紅外光電探測器在靜電對靶噴霧中的工作原理及應用

紅外光電探測器的設計
　　如圖1所示，LM567集成鎖相環(huán)路解碼器及其外圍元件組成鎖相電路。三極管V1、紅外線發(fā)射管H1及電阻R1、R9組成紅外線發(fā)射電路，鎖相電路的振蕩信號由LM567的⑤腳輸出，送至V1放大，驅(qū)動紅外線發(fā)射管發(fā)出方波信號。集成電路mA741、紅外接收管H2及其外圍元件組成紅外線接收電路，紅外線接收管H2將接收到的紅外線信號轉(zhuǎn)變成本身阻值的變化，經(jīng)電阻R3、電容C3耦合到mA741的②腳，由mA741進行放大，555電路、三極管V2及其外圍相關器件組成延遲輸出電路，用來控制電磁閥打開的時間，當探測到棉花時，LED綠燈亮，繼電器通電，常開觸點閉合，開始噴霧。
紅外線光電探測器探測棉花是靠紅外線反射來完成的，在設定的有效探測范圍內(nèi)，如果沒有棉花，紅外線接收管接收不到反射紅外光信號，LM567的⑧腳輸出高電平,555的③腳輸出低電平，三極管V2截止，電磁閥關閉不噴霧;當探測到棉花時，紅外線接收管收到被棉花反射回來的紅外線信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換，送至放大電路μA741進行放大，其放大信號送至LM567的③腳與本身振蕩信號比較，當與本身振蕩信號同頻率時，LM567的⑧腳輸出低電平,555的③腳輸出高電平，三極管V2導通，繼電器通電，電磁閥打開開始噴霧。
　　為了防止隔行探測產(chǎn)生誤動作，可以通過調(diào)節(jié)探測有效距離L(L2為了保證噴頭打開時間，由555、R7、C9組成單穩(wěn)態(tài)延遲電路如圖1。V2的輸出脈寬Tp0=R7?C9?ln3≈1.1R7?C9。如果在電路的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間內(nèi)有干擾觸發(fā)脈沖，則該脈沖不起作用，如圖3，這就保證了電磁閥打開的時間。輸出脈寬Tp0可以通過R7調(diào)節(jié)。
　　在紅外發(fā)射與接收中要考慮到發(fā)射元件與接收元件都存在著方向性。因此存在著一個位置，在這個位置上傳感器可獲得最大的靈敏度。另外，還存在著一個傳感器可以正常工作的范圍，如圖4所示。
　　利用LM567⑤腳脈沖信號驅(qū)動紅外發(fā)光管，除了利用鎖相環(huán)路解碼器LM567提高檢測靈敏度并消除太陽光等背景光的干擾外，還能使紅外發(fā)光管在平均輸入功率不變的情況下比直流驅(qū)動方式增加一倍的發(fā)射功率。在紅外探測器前端加紅外濾光片可去除可見光，使紅外光通過，進一步提高了抗干擾能力。

結(jié)語
　　該電路的最大特點是實現(xiàn)了紅外線發(fā)射與接收工作頻率的同步自動跟蹤，即紅外發(fā)射部分不設專門的脈沖發(fā)生電路，而直接從接收部分的檢測電路引入脈沖(實為LM567的鎖相中心頻率信號)，既簡化了線路和調(diào)試工作，又防止了周圍環(huán)境變化和元件參數(shù)改變造成的收、發(fā)頻率不一致，使電路穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強。該探測器在實驗中取得了很好的效果，與非對靶噴霧相比大大提高了噴霧的命中率。