仪器的重复性和稳定性。扫描激光光强的稳定性、光电信号边缘检测的准确性、光学系统的安装误差等对的检测精度起到至关重要的影响作用。

3.2 测量过程

激光器发出的激光以恒速对被测弹体进行扫描，经聚光透镜到达光电接收器，根据光电接收器接受光强的变化阈值（参看图2）确定扫描时间t。若扫描速度为ν，对工件扫描时间为t，则被测工件直径D：

3.3 误差分析

影响扫描法测量弹径误差的因素包括多个方面。如扫描速度不是常值而是扫描棱镜转角Φ的函数，此时可以用平均扫描速度来求激光扫描尺寸检测系统的误差。其中平均扫描速度（为有效扫描口径的半径角），测量的三个基本参数为电机的转速、光学系统的焦距、时钟脉冲的频率，这些误差对测量精度的影响关系式为：

由式（1-3）：若激光脉冲频率，；设计焦距为，；电机转速为，，

被测弹径，则：

4、大尺寸弹丸直径测量系统

由扫描测量头（两台）、光栅尺、直线滚珠导轨、滚珠丝杠、控制电机、计算机系统等组成。

4.1 测量原理

大尺寸直径的弹丸测量依然采用激光扫描法测量原理。和小尺寸直径弹丸测量不同的是，大尺寸弹径测量要用两个扫描头，而且在测量前要对扫描头之间的距离进行标定。

测量前，将两台扫描头移出被测区域，并用标准尺标定出两个扫描头的距离（设为L）。

4.2 测量过程

测量时，在电机的驱动下，两个扫描头同时向被测弹丸待测部位靠近，如图3所示，当两个扫描头发出的激光束与被测弹丸的外径相切时，经过光电转换，光电接收器的输出电压分别出现两个下降沿，在通过实验确定阈值后，阈值处就分别对应一个触发脉冲，该触发脉冲便是两个光栅尺的计数指令，此时两个扫描头相向运动的距离分别为和，则被测弹径（D）为：

（1-4）

4.3 误差分析

（1）基础距离L标定误差：

此项误差为系统误差，可通过测量标准件等方式予以消除。

（2）扫描头移动距离测量引起的误差：

（a）由光栅尺引起误差：

光栅尺测量精度为0.005，则由此引入的测量误差为0.001。

（b）由于边缘阈值判断引起的误差：

采用像元间距为7的CCD相机，经光学系统后，分辨率可达0.003mm，由此引起的误差为0.001mm。

（3）测量总误差为：

由于采用两侧扫描方法进行测量，实际引起的误差为左右两个扫描系统误差和，按最大极限误差累计，可得：

5、结语

本文较详细的介绍了使用改进后的激光扫描法测量弹丸直径的方法。对其关键原理进行了论述，检测效率和精度都达到了预期目标，证明了该测量方法的可行性。此设计方案可普遍适用于一般弹丸弹体的检测。

参考文献

[1]于海蓉.特种弹药弹体尺寸自动检测系统测量方法和软件设计研究.[硕士学位论文]国防科技大学，2003.

[2]“弹药静态参数测试系统研制方案”.长春理工大学，2005.09.

[3]张明明.弹箭静态参数综合测试系统.[硕士学位论文]南京理工大学，2005.

[4]宋涛.曲臂花键轴跳动误差非接触检测技术研究.[硕士学位论文]长春理工大学，2003.

[5]阎荫棠.几何量精度设计与检测.北京：机械工业出版社，1996.08.

光电检测技术论文篇（5）

中图分类号：TK514 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0065-02

太阳能发电技术中，最具技术含量的一项莫过于光伏发电技术，近年来随着太阳能发电产业的迅猛发展，光伏发电技术已成为该行业的技术热门。我国自2005年颁布《可再生能源法》以来，逐步加强了全国高新技术院校、研究所等对光能发电技术渗透研究。尤其是在十八届一中全会以来，全国人民在的坚强领导下，坚持走绿色环保道路，深化企业改革，积极引进研究高新技术。太阳能发电在我国迎来春天，经过几年的努力，我国太阳能发电产量已占据世界40%的份额。尽管光伏发电产业规模在不断扩大，但是产业核心技术却一直掌握在西方国家手里。目前最为业界人士重视的光伏逆变器的测试研究在我国就存在着重大的技术瓶颈。在国家政策的支持下，国内光能发电产业中也已成就不少逆变器生产企业，并且均在逆变器性能检测技术方面涉足多年。因为我国工业技术起步晚，初期又缺乏技术人才和理论支持，就技术层面讲，国内大部分企业的结构工艺、智能化程度、转化效率等方面与西方国家还存在很大的差距。

1 我国光能发电产业的发展现状

在全球环境持续恶化，不可再生资源消耗殆尽的今天，太阳能发电无疑是彻底解决“能源危机”“环境污染”的人类救星。应对可持续发展的全球战略，光能发电成为世界最前沿的尖端技术。为了大力坚持鼓励光伏发电产业在我国的发展，政府分别于2009年和2010年颁布了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》《关于加快培育和发展战略性新型产业的决定》，该政策都明确了我国将坚定发展多元化太阳能发电市场的决心，“十二五计划”以来太阳能发电等新能源产业再次被提上重要议题[1]。

据国家能源统计局数据报告显示，仅截至到2013年我国太阳能发电的电源装机量就达到了335.1%的增幅。借助国家政策对太阳能发电产业的强大扶持力度，整个光伏发电产业链发生巨大变革，光能发电生产材料多硅晶及组件的成本降低又进一步推动了我国光伏发电工程、装机规模的迅猛发展[2]。2013年的数据显示在我国光伏发电的装机数量已突破1500万kW。

光伏发电整个产业链及相关产业在我国已初具规模，主要包含了光能发电主要材料多晶硅的制造生产，太阳能电池的制造封装，光能专用材料、设备的制造安装维护等。与我国飞速发展的光伏制造业相比，在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年，我国太阳能电池产量仅为3 MW，到2007年年底达到1088 MW，超过欧洲（1062.8 MW）和日本（920 MW），跃居世界第一位。2010年，我国太阳能电池产量达到8GW，约占全球光伏电池产量的一半，但2010年，我国新增光伏发电装机约500 MW，累计仅800 MW。中国要达到国际能源署技术路线图中提出的光伏发电比例的全球平均水平，累计光伏安装量在2020年前需要达到60 GW光伏，2030年达270 GW[3]。

随我国光伏市场外部环境的不断变化，我国光伏产业的发展局限性日益凸显出来，具体表现在如下几方面。

（1）规模庞大实力软弱，因为我国工业化程度低科研力量薄弱，我国光伏产业在国际市场难以挣得话语权，虽然全年产品出口量巨大，但不能把握产品的价格走势，短期内会因全球市场的需求消耗而占据大部分市场份额，但这样的情况会随着技术落后差距逐渐消失。

（2）专业技术薄弱，我国的光伏产业一直受制于西方国家，其根本原因就是相关高新技术的缺失，在我国尚未建立一套全面完整的光伏科研创新体系，全国范围内与光伏相关的支撑产业如精密仪器、多晶硅材料等几乎全部依赖于进口，这就使得整个光伏产业只能屈服于整个产业链的低端，缺乏国际竞争力的产品往往只能获得薄弱的利润[4]。

（3）国内需求不足，技术薄弱导致大部分生产原材料依靠进口，这大大增加了国内光伏发电成本，加之相关国家政策的短缺，目前为止我国当年装机量还不能达到全年产能的10%，这显示出我国国内光伏发电应用市场的严重不足。

2 国内光伏逆变器检测平台的应用与存在的问题

光能发电创造可再生节能能源，符合全球应对坏境恶化的整体趋势，将成为世界技术领域最炙手可热的科研项目是毋庸置疑的。在光伏发电系统中最为关键的一个组成部件叫做“光伏逆变器”，其功能用最专业的解释为：将光伏发电产生的直流电源通过内部结构的调整转换为交流电，以便将光能转换来的电接入实际应用中的电力网络和负载[5]。近年来受生产组件价格的大幅降低和国内标杆电价政策的出台，光伏逆变器产业的发展得到了巨大的提升。据业界专家介绍，逆变器是光伏发电系统中起功率调节的核心器件，因其特殊的功能地位使得行业对逆变器的生产加工等质量的要求极高，仅造价成本就占据了整个系统15%左右的费用。逆变器市场在我国虽具有光明的前景，但是国内逆变器的生产质量却令人担忧。在不完善的市场体制下，层次不齐的生产厂家根据不同的客户需求及应用要求生产质量水准不一致的产品，逆变器的技术改进一直得不到市场推动，缓慢的产品更新速度严重制约着我国整个光伏发电行业的飞跃。展望光伏产业未来的无限前景，立足国际市场，我国的逆变器生产不仅仅需要量的激增，更加迫切需要质的提高。

中国光伏专业委员介绍说，光伏发电系统能否长期稳定运行很大部分上取决于逆变器的工作性能，其综合性能直接关系到光伏系统的安全可靠性、能源利用率和负载供电质量等[6]。为保证光伏系统的安全运行，逆变器在投入使用前都会进行性能检测实验，目前国内的逆变器性能检测平台多是采用室内实验室的检测方案。即通过利用人工模拟的光伏电池组进行输出试验，该模拟光伏电源可以简便帮助实验人员完成逆变器的功率转换实验。而实际上，逆变器在被应用到光伏系统中去后将要应对各种复杂的外界环境，比如：阳光强度，空气湿度，环境温度，电网及设备的运行状况等因素。实验室中人工设定的实验环境和电网条件根本无法模拟逆变器实际应用中的各种客观问题。这就导致国内大部分逆变器出现能通过国实验室质量认证却能以长期稳定的保证光伏系统运行的情况发生。为保证光能产业长期安全的发展，尽快展开逆变器的室外研究、检测是我们不能逃避的路障。但是在我国，逆变器的室外检测平台技术几乎属于空白内容，由此可见，深化发展我们新能源技术尤其是光伏发电技术，当务之急是加快逆变器的室外检测平台建设。

3 光伏逆变器户外检测技术方案

3.1 逆变器户外检测平台设计方案

平台的设计建设应当依托现有光伏电站开展，整个平台系统由三部分组成：光伏发电系统即光伏电站，逆变器测试设备和逆变器综合性能的分析系统。

其中光伏发电系统包括了光伏电站的部分内容，光伏阵列、光伏防雷汇流箱、变压器、负载电网等。对逆变器性能的检测设备包括：气象站、电能质量分析仪、功率分析仪等。逆变器性能综合分析系统将采集电站运行及被检测逆变器的测试信息，通过分析处理有效数据对逆变器在室外实际工作环境的性能表现做出评价。

3.2 逆变器综合性能分析系统

逆变器综合性能分析系统将采用LabVIEW和QT等软件开发工具进行开发设计。在该平台做逆变器检测时，分析系统可以根据检测要求调整出符合条件的具体工作环境，同时，分析系统还将自动收集、分析、处理相关数据。测试结束后，整个实验过程的实际数据都将储存在分析系统中，由系统根据预定的性能要求标准给予被检测逆变器综合评分。

3.3 逆变器户外测试方案

目前专业的光伏测试系统对逆变器的监测项目包括：逆变器跟踪太阳辐照度，转换效率，功率因数、输出电压稳定度、输出电能质量，软启动，通讯功能等，该文就几项重要性能测试方案给予阐述。

3.4 逆变器跟踪太阳辐照度的性能测试

按照逆变器的功能要求设计，逆变器应当对发生剧变的气象参数尤其是辐照度及时有效的做出相应，以满足光伏系统的发电要求。但是辐照度急剧的变化会产生震荡功率，这将冲击逆变器内部元件甚至导致逆变器跳机情况发生[7]。逆变器如果响应迟钝失效最终将影响光伏系统的产量。测试方案是利用分析系统对比分析气象监测系统和功率分析仪、电能分析仪的三方数据。通过系统对比辐照度和功率波形之间的变化关系最终评定逆变器跟踪辐照度的性能指数。

3.5 转换效率实验

转换效率最直接的代表了逆变器的本质功能，即光能转换的直流电再转换为交流电的效率。目前业界普遍采用的是“欧洲效率”进行计算测试，欧洲效率是加和逆变器分别在i%额定输出功率下的转换效率的一种加权平均值[8]。功率试验利用分析系统综合计算、分析功率分析仪实时监测到的全部数据，并最终给予功率转换性能指数。

3.6 输出电压稳定度测试

输出电压稳定度表征了逆变器输出稳定电压的能力。当前大部分逆变器的性能要求中普遍存在电压调整率一项，电压调整率表示给逆变器输入在允许范围内的波动电压时，逆变器得到的输出电压的偏差百分比。而工作要求严格的逆变器还需要提供一项敷在调整率的参数，表示逆变器负载在0%到100%范围内变动时，其输出电压的偏差百分比。

3.7 谐波测试

按照国际要求，逆变器在额定功率负载下运转，注入电流谐波的总畸变概率不得超过5%，其他负载状况下，逆变器注入电网的各次谐波电流值不得逆变器额定功率运转时可接受的各次谐波电流值[9]。在该检测平台中将利用电能质量分析仪实时监测并记录逆变器的谐波情况，最后将数据输送给逆变器综合性能分析系统，并对逆变器的谐波性能做出分析评价。

4 光伏逆变器户外检测平台建设目标

长期以来，我国光伏发电产业具有巨大发展潜能，无论时经济市场融资组建光伏产业，还是我国丰富的光照资源，都为光伏产业的扩展奠定了物质基础。但是因我国工业化进程起步晚，专业人才缺失，大部分理论知识被欧美国家垄断，我国光能事业的进一步拓展被紧紧的捆绑在技术落后的小辫子上。逆变器室外检测平台作为国内技术空白的突破性科研项目，其被赋予和寄托了多方面的目标和希望。

技术目标：光伏逆变器户外测试平台的建立不仅弥补了我国在太阳能利用方面的技术空白，通过户外测试平台的测试研究将进一步完善光伏产业整体产品质量和服务水准[10]。户外测试平台将彻底解决逆变器室内检测达标实际应用不过关的情况，在对逆变器的整体测试实验中，逆变器与光伏电站运营变化的对应反映，将有助于电站的进一步提升，所得实验数据是将成为光能开发利用理论研究的宝贵资料。

经济目标：户外测试平台一旦开发建设成功，可将其投入商业运作，开放式的管理模式既能规范我国逆变器生产市场又能带动一大批新的高科技产业。户外检测平台将被纳入到光伏产业链中，立足于前景无限的新能源市场，户外检测平台将引领新一批的光能产业经济高潮。

社会效益目标：光伏逆变器检测平台在研究之初就被赋予众望，我国光伏市场仍处于杂散乱多的状况中，市场的深化改革需要技术的支持，只有不断保障逆变器的性能指标，整个光伏市场才能够向更高更科学的远方前进。

5 结语

光伏发电在我国还有很远的路要走，就目前国际形势来看，光伏发电无论是在中国还是在全世界都有广阔的发展前景，但是我国的光伏产业不仅仅需要政府、政策的积极引导和支持，广大科研人员应当担负起重任，励志攻克技术难关，突破国外产权枷锁，为我国的光伏产业塑造强劲的“发动机”，作为光伏产业的一员，光伏企业更应当积极配合国家相关法律法规的实施要求，承担社会责任，努力营造良好的光伏发展氛围。

参考文献

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[2]朱伟刚，林海梅，周蕾.太阳能光伏发电在中国的应用[J].现代电力，2007（5）：19-

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[3]国家发改委，全球环境基金，世界银行.

中国光伏产业发展研究报告[R].中国可再生能源发展项目办室，2004.

[4]Haeberlin.Inverters for Grid connected PV Systems：Test Results of some new Inverters and latest Reliability Data of the most popular Inverters in Switzerland[C]//14th European Photovoltaic Solar Energy Conference Barcelona.1997.

[5]Q/GDW617-2011光伏电站接入电网技术规定[S].2011.

[6]许苑，王科，陆志刚，等.光伏并网逆变器入网检测平台实现方案研究[J].可再生能源，2013，31（6）：30-33.

[7]高桥清.太阳光发电[M].科学出版社，1987.

光电检测技术论文篇（6）

随着国民经济的发展，电力事业迅速增长，装机容量和电网规模日益增大，人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高，在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是导致电力系统事故最多的设备之一，它的故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目，现今大多数运用的技术有局部放电法，和变压器油色譜分析法等。

一、变压器在线监测研究现状

（一）变压器局部放电（PD）在线监测

1．原理：变压器故障的主要原因是绝缘损坏，在故障前有局部放电产生，且伴随下列信号：电流脉冲，电波、超声波，C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO等气体，光信号，超高频电磁波。对上述五种信号进行测量，可以确定变压器内部局部放电的严重程度。因此五种信号的监测都有人研究。在这些检测方法中，电流脉冲法是最灵敏的。但是变电站现场电信号的干扰也是比较大的，因此采用常规的电流脉冲法，很难进行测量。超声波法及油中气体分析法现场干扰较少，但超声波法灵敏度低，对于那些深藏在绝缘内部的放电往往检测不到。同时超声波信号的传播时延大多是用电流脉冲信号触发计时器来获得。在现场使用时，局部放电产生的脉冲电流信号，往往淹没于高的干扰脉冲之中而无法分辨，难以触发计时器工作，从而导致监测系统作出错误的判断。

2．方法：（1）差动平衡法：比较进入测量系统的两个信号，一个来自中性点传感器，另一个来自变压器铁芯接地传感器。当变压器内部产生局部放电信号，它在变压器中性点及铁芯接地传感器上，产生两个方向相反的电流脉冲。而当变压器外部存在干扰信号时，他在这两个传感器上产生的电流脉冲方向相同，适当选择频率，对这两个电信号进行比较，就可以对电晕干扰加以抑制。（2）超声波检测法：利用超声波传感器，在变压器外壳上检测局部放电产生的声信号。一方面当变压器内部发生局部放电时，所产生的电流脉冲信号就被检测到，另一方面分布在油箱壁上的几个超声波传感器也会检测到声波信号。但它要比电脉冲延迟某个时间，根据这个延迟时间，就能确定传感器和放电发生点之间的距离，从而确定放电点的位置。（3）电气定位法：利用超声波传播的方向和时间以及放电脉冲在绕组中的传输过程来确定放电位置的定位方法。

（二）变压器油中溶解气体（DGA）在线监测

用油中溶解气体气相色谱分析判断变压器内部故障：

1．原理：油浸电力变压器中主要绝缘材料是变压器油和绝缘油纸。这两种材料在放电和热作用下，会分解产生各种气体。而变压器内部故障都伴随着局部过热和局部放电的现象，使油或纸或油和纸分解产生C2H2，C2H4，C2H6，CH4，H2，CO和CO2等气体。当故障不太严重，产气量较少时，所产生的气体大部分溶解于绝缘油中。此外，发热和放电的严重程度不同，所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。因此，对油中溶解的气体进行气相色谱分析便可发现变压器内部的发热和放电性故障。

2．方法及其发展

（1）一般采用常规气相色谱仪进行变压器油率溶解气体的定期检侧，即试验人员到变电站抽取部分脱出气体注入气相色谱仪的进样口，用气相色谱仪检测，输出结果，最后将结果与标准进行比较判断。

（2）为了克服常规油色谱分析法的繁琐而复杂的作业程序，人们研制出了油中气体自动分析装置，即将常规色谱分析仪的脱气和气体浓度检测两部分置于变压器安装现场，在技术上实现自动化分析，显然，这种油色谱自动化分析装置的功能与常规色谱分析法相仿，结构上未发生根本变革，仅是作业程序上实现了自动，从技术经济上限制了它的推广应用前景。

（3）人们不得不研究在原理结构上有所变革创新的在线监测装置。在变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中，人们首先想到的是在油气分离上作变革，为此采用由仅使气体分子通过的高分子透气膜组成油气分离单元，从而不仅大大简化了油中气体自动分析装置的结构，而且实现了在线监测。

（4）气体检测单元上作出变革，不用复杂的色谱仪，而用气敏传感器对分离气体检测。由于气敏传感器的敏感度与所添加的贵重金属有关，工艺上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度，因此，人们最先研究成功的在线监测装置是监测变压器油中的氢气量。由于不论变压器内部故障种类如何，氢气是故障产生气体的主要成份之一，在线监测油中的氢气量就能判断变压器有无异常，然后通过常规色谱分析法来进一步判断故障种类和程度，因此，虽然这种只能判定有无异常而不能诊断故障种类的在线监测装置功能有限，但因其比常规色谱法进了一步而得到了广泛应用。

二、变压器在线监测研究发展趋势及研究方向

1．仪器上：发展了光学器件如分红气体分析器，红外气体分析器的特点是能测量多种气体含量。测量范围宽，灵敏度高精度高，响应快，选择性良好可靠性高，寿命长，可以实现连续分析和自动控制。红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律（I．amhert-Beer定律），从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外（FTIR，Fourier Transform InfraRed）型以及基于微机电系统（MEMS Micro-Electro-Mechanical System）技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器（NDIR）指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同，吸收固定红外线的能量就不同。

2．理论工具上：模糊理论，人工神经网络，专家系统及灰色理论在DGA的分析中都有应用。

三、结语

变压器作为发变电系统中重要设备，安装在线监测系统的必要性已渐渐成为电力行业的共识，电力变压器的工作效率代表了电力部门的财政收益，变压器的在线监测提高了运行的可靠性，延缓了维护费用的投入，延长了检修周期和变压器寿命，由此带来的经济效益是非常可观的。电力设备的在线监测技术是今后的发展方向，具有广阔的前景。

参考文献

[1]徐杰．浅谈电力变压器故障的在线监测 ．技术与市场（上半月）[J]．TECHNOLOGY AND MARKET，2006，（6）．

光电检测技术论文篇（7）

中图分类号：TG13 文献标识码：A

1 重金属光谱检测法

1.1 原子吸收光谱法。原子吸收光谱法（AAS），是通过检测待测样品原子蒸气辐射出来的特有光波来进行定量分析，原理是光源辐射出波长一定的入射光，入射光在经过原子化器中时有部分被原子蒸气所吸收，未被吸收的光经过分光系统以及监测系统测得相关数据，即吸光度。通过吸光度和待测元素的院子浓度的线性关系，可以求得待测物质中相关元素的含量。这种方法有点突出，即拥有较高的灵敏度、较快的分析速度、广泛的测量范围、简单的仪器组成以及方便的操作方法，能够对微量和痕量重金属作出快速分析。

1.2 原子荧光光谱法。原子荧光光谱法（AFS），是一种通过测定原子在激发状态下所发出的荧光强度，对原子进行定量分析的光谱分析方法。使用原子荧光光谱法测定土壤中相关重金属原子以及其他元素的方法较多，如氢化物发生-原子荧光光谱法、程序控温石墨消解-原子荧光光谱法、双道原子荧光光度计法等等。

1.3 电感耦合等离子体发射光谱法。电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）是通过判断样品中相关原子或者离子被激发所产生的特征辐射，从而进行相关分析。依次使用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸对土壤样品进行消解，采用电感耦合等离子体原子光谱法对其进行元素分析。经过国家一级土壤标准物质分析发现经过优化的电感耦合等离子体发射光谱法拥有较高的精密性。

1.4 激光诱导击穿光谱法。激光诱导击穿光谱技术（LIBS）为一种常见的激光烧蚀光谱分析技术。该技术能够实现快速和实时的样本分析，在相关物质的定性和定量分析中被广泛采用。激光诱导击穿光谱主要用于检测质量分数高于10-6的元素。国内的研究人员曾利用激光诱导击穿光谱法对表面氧化钢中铬镍铜铝等元素、高炉流道中的组分和温度、铝合金中铜铁硅、彩绘文物、不锈钢等进行分析，这种方法同样可以运用到土壤样品中重金属元素的定量和定性分析。

1.5 X射线荧光光谱法。X射线荧光光谱（XRF），是一种使用X射线对样品中成分和含量的定性和定量分析的技术。中国科学院环境光学与技术重点实验室和安徽光学精密器械研究所的研究人员在实验条件下，使用NITON XLt793型便携式X射线荧光光谱重金属分析仪对土壤中的铅元素展开分析，测定不同铅浓度征谱线的变化情况，并找出光谱强度与浓度呈线性关系的铅浓度范围，建立了相关的定标曲线。

1.6 表面增强拉曼光谱法。表面增强拉曼光谱（SERS）利用增强因子将常规拉曼光谱信号增强，降低常规拉曼光谱散射截面低所带来的不利影响。表面增强拉曼光谱法应用的领域较广，可以用于测各种食品和药品中的添加剂成分的检测、牛奶中三聚氰胺的检测、水产品中孔雀石绿的检测。在科学研究中具有重要意义，如被用于研究铁吡啶类缓冲剂和自组装DNA同钴邻菲Luo啉配合物离子作用的研究。

2 土壤重金属光谱检测国内外研究现状

2.1 国外研究现状。国外对于土壤重金属光谱检测技术的研究较多，如利用反射光谱对矿区土壤的重金属污染进行评估，使用LIBS探讨土壤中相关技术元素的检测限和分析方法，使用电感耦合等离子体发射光谱技术对经过处理的土壤进行重金属含量和形态的分析。同时研究的方向不断多元化，如探讨利用智能软件技术结合LIBS对土壤镉元素进行分析，利用特殊的X射线荧光光谱对有机垃圾引发土壤重金属污染的情况的分析。

国外研究人员使用近红外光谱能够定量分析废气中所含的金银矿的土壤重金属，以及重金属分布图描绘。使用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定重金属在土壤中的形态进行分析。结合计算机智能软件技术LIBS定性和定量技术，研究土壤中的铬，利用反射光谱对开采后的矿区土壤重金属污染进行评估。应用LIBS测量系统测量土壤约，钾，镁的检测极限，分别为12、9、9、7mg/kg。通过研究在土壤中的大部分金属的检测极限为10-100ppm，国外研究人员通过土壤重金属的等离子体温度的测试结果，对定量分析的检测和分析的应用进行了讨论。部分研究者使用原子吸收光谱法能够检测土耳其的色雷斯地区的表层土壤中的某些元素和锌的重金属含量。

2.2 国内研究现状。国内对于重金属光谱检验的研究较晚，但是发展速度比较快。国内进行的重金属光谱检验主要有以下几个方面：利用原子吸收分光光度分析法对经过多种酸进行消解的土壤样本分析，准确测定了其中的铜、铅等成分的测定；通过表面增强拉曼光谱法，以巯基苯甲酸为标记并作为自我组装修饰分子，利用扫描电镜实现对重金属离子的分析等。国内研究人员通过全分解的方法进行消解土壤样品，并且结合了原子吸收分光光度法和标准加入法测定土壤中的锌、铜、镐、铅、铬、镍的含量。部分研究人员对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组修饰分子，采用了扫描电镜表征纳米粒子的组装以及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号，以此实现重金属离子的检测。还有研究人员基于LIBS的方法通过对土壤中的中金属进行实时检测并对实验数据进行了分析，旨在探讨激光诱导离解光谱技术的定量化反演方法的应用。

3 对重金属光谱检验的讨论

对土壤重金属光谱的检验的关键技术问题在于土壤重金属的消解，因为土壤中的重金属多以化合物的形式存在，其检验需要进行前期处理，这也是检测结果精确定的决定因素之一。传统的消解方法多为湿法消解或者干法灰化，部分人员针对土壤重金属测定中不同的消解方法作了对比和研究，得出密闭容器消解法优于点热饭法和干灰化法。在x射线荧光光谱检测中，基体效应的校正和本底的扣除则是它的关键问题。有些人对能量色散x射线荧光光谱背景扣除方法进行了探讨，采用的是波峰法和小波峰法对实际的谱线进行了处理，并且取得了很不错的效果。还有部分人员将神经网络的基本参数算法应用在了x射线荧光定量的分析之中，并且与理论系数相比之下，nnfp的算法提高了非线性基体效应的校正能力以及预测的准确度。

结语

由于社会经济的高速发展，产生大量的工业和生活垃圾是在所难免的，然而这些垃圾对我们的土地造成严重污染，其中重金属的污染危害最为严重。因此，建立一整套重金属检测技术体系意义重大，而光谱检测技术在这方面的发展潜力为人们所看好。

参考文献

光电检测技术论文篇（8）

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0318-01

VOC是挥发性有机化合物（Volatile Organic Comounds）的英文缩写，但是这里主要指的是对人类身体和环境造成不利影响的挥发性有机物。在常温下容易挥发的有机物主要包括苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醇、乙醇、十四碳烷、酮类等。这些化合物由于其易挥发和亲油的特性被人们广泛用于烟草、纺织、玩具、装修、汽车配件、电子电气、化妆品等行业。该物质的易挥发性质使其融入空气，造成空气污染，从而危害人体健康，下面简要分析VOC的检测方法以及未来的研发方向。

一、 VOC的检测方法

目前VOC的检测方法主要分为两类：一类是气相色谱法；另一类是高效的PID检测法。

1 气相色谱法

1.1原理

气相色谱法即利用气体作为移动相的色谱法。该技术是气相色谱仪的核心技术。气象色谱仪中有一根流通型的狭长管道，被人们称为色谱柱。选中7种样品作为参照物，利用气相色谱技术将混合挥发性有机化合物进行分离，即有机化合物随着气流的运动而运动，逐渐被吸附剂吸附或被固体液溶解，由于不同物质的吸附和溶解速度的不同而被分离。有机化合无分离后从管道流出，被检测仪检测，反射出不同的信号，再将其信号传变成电信号输出。

1.2空气中甲醛的检测

甲醛是室内常见的有害有机化合物，对人体健康造成不利影响。在酸性环境下，空气中的甲醛吸附于二硝基苯的但体形成稳定的甲醇腙，再经过二硫化碳洗脱和色谱柱分离，并利用氢焰离子化检测仪对其进行检测，根据甲醛在色谱柱中保留时间的长短和峰值的高低来判断甲醛的性质和含量。

气相检测法师目前检测空气中甲醛含量较为先进的检测方法。利用该技术选取顶空气相色谱法来对其进行测定，该方案的高效性、灵敏度和回收率都适于检测汽车空气中的甲醛含量。该方案在0.2L/min流量和20L样品的条件下，其测定范围为0.02-1.00mg/m3。

1.3空气中苯系物的检测

苯系物被世界卫生组织认定为强烈致癌物质，其挥发性和有毒性极易被人们吸收，会产生头晕、恶心等不适现象，长期接触会引起慢性中毒，导致人体神经衰弱等症状。苯系物中甲苯、二甲苯做为装修的化工原材料，使其成为室内空气检测的重点。

空气中的苯系物经过活性炭的吸附，将水分、氧气等杂质去除，然后经过二硫化碳提取，再通过气相色谱法将其分离，其中色谱柱为6%腈丙苯基和94%聚二甲基硅氧烷的毛细管柱，进样口温度控制在250℃，然后经过检测仪检测定性，最后根据色谱峰的面积确定苯系物的含量。

2 PID检测法

PID指的是光离子检测仪，简单来说可以将其看做没有分离柱的气相色谱仪，相对于气相色谱仪而言能够得到更为精确的数据，特别是对PPM级有毒化合物具有较好的灵敏度和准确度，但是其选择性不大的缘故，被人们认为很难普及推广。实际上VOC常用的检测方法的选择性也并不宽广，PID检测法的优势在于它的针对性，小巧轻便，可连续测量，其可以为检测者提供实时数据，该检测仪还具有记录功能，可以对相关数据进行回放，便于检测者对其动态数据进行分析。PID检测是目前较为先进的挥发性有机化合物检测法，其检测达到0.1ppm分辨率，测量0-1000ppm的有机物质，PID测量技术为预防长期中毒提供可能，也是应急事故处理的最佳测量仪。

二、 空气中VOC检测方法的发展方向

空气中VOC传统的检测方法都有着自身的优缺点，未来检测法必然走向多元化的发展方向，提高数据的精确度和灵敏度。将电子技术、计算机技术与检测技术相结合，共同促进VOC检测法的进步。

1. 远红外便携光谱技术

结合现代分子运动与量子力学理论的研发成果，各个分子和原子被分成不同的能级，其释放的能量各不相同，对光谱的吸收特征也各不相同，从而判断空气中是否具有VOC成分，但是其检测原理由于受到光源的限制，传统的激光器输出的波长在紫外线的波长范围内，而这一波段中的有机化合物吸收的光谱有部分重叠的部分，因此需要针对多个色谱峰的面值进行计算。根据根据各个有机化合物的色谱峰特征的观察，可以发现大多数的色谱特征都体现在远红外波段内，利用这一特征，科学家致力于研发远红外波的激光器，从而增加气相色谱法的灵敏度和精确度。将远红外波激光器与二次谐波锁的探测技术相结合实现提升有机化合物检测的灵敏度。

2. 高场不对称波形离子迁移谱技术

波形离子迁移谱技术具有检测速度快、灵敏度高、微型化的优势，在各个领域内被广泛应用前景。该技术的原理是利用离子在高电场中迁移率的非线性变化将离子进行分离，即因为离子的质量和截面积的不同使其在高电场中的迁移率的不同，在电场条件保持一致的前提下，不同的离子有不同的运行轨迹，从而实现离子的分离。该技术与微电子机械系统相结合，实现对VOC检测的速率、分辨率和灵敏度等的提升。

3. 薄膜光波导技术

薄膜光波导技术具有高灵敏度、高精确度、简易操作、携带方便的优势，适用于需要快速检测的应急事故现场使用。光波导气敏传感元件是以光波导技术为核心的先进技术，该元件能够高效率的检测出挥发性有机化合物的气体。例如SnO2薄膜与玻璃光波导相组合有效检测空气中二甲苯的含量。

4. 激光光谱技术

激光光谱技术使用激光激发某类物质，物质被激发后会释放出其它的波段，再用光谱仪检测器光谱，从而判定其物质的性质与含量，该技术具有密度高、高亮度、方向性强和单色性强等优势。该技术推动气相色谱技术的灵敏度和分辨率得到很大的提升，例如荧光光谱、拉曼光谱等。

结束语

综上所述，目前空气中VOC检测法都具有自身的优缺点，根据自身技术的特点运用在不同的领域，但是该检测技术的应用存在一定的不足之处。针对未来VOC检测技术没有具体的发展方向，而是根据目前检测技术的现状与当下先进的科学与其它现代技术相结合，促进其检测技术的多元化，实现VOC检测技术的检测速率、灵敏度和精确度的提升，从而推动我国VOC检测技术的进一步发展。

参考文献

[1] 王黎明，周瑶，赵捷等.空气中VOC检测方法的现状及研究方向[J].上海工程技术大学学报.2011（2）.

光电检测技术论文篇（9）

科学技术的不断进步再加上电力事业在我国国民经济中所占有的重要地位决定着我们必须对电力设备进行定期或者不定期的检测，而由于各种检测技术所具有的不同特点，所以有必要对其在实践中的应用加以比较分析。目前，比较常见和实用的电力设备检测技术主要有红外拼接技术、光纤传感技术、RFID自动识别技术和红外热电视技术四种。不过，在对光纤传感技术在电力设备检测中的应用、RFID自动识别技术在电力设备检测中的应用以及红外热电视技术在电力设备检测中的应用这几个问题进行分析之前，我们先来了解一下红外拼接技术在电力设备检测中的应用。

1 红外拼接技术在电力设备检测中的应用

红外拼接技术是红外图像拼接技术的核心，它具有抗干扰性、穿透性以及强识别性等特点，这些特点可以保证我们获得较为高清的图像。据统计，电力系统出现的故障中有七成以上都是由高压输变电设备所引起的，严重影响着电力系统运行的安全与稳定，将红外拼接技术应用于电力设备的检测过程中，可以有效快速诊断出电力设备的内部与外部故障，并为故障的及时解决提供可靠依据。总体来看，红外拼接技术在电力设备中的运用流程主要有图像预处理、图像配准以及图像合成等三个方面，其具体的检测方法主要有表面温度判断法、热谱图分析法、同类比较法、相对温差判断法以及档案分析法等几种，各种方法的适用条件是不同的，比如表面温度判断法适用范围较狭窄，仅能判断一部分情况下的设备故障，同类比较法在设备均出现异常时会造成误判，热谱图分析法只能在设备处于正常状态时才能进行检测，档案分析法需要结合各个时期的温度场与变换情况进行检测。将红外拼接技术应用于电力设备的检测中，可以有效提高设备检测的准确性，不过在具体的应用过程中，可能会因现场环境以及红外热像仪成像等因素而导致红外图像只显示部分目标的现象，在实践中要加以注意。

2 光纤传感技术在电力设备检测中的应用

所谓光纤传感技术就是指利用光纤对一些物理量的特性加以把握，并将外部的物理量转化为直接可测量信号的一项技术。光纤具有很多的功能和优点，因此在电力设备检测甚至是其它领域中都有比较广泛的应用。从整体上来看，光纤传感技术在电力设备检测中的应用主要有两种方式，即功能光纤方式和非功能光纤方式。首先，功能光纤方式。所谓功能光纤方式就是利用光纤本身所具备的测量功能来对电力设备进行检测，对于涉及到相位、偏振等与物理光学概念有关的测量，可以采用单模光纤，这样可以取得更好的效果；其次，非功能光纤方式。非功能光纤方式在实际中的应用比较广泛，也比较成熟，这种方式对涉及光量等与光学概念有关的测量时，所采用的是传输量较大的多模光纤。不过，无论采用何种方式，都必须结合具体的电力设备特点与情况加以确定与分析。

3 RFID自动识别技术在电力设备检测中的应用

RFID自动识别技术采用的是内嵌RFID读写头和便携式PDA为核查终端的，与传统的设备检测技术相比，RFID自动识别技术具有数据准确、分类性好等特点，可以在提供准确数据的基础上，实时实现信息共享，从而大大提高设备检测工作的效率。在电力设备的检测过程中，RFID自动识别技术主要是由三个部分构成的，即现场的RFID电子标签、数据核查终端和后台服务器管理系统。一般来说，RFID电子标签主要是对详细的数据信息等进行存储与核查的，数据核查终端主要是为电力设备上的RFID电子标签提供检测与核查服务的，而后台服务器管理系统则主要是通过现场扫描的方式，对电力设备上的电子标签信息进行识别，以更好的获取电力设备进行检测的原始信息数据。从总体上来看，将 RFID自动识别技术应用于电力设备检测，可以实现以下功能：其一，对电力设备的基本数据和信息进行准确录入，以保证后期查询、修改等的方便；其二，对电力设备的图片信息加以存储，实现查询每个电力设备图片信息的目的；其三，通过对RFID电子标签的打印与统计，可以实现对用户的有效管理，帮助掌握有效信息。

4 红外热电视技术在电力设备检测中的应用

由于大多数电力设备都处于露天环境下，而且常年处于高电压、大电流的运行状态下，很容易出现断线、设备爆炸等故障，不仅造成严重的经济损失，而且也给人们的生命安全带来了一定的威胁。将红外热电视技术应用于电力设备的检测中可以在很大程度上减少甚至是避免这些问题的出现。红外热电视是一种能显示红外热图像以及温度的便携式仪器，具有很多特点，比如在自然界中普遍存在、不为人的肉眼所见、只能透过一些光能透过的介质以及其辐射功率随物体表面温度的增减而增减等。红外热电视技术将红外线技术与摄像机技术相结合，基本上是由光学系统、红外探测器、信号放大与处理以及显示器等几个部分组成。红外热电视技术可以对电力设备的具体部位进行有效检测，以更好的发现问题，并及时制定出详细的解决方案。

5 结语

在现代社会，人们的用电需求不断加大，对供电的安全性与稳定性也提出了更高的要求。鉴于电力事业与人们生产生活的紧密联系，我们需要尽量避免其运行过程中可能出现的故障，对此比较有效的方法就是加强对电力设备的及时检测与维修。本文从红外拼接技术在电力设备检测中的应用、光纤传感技术在电力设备检测中的应用、RFID自动识别技术在电力设备检测中的应用以及红外热电视技术在电力设备检测中的应用等几个方面进行了分析与阐述，希望可以为以后的相关研究和实践提供某些有价值的参考和借鉴。在具体进行阐述的过程中，由于各种各样的原因，可能还存在着这样那样的问题，在以后的研究和实践中要加以规避。

参考文献：

[1]王改香.红外拼接技术在电力设备检测中的应用[J].数字技术与应用，2012（11）.

[2]熊新荣，樊孝喜.光纤传感技术在电力设备检测中的应用[J].新疆职业大学学报，2006（3）.

[3]白雪鹏，刘华谱.RFID自动识别技术在电力设备检测信息管理中的应用[J].科技广场，2009（3）.

光电检测技术论文篇（10）

Abstract: This paper discusses the application of equipment testing technology in equipment management in the petroleum industry. Equipment detection technology is the use of various physical quantities, weak photoacoustic photothermal technique, produce all kinds of testing instruments and computer technology to combine the equipment, facilities for testing, to ensure the safe use of purpose. In this paper, through the status quo equipment testing, fault diagnosis, detection technology, expounds the necessary detection technology in equipment management.

Keywords: the application of detecting equipment management

中图分类号：TH45 文献标识码：A文章编号：

随着科学技术的发展,设备越来越复杂,自动化水平越来越高；设备在石油工业生产中的作用和影响越来越大；设备维护、修理的费用越来越高。通过对设备工况进行检测,对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因,采取措施避免设备的突然损坏,使之安全经济地运转,对石油工业的发展起着重要的作用。

1、设备检测技术的含义

检测技术是科技领域的重要组成部分, 可以说科技发展的每一步都离不开检测技术的配合，尤其是极端条件下的检测技术 , 已成为深化认识自然的重要手段 。设备检测一般是指采用各类检测仪器对设备各项指标进行检测，以达到保障安全使用的目的。

近几十年来 ,随着电子技术的快速发展 , 各种弱物理量 ( 如弱光、弱电、弱磁、小位移、微温差、微电导、微振动等) 的测量有了长足的发展 ,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换 , 使测量对象转换成电量 , 基本方法有: 相干测量法 , 重复信号的时域平均法 , 离散信号的统计平均法及计算机处理法等 。但由于弱信号本身的涨落、传感器本身 及测量仪噪声等的影响 , 检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制。

近年来，各国的科学家们对光声光热技术进行 了大量广泛而深入的研究。人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行分析和研究 ; 并且这种检测几乎适用于所有类型的试样 ,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像。还由此派生出几种光热检测技术 ( 如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等 ) 。尤其是近几年来 , 随着光声光热检测技术的不断发 展 ,光声光热效应的含义也不断拓宽 ,光源也由传统的光波 ,电磁波、x射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等 ,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器 ,从而适应了不同应用场合的实际需要 。

2、设备故障诊断的内容

2.1 设备故障诊断的含义

设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。

通过设备故障诊断鉴别设备的状态是否正常, 发现和确定故障的部位和性质, 预报故障趋势并提出相应的对策， 保障设备运行安全，防止突发事故；保证设备工作精度；实施状态维修(或预防维修)，节约维修费用；避免设备事故带来的环境污染及其它危害，造成企业较大的经济效益。

2.2 设备故障的分类

(1)按照故障发生、发展的进程分类，分为突发性故障和渐发性故障。

(2)按故障的性质分类，分为自然故障和人为故障。

2.3 设备故障诊断的目的

(1)通过设备故障诊断，及时、正确、有效地对设备的各种异常或故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。确保可靠性、安全性和有效性。

(2)制定合理的监测维修制度，保证设备发挥最大设计能力,同时在允许的条件下充分挖掘设备潜力，延长其服役期及使用寿命，降低设备全寿命周期费用

(3)通过检测、分析、性能评估等，为设备修改结构、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息。

(4)保证设备的安全、可靠和高效、经济运行。

2.4 故障诊断的任务

(1)了解和掌握设备的运行状态。包括采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法，结合设备的历史和现状，考虑环境因素，对运行状态作出评估，并为进一步分析提供信息。

(2)根据状态监测所得信息，结合已知的结构特性和参数、环境条件及运行历史，对故障进行预报和分析、判断，确定故障的性质、类别、程度、原因、部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果。

(3)根据故障诊断的结果，提出控制故障继续发展和消除故障的对策或措施( 调整、维修、治理) ；为推进视情维修体制提供依据 。

3、设备检测技术的发展现状

设备的检测技术发展成一门科学是本世纪中期的事。目前, 有关设备检测的基础理论和应用技术研究的机构已遍及美国、日本的许多研究部门。目前，我国在设备的检测技术研究和工程应用中形成了一定的规模, 并且许多行业取得了一批卓有成效的成果。

国内石油行业检测诊断技术主要集中在以下几个方面:

(1)传感技术:是反映设备状态参数的仪表技术。在输油气行业使用的各种类型的传感器,如压力传感器、和温度传感器等。

(2)超声波技术:利用声波能在气体、液体和固体中以振动的方式传递能量，如超声波阀门诊断仪、超声波测厚仪等。

(3)人工智能和专家系统:这方面将成为设备诊断技术的发展主流，目前已有“HAZOP分析系统”等。

(4)专门化与便携式诊断仪器和设备：便携式测振仪、便携式超声波流量计等。

4、设备检测技术在实际工作中的应用

设备的检测技术，可以迅速、连续地反映设备的运行状态，预示运行设备存在的潜伏性故障，提出处理措施，不同程度地延长设备的服役期，减免不必要的维修干扰，大大降低运行成本，是实行自动化和科学化管理设备、保障设备安全经济运行的有力措施。

分公司为了给运行25年的天然气管道“把脉”，开展的中沧管道内检测、站内管道内检测等项目，就是利用设备的检测技术，完成对设备维护保养从事后维修到预知维修的基础。

5、结束语

“管好、用好、修好”设备，不仅是保证简单再生产的必要条件，而且能提高企业经济效益，推动生产平稳发展的基本条件。设备检测技术与故障诊断是提高设备管理水平的一个重要组成部分，是避免重大事故发生，减少事故危害性前提。

现代设备的结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度越来越高。当设备出现故障时所带来的影响程度也明显增大，有时不仅仅是造成巨大的经济损失，往往还会带来灾难性的事故。因此，重视设备检测，并进行有效、合理的检测设备配置及实施，可以掌握运行设备的状态变化规律及发展趋势，防止事故于未然，为企业的安全生产提供保证。

光电检测技术论文篇（11）

中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0117-01

在高度发达的现代社会中，科技突飞猛进，信息瞬息万变，生产过程自动化已成为社会发展的必然趋势。而这些必须建立在强大的信息产业基础之上，人们只有获取大量准确、可靠的信息，再经过一系列科学分析、加工、处理，才能正确认识和掌握自然界的发展规律，带动科学技术的发展。生产过程中，我们主要依靠检测技术获取、筛选和传输信息，实现自动控制。

随着现代信息技术的发展，光子以其独特的优点：响应速度快，频宽、信息容量大，信息效率高，具有越大越大的竞争力，光子技术与微电子技术相互结合、相互渗透，已成为现代信息技术的支柱之一。应用这种技术做成的光电传感器具有精度高、反应快、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、形式灵活等优点，在自动检测技术中得到了广泛的应用。

光电传感器是一种以光电效应为理论基础，采用光电元件作为检测器件的传感器。它可以把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件，把光信号转换成电信号输出。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

1 理论基础——光电效应

光电效应分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指当光照射到某些物体上，电子从这些物体表面逸出的现象，外电光效应也称为光电发射效应。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。内光电效应指的是物体在光线作用下，其内部的原子释放电子，但是这些电子并不逸出物体表面，仍然留在物体内部，从而使物体的电阻率发生变化或产生电动势。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光电池等。

1.1 外光电效应

光照在光电材料上，材料表面的电子吸收能量。如果电子吸收的能量足够多，电子就会克服束缚逸出表面而进入外界空间，这就是外光电效应。

根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每个光子的能量为h（h为普朗克常数，h=6.63×1034 J/HZ，为光波频率）。不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子的能量就越大。如果光子的能量全部交给电子，那么电子的能量就会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律：式中m为电子质量，v为电子逸出的初速度；w为逸出功。

因此，要使光电子逸出物体表面，前提是。不同材料具有不同的逸出功，对每一种材料，入射光都有一个确定的频率限，只有当入射光的频率大于此频率限时，才会有光电子发射，否则，不论光强多大，都不会有光电子发射，此频率限称为“红限”。

2 内光电效应

半导体材料的价带与导带之间有一个带隙，能量间隔为。一般情况下，价带中的电子不会自发地跃迁到导带，所以半导体材料的导电性远不如导体。但是，如果通过某种方式给价带中的电子提供能量，就可以将其激发到导带中，形成载流子，增加导电性。光照就是一种激励方式。当入射光的能量时，价带中的电子就会吸收光子的能量，跃迁到导带，而在价带中留下一个空穴，形成一对可以导电的电子—— 空穴对。这里的电子虽然没有逸出形成光电子，但显然存在着由于光照而产生的电效应。这就是内光电效应。

要使价带中的电子跃迁到导带，也存在一个入射光的极限能量，即（是低频限）或者。入射光的频率大于或者波长小于时，才会发生电子的带间跃迁。光入射光能量较小，不能使光子由价带跃迁到导带时，也可能在一个能带内的亚能级结构间跃迁。

3 光电传感器的应用

光电传感器可以直接检测光量变化和引起光量变化的非电量，在检测技术、工业自动化及智能控制等领域都得到了广泛的应用，下面我们就来举例说明这种传感器在生产和生活中的应用。

3.1 光电隔离器

光电隔离器是由发光二级管和光敏晶体管安装在同一个管壳内构成的。发光二级管辐射能量能有效地耦合到光敏晶体管上。可以有多种形式，比如：发光二级管—光敏晶闸管、发光二极管—光敏电阻、发光二极管—光敏三极管。其中发光二级管—光敏三极管应用最为广泛，常应用于一般信号的隔离；发光二级管—光敏晶闸管常用在大功率的隔离驱动场合；发光二级管—达林顿管或者复合管常用在低功率负载的直接驱动场合。

3.2 文具盒的测光电路

学生在光线不均的环境中学习，很容易损害视力。应用光电池这种光电元件做成的文具盒测光电路能显示光线的强弱，指导学生保护视力。把硅光电池安装在文具盒的表面，直接感受光的强弱，用两只发光二极管作为光照强弱的指示灯。当光照小于100 lx时，光电池产生的电压比较小，两只发光二级管都不亮；当光照在100～200 lx时，其中一个发光二级管点亮，表示光照适中；当光照大于200 lx时，光电池产生的电压比较高，两只发光二级管都点亮，表示光照太强了。

3.3 条形码扫描笔

当扫描笔笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈现高阻抗，处于截止状态。当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。

整个条形码被扫描之后，光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，就完成了对条形码信息的识别。

3.4 光电式纬线探测器

光电式纬线探测器是应用于喷气织机上，判断纬线是否断线的一种探测器。当纬线在喷气作用下前进时，红外发射管发出红外光，经纬线反射，被光电池接收，如果光电池接收不到反射信号，则说明纬线已断。因此，利用光电池的输出信号，通过后续电路放大、脉冲整形等，控制机器是正常运转还是关机报警。

由于纬线很细，又是摆动着前进，形成光的漫反射，削弱了反射光的强度，还伴有背景杂散光，因此要求探纬器具备高的灵敏度和分辨力。为此，红外发光管采用占空比很小的强电流脉冲供电，这样既保证发光管使用寿命，又能在瞬间射出强光，以提高检测灵敏度。

光电传感器用途广泛，还有一些等待我们去研究、去发现。比如我们在阳光下看不清手机和电脑，这时我们可以利用光敏器件来改变手机和电脑的屏幕亮度。再如我们的空调，可以通过检测红外线自动调节至人体的舒适温度，当温度过高或者过低时，开启空调调节装置，而当人体处在舒服范围内，则可关闭调节装置，以节省能源。随着科学技术的发展，光电传感器会使我们的生活更加方便。