日期：2023-06-05
對于需要三刺激值或色溫類型傳感器的比色法，RGB 顏色傳感器通常是最具成本效益的解決方案，尤其是當(dāng)光譜儀的功能對于您的應(yīng)用參數(shù)而言過高或昂貴時。需要考慮的其他特征包括：紅外、紅色、綠色和藍色光譜靈敏度外形和物理尺寸限制提供兩種帶數(shù)字輸出的 RGB 顏色傳感器：數(shù)字和 I2C 兼容顏色傳感器。數(shù)字顏色傳感器同時測量紅色、綠色和藍色。有些型號對近紅外波長也很敏感。它們具有 12 位數(shù)字輸出和兩級靈敏度切換(低/高)以覆蓋各種光照水平?；蛘撸嫒?I2C 的顏色傳感器按順序測量 RGB 顏色。有些型號對近紅外波長也很敏感。它們具有內(nèi)部集成電路 (I2C) 接口、16 位數(shù)字輸出和兩級靈敏度切換(低/高)以涵蓋各種光照水平。
光敏二極管一、電磁波譜
光電二極管對電磁波譜的紅色、綠色和藍色區(qū)域敏感，非常適合需要少于全光譜信息的應(yīng)用。它們具有非常小的封裝和低單位成本。選擇 RGB 光電二極管時，重要的是要考慮以下檢測器特性：您的應(yīng)用所需的光譜靈敏，外形和物理尺寸限制
我們的產(chǎn)品為每種顏色提供模擬輸出，必須通過添加外部電路進行處理。紅外探測器中使用的光電二極管會產(chǎn)生與入射光線或落在其上的紅外線成正比的光電壓。通常，當(dāng)光電二極管通過接受光子而正向偏置時，會在光電二極管中產(chǎn)生 1V 電壓。這里來自火花或火焰的被動紅外線用于激活光電二極管以產(chǎn)生光電壓。
光敏二極管二、光電壓小
由于光電壓非常小，因此需要一個極其靈敏的電壓放大器來激活電路的其余部分。這里雙運算放大器 IC 741 (IC1) 用作帶滯后的施密特觸發(fā)器。它將來自光電二極管的輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為整形輸出信號。電阻器 R1 和 R2 構(gòu)成一個分壓器，將一半的電源電壓(4.5 伏)提供給 IC1 的反相輸入端(引腳 2)。電阻器 R3 將 IC1 的輸出連接到它的反相輸入。
光敏二極管三、保持低電平
光電二極管連接在 R1-R2 分壓器的連接點和 IC1 的同相輸入端(引腳 3)之間。在待機模式下(黑暗中)，光電二極管兩端的電壓將為零，IC1 的輸出保持低電平。當(dāng)發(fā)生火花或火災(zāi)時，光電二極管導(dǎo)通，IC1 的輸出變?yōu)楦唠娖?。施密特觸發(fā)器的滯后作用使其成為非常靈敏的放大器。即使在光電二極管變?yōu)椴粚?dǎo)通后，IC1 的輸出仍會保持高電平幾秒鐘。當(dāng)輸出變高時，反相輸入端電壓的任何微小變化都沒有影響。即使只有一個火花，這對于激活警報也非常有用。
光敏二極管四、電路操作
IC1 的高輸出用于觸發(fā) SCR BT169 (SCR1) 以激活繼電器。當(dāng)繼電器通電時，設(shè)備的電源將立即切斷。SCR1 保持鎖存狀態(tài)，直到按下關(guān)閉開關(guān) S1。當(dāng) SCR1 導(dǎo)通時，T1 獲得基極偏置并導(dǎo)通以激活報警發(fā)生器 UM3561(IC2)。齊納二極管 ZD1 將 IC2 的電源電壓保持在 3.1 伏的安全水平。IC2 通過將其引腳 6 接地來產(chǎn)生消防隊警報。IC2的輸出經(jīng)三極管T2放大，由喇叭發(fā)出報警聲。
光敏二極管五、建設(shè)與測試
基于光電二極管的火災(zāi)探測器電路可以很容易地組裝在穿孔板上。它可以由穩(wěn)壓 12V DC 供電。通過繼電器 RL1 的常閉 (N/C) 觸點將 230V 電源線連接到設(shè)備。使用單芯屏蔽線連接光電二極管，并將其放置在電源單元附近。為避免錯誤觸發(fā)電路，請將光電二極管放在直射光最少的地方。硅光電二極管利用內(nèi)部光電效應(yīng)，即當(dāng)光照射到探測器時，探測器本身的電氣特性會發(fā)生變化的現(xiàn)象。顧名思義，硅光電二極管是一種半導(dǎo)體。當(dāng)光照射到這種半導(dǎo)體上時，如果光的能量大于帶隙，則價帶中的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶中，而在原價帶中留下空穴。如左圖所示，這些電子-空穴對在整個半導(dǎo)體中產(chǎn)生，但在耗盡區(qū)，電場導(dǎo)致電子向 N 區(qū)加速，空穴向 P 區(qū)加速。
光敏二極管六、近紅外范圍
結(jié)果，電子在 N 區(qū)積累，空穴在 P 區(qū)積累，這兩個區(qū)域分別帶負電和帶正電。如果它連接到電路，電流就會流動。硅的帶隙約為 1.12 eV，因此電流僅在光能大于此值的波長下流動。這適用于大約 1,100 nm 的波長上限。40 多年來，硫化鉛 NIR 檢測器一直是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它在 860 nm 到 3300 nm 的整個近紅外范圍內(nèi)都起作用，而且相當(dāng)便宜。較新的寬帶砷化銦鎵 (InGaAs) 檢測器更昂貴，但與舊的 PbS 檢測器相比，靈敏度高出兩個數(shù)量級以上，噪聲更低。當(dāng)寬帶 InGaAs 檢測器冷卻至 -50 攝氏度時，它的可用波長范圍為 800 nm 至 2500 nm。窄帶 InGaAs 探測器覆蓋 800 nm 至 1600 nm 的范圍。
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