光电检测系统的组成及特点

第一篇：光电检测系统的组成及特点

由于被测对象复杂多样，故检测系统的结构也不尽相同。一般电子检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节三部分组成。

传感器处于被测对象与检测系统的接口处，是一个信号变换器。它直接从被测对象中提取被测量的信息，感受其变化，并转化成便于测量的电参数。

有传感器检测到的信号一般为电信号。它不能直接满足输出的要求，需要进一步的变换、处理和分析，即通过信号调理电路将其转换为标准的电信号，输出给输出环节。

根据检测系统输出的目的和形式的不同，输出环节主要显示与记录装置、数据通信接口和控制装置。

传感器的信号调理电路是由传感器的类型和对输出信号的要求决定的。不同的传感器具有不同的输出信号。能量控制型传感器输出的是电参数的变化，需采用电桥电路将其转换成电压的变化，而电桥电路输出的电压信号幅度较小，共模电压又很大，需要用仪表放大器进行放大，在能量转换型传感器输出的电压、电流信号中一般都含有较大的噪声信号，需加滤波电路提取有用的信号，而滤波出无用的噪声信号。而且，一般能量型传感器输出的电压信号幅度都很低，也许才用仪表放大器进行放大。

与电子系统载波相比，光电系统载波的频率提高了几个数量级。这种频率量级上的变化使光电系统在实现方法上发生了质变，在功能上也发生了质的飞跃。主要表现在载波容量、角分辨率、距离分辨率和光谱分辨率大为提高，因此，在信道、雷达、通信、精导、导航、测量等领域获得广泛应用。应用到这些场合的光电系统的具体构成形式尽管各不相同，但有一个共同的特征，即都具有发射机、光学信道和光接收机这一环节。

光电系统通常分为主动式和被动式两类。在主动式光电系统中，光发射机主要由光源（例如激光器）和调制器构成；在被动式光电系统中，光发射机为被测物体的热辐射发射。光学信道和光接收机对两者是完全相同的。所谓光学信道，主要是指大气、空间、水下和光纤。光接收机是用于收集入射的光信号并加以处理、恢复光载波的信息，包括三个基本模块。

光电变换通常是通过各种光学元件和光学系统来实现的，采用平面镜、光狭缝、透镜、角锥棱镜、偏振器、波片、码盘、光栅、调制器、光成像系统、光干涉系统等，实现将被测量转换为光参量(振幅、频率、相位、偏振态、传播方向变化等。)光电转换是用各种光电变换器件来完成的，如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。

第二篇：Gcheck论文检测系统特点表白

Gcheck论文检测系统特点表白

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第三篇：消防报警系统组成原理以及检测须知

消防报警系统组成原理以及检测须知

默认分类 2011-03-26 15:03:33 阅读67 评论0 字号：大中小 订阅

火灾自动报警系统一般由两大部分组成：火灾探测器和火灾报警器。火灾探测器安装在现场，监视现场有无火警发生；火灾报警器安装在消防控制中心，管理所有的火灾探测器。当发现有火警时，发出声光报警信号通知值班人员，有的火灾报警器还可启动联动设备灭火。有的火灾探测器具有声光报警装置，可以脱离火灾报警器使用，一般用于家庭。

一、系统组成和原理

消防系统按功能可分为火灾自动报警系统和联动系统。前者的功能是在发现火情后，发出声光报警信号并指示出发生火警的部位，便于扑灭；后者的功能是在火灾自动报警系统发现火情后，自动启动各种设备，避免火灾蔓延直至扑灭火灾。从二者的不同功能可看出它们是密不可分的。实际上有很多火灾自动报警系统同时具有自动联动系统的功能。

火灾自动报警系统一般由两大部分组成：火灾探测器和火灾报警器。火灾探测器安装在现场，监视现场有无火警发生；火灾报警器安装在消防控制中心，管理所有的火灾探测器。当发现有火警时，发出声光报警信号通知值班人员，有的火灾报警器还可启动联动设备灭火。有的火灾探测器具有声光报警装置，可以脱离火灾报警器使用，一般用于家庭。

火灾探测器探测火灾发生的原理是检测火灾发生前后某个物理参数的变化。例如：检测温度。当温度升高时，可以断定有火灾发生。一般通过检测三种物理参数的变化，判断是否有火灾发生，这三种物理参数是：烟浓度、温度和光。由此可以把火灾探测器分为感烟探测器、感温探测器和火焰探测器。而实际使用中以前两种最多。感烟探测器检测现场烟浓度的变化，判断是否有火灾发生；感温探测器检测现场温度的变化，判断是否有火灾发生；火焰探测器检测红外光或紫外光光谱强度的变化，判断是否有火灾发生。感烟探测器有离子感烟探测器、光电感烟探测器和红外光束探测器。感温探测器有定温探测器、差温探测器、差定温探测器和缆式定温探测器。火焰探测器有红外火焰探测器、紫外火焰探测器和复合火焰探测器。现在，有的火灾探测器为复合探测器，它不只可以测试一个物理参数，而是能够测试多个参数来判断是否有火灾发生。

火灾自动报警系统按火灾探测器与火灾报警器的连线可划分N+I线制、4线制、3线制和二总线制。由于受施工的限制，前几种火灾报警系统都已被淘汰。目前生产的火灾报警系统大部分为二总线制。按火灾报警系统判断火灾的方式，火灾报警系统可分为开关量火灾报警系统和模拟量火灾报警系统。开关量火灾报警系统的火灾探测器为开关量探测器，其报警原理是在火灾探测器内有一比较器，当火灾探测器探测的烟浓度、温度或其它物理参数达到一定阈值时，火灾探测器变为火警状态，当火灾报警器巡检到该探测器时，探测器把火警状态报告给火灾报警控制器。模拟量火灾报警系统使用模拟量火灾探测器，模拟量火灾探测器不断把采集到的现场数据报告给火灾报警控制器，由火灾报警控制器通过一定的算法，判断是否为火警。如果确定有火警发生，遂发出火警命令，点亮火灾探测器上的确认灯。火灾报警器的算法很重要，好的算法可以大幅度降低火灾报警系统的误报，而有些算法，如在火灾报警控制器设置一报警阈值，实际与开关量火灾报警系统区别不大，只是把原来火灾探测器上的报警阈值改在了火灾报警控制器上。模拟量火灾报警系统能够根据环境的变化改变系统的探测零点并且选用最佳的探测算法，减少火灾报警系统的误报。还有的火灾报警控制器使用智能型火灾探测器，这种探测器可以根据环境的变化而改变自身的探测零点，对自身进行补偿，使用合适的算法判断是否有火警发生。这种火灾报警控制器也可以降低误报，但由于受成本和体积限制，火灾探测器不可能设计得太复杂，其算法也不可能象模拟量火灾报警控制器那样复杂。在一个火灾报警系统中，火灾报警控制器的人机界面是非常重要的，如果人机界面设计得好，操作人员可以很方便地监视火灾报警系统的运行情况。

火灾报警控制器的状态显示主要有指示灯显示、数码管显示和液晶显示。由于液晶耗电少，可以显示汉字和图形，所以很多火灾报警控制器都使用液晶显示器显示火警信息和火灾报警控制器的各种状态。有的火灾报警控制器显示和操作都为中文提示，学习和使用都很方便。由于探测器地址一般为二进制编码，所以，显示火灾探测器所处部位有火警时，都显示为一个数字，然后由这个数字再查找火警部位，比较麻烦。现在，有的火灾报警控制器已能够在发生火警后，用汉字直接显示出发生火警的部位，这就很容易确定火警部位（并及时采取有效措施）。

火灾自动联动系统用于控制各种联动设备，有多线制联动控制系统和总线制联动控制系统。多线制联动控制系统中，从联动控制器到每一台联动设备都要连接2条-4条线，一般适用于联动设备少的建筑。对于联动设备比较多的建筑，如果使用多线制联动控制系统，工程施工比较困难，最好使用总线制联动控制系统。在总线制联动控制系统中，火灾自动联动系统由联动制器和控制模块组成。在联动控制器和控制模块之间为二总线或四总线，每一组总线可以连接多个控制模块，在需要启动联动设备时，联动控制器发出启动命令，控制模块动作，控制模块再启动联动设备。一般一台联动设备为一个动作，但有的设备如卷帘门为两个动作。有的模块输出一个动作，有的输出多个动作。在设计时就要确定联动设备需要几个模块控制。

二、消防报警及联动控制系统的综合检测引用以下规范性文件

（3B50045-2001《高层民用建筑设计防火规范》

GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》

GB50116-1992《火灾自动报警系统施工及验收规范》

GBJ16-87-2000《建筑设计防火规范》

GB／T50314-2000《智能建筑设计标准》

《建筑安装工程质量检验评定统一标准》

《建筑设备安装分项工程施T2E艺标准》

《自动喷水灭火系统施工及验收规范》

《电气装置安装施工及验收规范》

《建筑安装工程资料管理规程》

《室内给水管道安装分项工程质量检验评定表》

《室内给水管道附件卫生器具给水配件安装分项工程质量检验评定表》

《室内给水附属设备安装分项工程质量检验评定表》

《电缆线路分项工程质量检验评定表》

《配管及管内穿线分项工程质量检验评定表》

《成套配电柜（盘）及动力开关柜安装分项工程质量检验评定表》

三、检测机构的组成、责任及义务

（1）消防设施检测机构是一个获得消防监督机构批准并具有法人资格的专业机构，由各个专业的消防技术人才组成；

（2）消防设施检测机构依法对建筑工程的消防系统的各项技术指标进行检测检查，提出初步检测意见书和检测合格报告书。

四、检测的基本条件

火灾自动报警与联动控制系统是相对独立的系统，由具备消防安装施工资质的施工单位施工完成，检测前应具备：

（1）调试后正常运行，已经连续运行时间应达到15天-30天，有符合行业要求的系统运行记录；

（2）系统竣工调试报告及完备的竣工技术文件；

（3）提供检测申请报告并签订检测合同协议书。

五、检测的基本内容

（1）消防控制室位置，并测绘系统设备设置平面布

2）消防控制室与119台或公安专用网联网情况；

（3）消防用电设备电源的自动切换功能，切换试验3次均应正常；

（4）火灾自动报警控制系统的基本功能：

火灾报警控制器应按下列要求进行功能抽验：

1）实际安装数量在5台以下者，全部抽验；

2）实际安装数量在6台-10台者，抽验5台；

3）实际安装数量超过10台者，按实际安装数量30％-50％的比例，但不少于5台抽验。

火灾探测器（包括手动报警按钮）应按下列要求进行模拟火灾响应试验和故障报警抽验：

1）实际安装数量在100只以下者，抽验10只；

2）实际安装数量超过100只，按实际安装数量5％

—10％的比例，但不少于10只抽验，试验均应正常。

（5）室内消火栓系统的功能应在出水压力符合现行

国家有关建筑设计防火规范的条件下进行，并应符合下列要求：

1）工作泵、备用泵转换运行1次—3次；

2）消防控制室内操作启、停泵1次—3次；

3）消火栓处操作启泵按钮按5％-10％的比例抽验。

（6）自动喷水灭火系统的抽验，应在符合现行国家标准的条件下，抽验下列控制功能：

1）工作泵与备用泵转换运行1次—3次；

2）消防控制室内操作启、停泵1次—3次；

3）水流指示器、闸阀关闭器及电动阀等按实际安装数量的10％-30％的比例进行末端放水试验。

（7）卤代烷、泡沫、二氧化碳、干粉等灭火系统的抽验，应在符合设计规范的条件下，按实际安装数量的20％-30％抽验下列控制功能：

1）人工启动和紧急切断试验1次—3次；

2）与固定灭火设备联动控制的其他设备（包括关闭防火门窗、停止空调风机、关闭防火阀、落下防火幕）试验1次—3次；

3）抽一个防护区进行冷喷放试验（可用氮气代替）。

（8）电动防火门、防火卷帘的抽验，应按10％-20％抽验联动控制功能，其控制功能及信号均应正常。

（9）通风空调和防排烟设备应按10％-20％抽验联动控制功能，其控制功能及信号均应正常。

（10）消防电梯应进行1次—2次的人工和自动控制功能及信号的检验。

（11）火灾应急广播设备的抽验应按实际安装数量的10％-20％进行下列功能检验（各项功能应正常语音清晰）：

1）在消防控制室选区、选层广播；

2）共用的扬声器强切试验；

3）备用扩音机控制功能试验。

（12）消防通讯设备的检验应符合下列要求（各项功能应正常并语音清晰）：

1）对讲电话进行1次—3次通话试验；

2）电话插孔按5％-10％进行通话试验；

3）消防控制室与119台进行1次-3次通话试验，（13）强制切断非消防电源功能试验。

（14）检测汉化图形化的CRT显示、中文屏幕菜单等功能，并进行操作实验

（15）检测消防控制室显示火灾报警信息的一致性可靠性。

（16）火灾自动报警系统的电磁兼容性防护功能。

（17）新型消防设施的设置及功能：早期烟雾探测火灾报警系统；大空间红外矩阵计算机火灾报警系统及灭火系统；煤气等可燃气体泄漏报警及联动控制系统。

（18）智能型火灾探测器的性能、数量及安装位置；普通型火灾探测器的数量及安装位置。

（19）公共广播与消防广播系统共用时，应满足现行消防规范、标准要求。

六、检测所需设备

消防系统（火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统卤代烷、泡沫、二氧化碳、干粉等灭火系统、通风空调和防排烟设备、室内消火栓系统、消防应急广播设备和电源系统、消防应急照明系统、电动防火门、防火卷帘泵等）所需的工程检测仪器及相关检测设备（公安消防监督机构认可）。

七、检测报告

检测报告应包括检测依据、检测设备、检测结论及检测结果列表等。

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第四篇：药品光电检测理论

第三章药品的光电检测理论

§3．1药品的光电检测

光电检测是将检测的物理信息用光辐射信号承载，检测光信号的变化，通过信号 处理变换，得到检测信息。光学检测主要应用在高分辨率测量、非破坏性分析、高速 检测、精密分析等领域，在非接触式、非破坏、高速、精密检测方面具有其他方法无 法比拟的优越性“““。

光电检测技术在药品包装机械中多用于计数、容器定位、色质检测等方面”“⋯。其特点是可以实现无接触检测，可将机械动态检测变成光电静态检测，从而显著简化 机械结构，通常被称为自动控制的眼睛，具有很高的响应速度。

药品光电检测系统主要由光源、探测器、信号处理装置等组成。根据光敏探测器 所感知的信号判断被测对象的有无、形状、位置等，按光源和探测器的相对位置不同 可分为反射型和透过型两种型式。

随着光电技术的发展，现常用的是一种特殊的经过调制的光。因为LD没有热惯 性，可以在通电的瞬间发光，并且可发出与电流波形相同的光，这大大提高了其抗干 扰能力“⋯，光源发出的光经被测物后照射在探测器上，探测器会产生随光强度变化的 光生载流予，经检波、放大处理，输入控制系统。

§3．2药品光电检测装置现场工作的问题

光电检测装置的发射和接收装置都安装在生产现场，在使用中暴露出一些问题，主要问题有：

1光学检测受装药系统的机械震动的影响而引起的移位或偏移，导致接收到光信

号的不稳定，而不能产生可靠的电信号。

2因光电检测装置安装在生产现场，受生产现场环境因素影响导致光电检测装置

浙江大学硕士学位论文

不能可靠的工作。如安装部位温度高，湿度大，导致光电检测装置内部的电子元件特 性改变或损坏。当然对于制药的生产和包装环境这一点可以不考虑，因为制药的环境 洁净无菌恒温。

3牛产现场的各种电磁干扰源，对光电检测装置产生的干扰，导致光电检测装置

输出波形发牛畸变失真，使系统误动。

4．由于背景光源的影响，对接收装置造成干扰，光电检测的精度受到影响。

5．因为光源的功率有限，发射装置和接收装置必须控制在一定距离内。

§3．3药品检测方法简介

药品的光电检测通常有反射、透射和机器视觉法。

§3．3．1激光透射检测法

它是通过激光的发射接收来工作的，药板进到检测位置后，激光发射头发射出激 光，而接收头进行接收，如果激光发射头下有药片，那么接收头将收不到光信息： 如收到了，则表示相应位置没有药片，即该板发生了药片漏装，并判为不合格，需要剔除。

这种方法有三大缺陷，其一是它只能检测出药片的漏装，而对部分缺损等缺陷则 浙江大学硕士学位论文

无能为力；其二是每换一种药板类型就要换一套激光发射接收头，因为药板上药片的分布位置变了，激光头的相对位置也必须随之改变；其三，只能针对使用透明模板的瓶装流水线，对于非透明模板无能为力。

§3．3．2激光反射检测法

检测采用激光反射检测的方法，如图3—2

光源探测器

冒目冒胃冒目冒目冒冒

lf lf If lf lf

●●●-●●-●●药片，胶妻

图3—2激光反射检测法原理示意图

药板进到检测位置后，接收头接收反射的激光信号，利用药片和模板的反射率的 不同进行检测。

这种方法可以不关心瓶装流水线是否使用透明模板，只是要求药品的反射率和表 面粗糙度与模板有较大的区别就可以工作。同样的它对药品的部分缺损也是无能为

力。

§3．3．3机器视觉法

美国机器人工业协会(RIA)的自动化视觉分会对机器视觉下的定义为：“机器 视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以

获得所需信息或用于控制机器人运动的装置”。

在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、监视及识别。通常人眼无法 连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，其它物理量传感器也难有用

武之地。由此考虑利用光电成像系统采集被控目标的图像，而后经计算机或专用的图

浙江大学硕士学位论文

像处理模块进行数字化处理，根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。这样，就把计算机的快速性、可重复性，与人眼视觉的高度智

能化和抽象能力相结合，由此产生了机器视觉的概念”1。

机器视觉法，又称为图像处理法。机器视觉技术用计算机来分析一个图像，并根 据分析得出结论。典型的机器视觉系统一般包括：光源、光学系统，相机、图像处理

单元(或图像采集卡)、图像分析处理软件、监视器、通讯／输入输出单元等”1。ccD、cMOs是目前机器视觉最为常用的图像传感器。

机器视觉包括以下几个过程；1图像采集。光学系统采集图像，图像转换成模拟 格式并传入计算机存储器。2图像处理。处理器运用不同的算法来提高对结论有重要

影响的图像要素。3特性提取。处理器识别并量化图像的关键特性，例如装药模

板上

承药孔的位置或者承药孔内的图像特性。然后这些数据传送到控制程序。4判决和控

制。处理器的控制程序根据收到的数据做出结论。例如：承药孔内是否有药品。机器视觉系统中，视觉信息的处理技术主要依赖于图像处理方法，它包括图像增 强、数据编码和传输、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。

经过这些处理后，输出图像的质量得到相当程度的改善，既改善了图像的视觉效果，又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。

机器视觉系统”。7’”3应具有以下几点要求和特点：

1．精度高。作为一个精确的测量仪器，设计优秀的视觉系统能够对一千个或更 多部件的一个进行空间测量。因为此种测量不需要接触，所以对脆弱部件没有磨损和

危险。

2．连续性，长时间工作。人类难以长时间地对同一对象进行观察。机器视觉系 统则可以长时间地执行观测、分析与识别任务，并可应用于恶劣的工作环境。

3．效率高。计算机处理器价值成本高，所以一个价值10000元的视觉系统应当 取代10000元以上的工资量的工人人数。

4．检测信息的复杂性和智能性。视觉系统能够进行传统无法做到的复杂智能测 量。应当适用于多变的条件，有强的鲁棒性。变化以后可以适应和识别。

5．实现非接触测量。对观测与被观测者都不会产生任何损伤。

随着图形处理算法的发展和硬件速度的提高以及成本的降低，采用CCD摄像头获 浙江大学硕士学位论文

取待检测药板的图像，然后把对药片的检测转化为对图像的分析处理，因为药片的诸

多不良都可以通过ccD的摄像很好地反映出来，而且不受位置的制约。这样，我们就

不仅可以检测出漏装，还可以检测出缺损。而且不受限于不同药板类型。如图3—3

栗<3

／l＼

●●●-●●●●药片，胶囊

图3—3机器视觉法原理示意图

ccD线列成像可用于图像识别。可用ccD将装药模板经过探测头位黉时承药孔图 像拍摄下来，转化为灰度图或二值化，经过差分或梯度等边缘算法的处理，提取边界

信息，与计算机中贮存的原承药孔图像进行对比，以此来判断承药孔中是否落有药片。

由于采用图像处理的方式，要考虑处理时间的问题，一次处理时间必须短于一瓶 药的运行周期，这样才可以做到运行的实时检测。通过实验，用软件采集一幅从ccD

镜头来的图像到内存需要约100毫秒的时间，而到目前为止，国内最快的药品包装生

产线的速度为约500毫秒／瓶，通过对一些图像处理算法的试验及推算，在剩下的400

毫秒内可以完成药品的分析处理。对于用ccD摄像头采集过来的图像也可以满足对药

品的分析处理要求。图像帧的采集靠牛产线包装机给出的同步信号触发，用软件接收。

对采集过来的图像进行分析处理后，如发现不良，则把结果信号送给生产线的剔除机

构以把不良药瓶剔除。

这种方法克服了上述2种方法的两大缺陷，不但能检测出药片的漏装，而对部分 缺损等缺陷也能检测出来：二是每换一种药板类型不需要换一套激光发射接收头。

该方法的对软件的要求高，相对成本较高。缺点是使用和维护成本高，耗能大，研发成本高，周期长，而且对用户的知识水平又较高的要求。不适宜一般的器械生产

型的制造加工企业。而且我们的目的只是实现有无的定性判断，相对来说，光电直接

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探测系统更加合适。

第五篇：星敏感器属于光电变换电子检测系统

星敏感器属于光电变换电子检测系统，它的检测目标是恒星，其关键元件是光敏感元件[9]。从而构成星敏感器的光学以及检测与处理单元这三个主要的性能组分。典型的星敏感器构造在下图2.4之中所示：

星敏感器主要包含三个性能，分别为光学敏感、光学检测以及光信号处理。这些都离不开光敏感元件。图4-2为典型星敏感器的相关构造示意图：

图2.4星敏感器典型构造图

光学镜头系统以及遮光罩是构成光学单元的两个主要部分。光学镜头系统成像是经过把星光汇集到检测组分的核心器件CCD成像平面中开展，最终取得图像的电信号。遮光罩性能是用来降低来自地球以及太阳等天体的杂散光对于光学镜头成像方面的影响，通常安装在光学镜头的前面。想要取得星图，必须先利用检测单元把观测瞬时星敏感器视场对应的天区电信号变换成灰度信号，再把灰度信号变换成星图。再通过星敏感器的处理模块对于星图展开处理，实现星提取以及星图识和姿态明确等过程，通过这个过程我们能够得到星敏感器中惯性坐标系的姿态信息[3]。

星敏感器的光学单元主要有光学镜头和遮光罩两个部分组成。其中通过光学镜头系统将星光进行汇集，然后在CCD光学检测的成像系统上进行光电转换，这样就可以获得星光对应的电信号。但是，在采集星光的时候，还会存在一些大气散光或者是太阳等天体的杂光影响，这时候，安装在光学镜头前方的遮光罩就发挥了作用。想要取得星图，必须先利用检测单元把观测瞬时星敏感器视场对应的天区电信号变换成灰度信号，再把灰度信号变换成星图。然后星敏感器就会开始处理星图，通过其中的处理模块提取相关的星图识以及确认星姿态，通过对这些信息的提取，星敏感器在处理这些信息的过程中我们就可以获得惯性坐标系标示的星姿态相关信息[3]。