【正文】 order to carry on the preventive maintenance, we have design the infrared infrared thermo detector use infrared sensor moves the time heat radiation to the power equipment to carry on gathering, the light signal which gathers the infrared sensor transforms through the switching circuit the electrical signal ,again through enlarges the electrical signal the electric circuit, the bandpass circuit, demodulates unit electric circuit processing evacuations and so on electric circuit, A/D transformation to the monolithic integrated circuit in, the final monolithic integrated circuit will have the data message electrical signal to carry on analysis processing, will transform the electrical signal corresponds with it the size the temperature value demonstration output. Preserves the useful information and transmits for the control center, in the power equipment movement process critical temperature the way which programs through the software reads in the monolithic integrated circuit. Through to the temperature confirmation achieved grasping was measured the object the active status, determined it works whether normally, in order to discover early the breakdown and aims at the special details to take the corresponding countermeasure. If were measured the object the temperature is lower than the critical temperature value which establishes, infrared thermo detector normal work. Otherwise, the system sends out the alarm start alarm device, the reminder operator takes the essential measure, avoids the power equipment the movement breaking down and the loss because of the hyperpyrexia, thus realizes the instrument automation and the intellectualization, the safeguard power equipment normal operation.Key words The pyroelectric Sensor，Monolithic integrated circuit，MonitorIV本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒論 1 1 1 2 3 3 本設(shè)計(jì)所作的工作 42 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫原理 5 5 5 5 5 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 10 11 11 11 12 13 13 13 143 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的硬件電路設(shè)計(jì) 15 15 遠(yuǎn)紅外探測(cè)器的一般組成 15 15 16 16 17 19 19 19 21 21 22 22 22 23 25 25 25 25 26 26 27 28 28 284 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的軟件設(shè)計(jì) 31 31 31 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 31 AT89C51的最小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 37 375 結(jié)論 39附錄A 特殊功能寄存器地址表 40附錄B 單片機(jī)的源程序 41參 考 文 獻(xiàn) 42致 謝 43VII本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論1 緒論測(cè)量是人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)不可缺少的手段，通過(guò)對(duì)事物的測(cè)量能獲得定量的概念和發(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律性，而溫度是確定物質(zhì)狀態(tài)的參數(shù)之一，在許多工業(yè)中溫度信息的獲得具有很重要的意義。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。紅外測(cè)溫儀是利用紅外傳感器對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的熱輻射進(jìn)行采集，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路將紅外傳感器采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將電信號(hào)通過(guò)放大電路、帶通濾波電路、解調(diào)電路、A/D轉(zhuǎn)換等單元電路處理后送到單片機(jī)中，最后單片機(jī)將帶有數(shù)據(jù)信息的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成與之相對(duì)應(yīng)大小的溫度值顯示輸出。遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀是利用熱釋電紅外溫度傳感器接收經(jīng)匯聚、濾光處理的遠(yuǎn)紅外光從而產(chǎn)生信號(hào)，并將此信號(hào)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)被傳到處理電路進(jìn)行處理并計(jì)算出被測(cè)設(shè)備的溫度值。工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是從保證安全生產(chǎn)到對(duì)設(shè)備易診斷不斷地上升到精密診斷，而且世界各國(guó)幾乎都是從電力工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用擴(kuò)展到其他領(lǐng)域的多種應(yīng)用。1985年1月，原國(guó)家經(jīng)委委托中國(guó)設(shè)備管理協(xié)會(huì)召開(kāi)設(shè)備診斷技術(shù)應(yīng)用推廣會(huì)，全國(guó)各方面均有代表參加，交流經(jīng)驗(yàn)和論文，廣泛介紹國(guó)內(nèi)外工作現(xiàn)狀，使大家開(kāi)拓了視野，提高了認(rèn)識(shí)，為今后在全國(guó)大力推行設(shè)備診斷和遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)，改進(jìn)設(shè)備管理體制，打下了良好的基礎(chǔ)。利用熱源光譜發(fā)展起來(lái)的遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)及遠(yuǎn)紅外加熱干燥技術(shù)，已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)的很多方面得到應(yīng)用。由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生發(fā)熱，主要包括電流效應(yīng)引起的發(fā)熱(反映在載流電力設(shè)備中)和電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱（反映電力設(shè)備內(nèi)部損耗的變化)。電力設(shè)備是電網(wǎng)和變電站的核心設(shè)備，它的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)所作的工作首先，介紹遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)，從與幾種紅外測(cè)溫儀的比較中得出遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以便對(duì)遠(yuǎn)紅外測(cè)溫有比較清晰的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)在我們稱(chēng)這種不可見(jiàn)光線為“紅外輻射”或“紅外線”，它實(shí)際上也是一種電磁振蕩，并可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外，其性質(zhì)和我們熟悉的可見(jiàn)光及無(wú)線電波完全一樣，且在不同物質(zhì)中紅外輻射的傳輸是不同的，尤其以遠(yuǎn)紅外輻射表現(xiàn)的十分突出，為遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀的研究與設(shè)計(jì)提供了很好材料。一個(gè)熾熱物體向外輻射的能量大部分是通過(guò)紅外線輻射出來(lái)的。同時(shí)，遠(yuǎn)紅外輻射除具有電磁輻射的一般性質(zhì)外，還具有一些與可見(jiàn)光不同的獨(dú)有的特性如下： 遠(yuǎn)紅外線對(duì)人眼不敏感，是不可見(jiàn)的，必須用對(duì)紅外線敏感的紅外控測(cè)器才能接收到，所以遠(yuǎn)紅外技術(shù)在軍事上具有特殊的用途。在物理學(xué)中，可見(jiàn)光、不可見(jiàn)光(紫外線、射線、射線各微波)、紅外線及無(wú)線電波等都是電磁波，在真空中以光速（3*10 m/s）傳播，它們的差別只是波長(zhǎng)不同而已。m～14181。從紫色光到紅色光的熱效應(yīng)是逐漸增大的，且最大的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻譜范圍內(nèi)，從可見(jiàn)光到紅外輻射有明顯的熱效應(yīng)，故又將紅外輻射稱(chēng)為熱輻射。在實(shí)際大氣中，還存在著許多大小為～的液態(tài)和固態(tài)的懸浮物也會(huì)對(duì)紅外線發(fā)生強(qiáng)烈散射或吸收，導(dǎo)致紅外傳輸?shù)乃p。能夠在任何溫度下全部吸收以任何波長(zhǎng)入射或輻射的物體稱(chēng)作黑體。181。遠(yuǎn)紅外測(cè)溫屬于無(wú)損檢測(cè)的范疇，它區(qū)別于傳統(tǒng)的接觸測(cè)溫,是非接觸測(cè)溫, 是利用紅外輻射原理將遠(yuǎn)紅外輻射特性的分析技術(shù)和方法應(yīng)用于對(duì)設(shè)備或其他物體進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)量的綜合工程技術(shù)。因此，遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的適用范圍很廣并獲得飛速發(fā)展。遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀每秒可測(cè)出若干個(gè)讀數(shù),而接觸測(cè)溫儀做每次測(cè)量就需要若干分鐘。與此同時(shí)，由于任何一種先進(jìn)的技術(shù)方法都不可能完美無(wú)瑕的，遠(yuǎn)紅外檢測(cè)也不例外。有幾個(gè)決定精確測(cè)溫的重要因素，最重要的因素是發(fā)射率、溫度范圍、光學(xué)分辨率、視場(chǎng)、到光斑的距離和光斑的位置。比值越大，分辨率越好，且被測(cè)光斑尺寸也就越小。為此，把目標(biāo)與背景的輻射對(duì)比度定義為：= 式（）式中，溫度為的目標(biāo)光譜輻射度； 溫度為的背景光譜輻射度；由于電氣設(shè)備上同種材料構(gòu)成的不同部位表面(目標(biāo)與背景)除有微小溫差外,其余特征基本相同。通過(guò)測(cè)量表征被測(cè)物體的物理參數(shù)來(lái)求得被測(cè)溫度,它不存在熱功當(dāng)量接觸和熱功當(dāng)量平衡帶來(lái)的缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍的限制。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)也越來(lái)越先進(jìn)、品種越來(lái)越繁多、功能越來(lái)越齊全、價(jià)格不斷的趨于穩(wěn)定。 遠(yuǎn)紅外測(cè)溫系統(tǒng)的組成圖遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀由五部分組成，正常工作時(shí)光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡匯集其視場(chǎng)內(nèi)的發(fā)熱體所輻射出的紅外輻射能量，并匯集遠(yuǎn)紅外波段內(nèi)的光譜。對(duì)于反射式光學(xué)系統(tǒng)的紅外探測(cè)器的結(jié)構(gòu)，它由凹面玻璃反射鏡組成，其表面鍍金、鋁和鎳鉻等紅外波段反射率很高的材料構(gòu)成反射式光學(xué)系統(tǒng)。經(jīng)選擇吸收的遠(yuǎn)紅外輻射光信號(hào)通過(guò)敏感元件的轉(zhuǎn)換成與之相應(yīng)的電信號(hào)并送到放大器進(jìn)行放大處理，再經(jīng)濾波器的濾波處理成所需要的電信號(hào)送到加法器運(yùn)算，最后送到顯示輸出端顯示，但是在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)要利用溫度補(bǔ)償部分對(duì)所輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)物體溫度值與顯示輸出的線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)溫儀的智能化控制。串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的優(yōu)良性能是具有較高的穩(wěn)定度和負(fù)載穩(wěn)定度，同時(shí)具備輸出的紋波電壓小、瞬態(tài)響應(yīng)速度快、線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、沒(méi)有開(kāi)關(guān)干擾等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)整管極限參數(shù)的確定，必須考慮到輸入電壓由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)而產(chǎn)生的變化，以及輸出電壓的調(diào)節(jié)和負(fù)載電流的變化所產(chǎn)生的影響。因而可得：=或者 式（）式中是比較放大電路的電壓增益，是考慮了所帶負(fù)載的影響，與開(kāi)環(huán)增益不同。由于運(yùn)放的工作狀態(tài)不同，故所適用的分析方法亦不同。其工作原理是：當(dāng)輸入端正向電壓增加時(shí)，且接放大器的同相輸入端，反饋電壓，若輸入電壓對(duì)R1和R2所組成的反饋網(wǎng)絡(luò)的作用忽略不計(jì)，即可以為R1上的電壓；并且，由于集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)差模增益很大，因而其凈輸入電壓也可以忽略不計(jì)。上述結(jié)論是有條件的，只有認(rèn)為集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端的電流﹑趨于零（稱(chēng)為“虛斷路”），才能忽略對(duì)反饋網(wǎng)絡(luò)的作用；只有認(rèn)為集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端的電位近似相等（稱(chēng)為“虛短路”），才能忽略?xún)糨斎腚妷?，使。低通濾波電路是由兩節(jié)RC濾波電路和反相比例放大電路所組成，其中反相比例放大電路實(shí)際上就所謂壓控電壓源，其特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸出阻抗低。為了使低通濾波器的截止頻率為7HZ，即取=7，令=100K，則C==。綜上所述，采用第二種方案。即外部的各種模擬信號(hào)必須通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字信號(hào)后，才能送入微處理器芯片。在自動(dòng)掃描模式下，用附加的3個(gè)ADC數(shù)據(jù)寄存器ADRL1～3來(lái)存放ATD1～3通道的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，通道ATD0的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在ADRL0中。為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，還必須將取樣保持電路的輸出電壓，按某種近似方式歸化到與之相應(yīng)的離散電平上。當(dāng)輸入電壓在和之間時(shí)，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果和采樣電壓呈線性關(guān)系。分頻比由ADIV[2：0]位來(lái)確定。1980年Intel公司最先推出的8位單片機(jī)MCS51系列，包括8038058052及8751等，它們的基本組成、基本性能和指令系統(tǒng)都是相同的。比較多種型號(hào)的MCS51系列單片機(jī)，為滿足高性/價(jià)比，以及開(kāi)發(fā)方便、高效的要求，我們選用了89C51單片機(jī)，它采用CHMOS工藝制造，與MCS51系列的其它機(jī)型兼容，內(nèi)帶4K的EEPROM。全雙工方式的串行接口(DART)。Vcc:供電電壓即正常運(yùn)行和編程校驗(yàn)時(shí)為+5V電源(士10%)。當(dāng)主電源Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)將+5v電源接入RST端，為RAM提供備用電源，以保證存儲(chǔ)在RAM中的信息不丟失，以使復(fù)電后能繼續(xù)正常運(yùn)行。此管腳接EPROM的OE端，PSEN端有效，即允許讀出EPROM/ROM中的指令碼。分別為四個(gè)并行I/O端口的鎖存器?！? P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。 P1口電路結(jié)構(gòu)—: P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。(TXD):串行數(shù)據(jù)發(fā)送端（串行口輸出）。與非門(mén)3的作用實(shí)際上是一個(gè)開(kāi)關(guān)，決定是輸出鎖存器上的數(shù)據(jù)還是第二輸出功能的信號(hào)。硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件一并考慮。為此，監(jiān)測(cè)電力設(shè)備