一种智能光电检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种智能光电检测系统。
【背景技术】
[0002]光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点，在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。伴随着科学技术的发展，智能光电检测已成为光电检测技术的发展方向。
[0003]在基于光信息采集和光电转换的光纤光栅传感系统中，光电检测仪器起着关键作用，而要使光电检测仪器能够适应恶劣环境和检测出光纤光栅波长的微小位移，并将光信号转化为易于处理的电信号，就需要设计出光电检测电路。目前的光电检测系统存在环境适应能力不强，测量范围不够宽且测量精度不高等缺点。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种环境适应能力强、测量范围广、测量精度高的智能光电检测系统。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种智能光电检测系统，它包括光电转换电路、信号放大电路、有源滤波电路、输出系统、智能控制模块和用于外界对所述智能控制模块进行人机交互的外围接口电路；
[0007]所述光电转换电路将采集的光信息转换成电信号，所述信号放大电路和有源滤波电路对转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除，所述智能控制模块将滤除噪声后的电信号进行处理后输出至所述输出系统，所述输出系统将所述智能控制模块确认正确的信息供给用户使用。
[0008]优选地，所述光电转换电路包括一 0PT201型放大器、第一电位器和第二电阻；
[0009]所述0PT201型放大器的2脚连接光信号输入端、4脚连接所述第一电位器的可调端和第一固定端并通过第二电阻接地，5脚连接所述第一电位器的第二固定端和信号放大电路。
[0010]优选地，所述信号放大电路包括第一运算放大器；
[0011]所述第一运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述0PT201型放大器的5脚、同相输入端通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻后分两支路，一支路通过第七电阻接地、另一支路通过第五电阻连接第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的输出端还连接所述有源滤波电路。
[0012]优选地，所述有源滤波电路包括一 0P27型运算放大器和第十一可调电阻；
[0013]所述0P27型运算放大器的3脚依次通过第九电阻和第八电阻连接所述第一运算放大器的输出端、3脚还通过第二电容接地、2脚分别通过第三电容和第十电阻连接0P27型运算放大器的6脚、4脚连接-5V电压并通过第四电容接地、7脚连接+5V电压并通过第五电容接地、6脚连接所述智能控制模块并通过第一电容连接于所述第八电阻与第九电阻之间；
[0014]所述第十一可调电阻的第一固定端连接所述0P27型运算放大器的I脚、第二固定端连接所述0P27型运算放大器的8脚、可调端连接所述0P27型运算放大器的7脚。
[0015]由于采用了上述方案，本实用新型通过光电转换电路改变其放大器增益，对光源具有较高的灵敏度，采用T型网络结构构成的信号放大电路对输入的弱电压信号进行放大，减少了热噪声和对运放输入偏置电流的影响，利用0P27型运算放大器和双RC网络构成性能优良的二阶有源滤波电路来滤除滤除自然光及噪声的干扰，最后信号经过智能控制模块进行处理并通过输出系统来输出显示与信息存储，另外，外围输入接口电路用于外界对智能控制模块进行数据的修改、添加、删除和维护等人机交互。该系统具有环境适应能力强、测量范围广、测量精度高等优点。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的系统总体框图；
[0017]图2是本实用新型实施例的光电转换电路图；
[0018]图3是本实用新型实施例的信号放大电路图；
[0019]图4是本实用新型实施例的有源滤波电路图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0021]如图1所示，本实施例的一种智能光电检测系统，它包括光电转换电路1、信号放大电路2、有源滤波电路3、输出系统5、智能控制模块4和用于外界对智能控制模块4进行人机交互的外围接口电路6。
[0022]光电转换电路I将采集的光信息通过光电探测转换成电信号；信号放大电路2和有源滤波电路3对转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除；智能控制模块4将滤除噪声后的电信号进行处理后输出至输出系统5，输出系统5将智能控制模块4确认正确的信息供给用户使用。
[0023]如图2所示，本实施例的光电转换电路I包括一 0PT201型放大器Ul、第一电位器Rl和第二电阻R2。
[0024]0PT201型放大器Ul的2脚连接光信号输入端、4脚连接第一电位器Rl的可调端b和第一固定端al并通过第二电阻R2接地，5脚连接第一电位器Rl的第二固定端a2和信号放大电路2。
[0025]由于在采集光信息时，发射光的强弱受发射物表面的形状、颜色、阳光、灯光照射等多因素的影响，除了选择好的采光点外，还应采用在光源范围内有较高的灵敏度，本实施例利用0PT201型放大器构建成灵敏度可调的光电转换电路I，通过调节第一电位器Rl来改变放大器增益。
[0026]如图3所不，本实施例的信号放大电路2包括第一运算放大器Al ;第一运算放大器Al的反相输入端通过第三电阻R3连接0PT201型放大器Ul的5脚、同相输入端通过第四电阻R4接地，第一运算放大器Al的输出端通过第六电阻R6后分两支路，一支路通过第七电阻R7接地、另一支路通过第五电阻R5连接第一运算放大器Al的反相输入端，第一运算放大器Al的输出端还连接有源滤波电路3。
[0027]在光电转换的过程中，由于输出电压信号微弱，需要予以放大，本实施例的信号放大电路2由T型网络构成这种放大电路能减小热噪声和对运放输入偏置电流的影响，对信号进行放大处理。
[0028]如图4所示，本实施例的有源滤波电路3包括一 0P27型运算放大器U2和第^^一可调电阻R11。
[0029]0P27型运算放大器U2的3脚依次通过第九电阻R9和第八电阻R8连接第一运算放大器Al的输出端、3脚还通过第二电容C2接地、2脚分别通过第三电容C3和第十电阻RlO连接0P27型运算放大器U2的6脚、4脚连接-5V电压并通过第四电容C4接地、7脚连接+5V电压并通过第五电容C5接地、6脚连接智能控制模块4并通过第一电容Cl连接于第八电阻R8与第九电阻R9之间；第十一可调电阻Rll的第一固定端al连接0P27型运算放大器U2的I脚、第二固定端a2连接0P27型运算放大器U2的8脚、可调端b连接0P27型运算放大器U2的7脚。
[0030]在光信号转换为电信号的过程中，由于混合有自然光等非检测光源，加上器件自身的噪声，使被检测信号的频率有可能失真，为了消除光电信号转换中的这种不利影响，本实施例采用0P27型运算放大器U2和双RC网络构成性能优良的二阶有源滤波电路3来滤除自然光及噪声的干扰。
[0031 ] 本实施例的智能光电检测系统环境适应能力强，测量范围广，测量精确度高，尤其是强化了人工智能系统，可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正，加上良好的人机交互界面，大大简化了操作程序。
[0032]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种智能光电检测系统，其特征在于:它包括光电转换电路、信号放大电路、有源滤波电路、输出系统、智能控制模块和用于外界对所述智能控制模块进行人机交互的外围接口电路； 所述光电转换电路将采集的光信息转换成电信号，所述信号放大电路和有源滤波电路对转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除，所述智能控制模块将滤除噪声后的电信号进行处理后输出至所述输出系统，所述输出系统将所述智能控制模块确认正确的信息供给用户使用。2.如权利要求1所述的一种智能光电检测系统，其特征在于:所述光电转换电路包括一 0PT201型放大器、第一电位器和第二电阻； 所述0PT201型放大器的2脚连接光信号输入端、4脚连接所述第一电位器的可调端和第一固定端并通过第二电阻接地，5脚连接所述第一电位器的第二固定端和信号放大电路。3.如权利要求2所述的一种智能光电检测系统，其特征在于:所述信号放大电路包括第一运算放大器； 所述第一运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述0PT201型放大器的5脚、同相输入端通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻后分两支路，一支路通过第七电阻接地、另一支路通过第五电阻连接第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的输出端还连接所述有源滤波电路。4.如权利要求3所述的一种智能光电检测系统，其特征在于:所述有源滤波电路包括一 0P27型运算放大器和第十一可调电阻； 所述0P27型运算放大器的3脚依次通过第九电阻和第八电阻连接所述第一运算放大器的输出端、3脚还通过第二电容接地、2脚分别通过第三电容和第十电阻连接0P27型运算放大器的6脚、4脚连接-5V电压并通过第四电容接地、7脚连接+5V电压并通过第五电容接地、6脚连接所述智能控制模块并通过第一电容连接于所述第八电阻与第九电阻之间； 所述第十一可调电阻的第一固定端连接所述0P27型运算放大器的I脚、第二固定端连接所述0P27型运算放大器的8脚、可调端连接所述0P27型运算放大器的7脚。
【专利摘要】本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种智能光电检测系统。它包括光电转换电路、信号放大电路、有源滤波电路、输出系统、智能控制模块和用于外界对所述智能控制模块进行人机交互的外围接口电路；光电转换电路将采集的光信息转换成电信号，信号放大电路和有源滤波电路对转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除，智能控制模块将滤除噪声后的电信号进行处理后输出至输出系统，输出系统将智能控制模块确认正确的信息供给用户使用，该系统具有环境适应能力强、测量范围广、测量精度高等优点，另外，强化了人工智能系统，可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正，加上良好的人机交互界面，大大简化了操作程序。
【IPC分类】G01D5/26
【公开号】CN204902854
【申请号】CN201520155247
【发明人】张国坚
【申请人】张国坚
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年3月18日