【正文】 儲移出后 ， 就開始下一幀信號的形成 。 該 CCD結(jié)構(gòu)具有單元密度高 、電極簡單等優(yōu)點 ， 但增加了存儲器 。 光柵報時鐘 二相驅(qū)動 輸出寄存器 檢波二極管 視頻輸出 垂直轉(zhuǎn)移 寄存器 感光區(qū) 二相驅(qū)動 (c) 圖 (c)所示結(jié)構(gòu)是用得最多的一種結(jié)構(gòu)形式。它將圖 (b)中感光元件與存儲元件相隔排列。即一列感光單元，一列不透光的存儲單元交替排列。在感光區(qū)光敏元件積分結(jié)束時，轉(zhuǎn)移控制柵打開，電荷信號進(jìn)入存儲區(qū)。隨后，在每個水平回掃周期內(nèi)，存儲區(qū)中整個電荷圖像一次一行地向上移到水平讀出移位寄存器中。接著這一行電荷信號在讀出移位寄存器中向右移位到輸出器件，形成視頻信號輸出。這種結(jié)構(gòu)的器件操作簡單，但單元設(shè)計復(fù)雜，感光單元面積減小，圖像清晰。 目前，面型 CCD圖像傳感器使用得越來越多，所能生產(chǎn)的產(chǎn)品的單元數(shù)也越來越多，最多已達(dá) 1024 1024像元。我國也能生產(chǎn) 512 320像元的面型 CCD圖像傳感器。 三、光電耦合器 光電耦合器是由一發(fā)光元件和一光電傳感器同時封裝在一個外殼內(nèi)組合而成的轉(zhuǎn)換元件 。 絕緣玻璃 發(fā)光二極管 透明絕緣體 光敏三極管 塑料 發(fā)光二極管 光敏三極管 透明樹脂 1. 光電耦合器的結(jié)構(gòu) 采用金屬外殼和玻璃絕緣的結(jié)構(gòu) ， 在其中部對接 ， 采用環(huán)焊以保證發(fā)光二極管和光敏二極管對準(zhǔn) ， 以此來提高靈敏度 。 (a)金屬密封型 (b)塑料密封型 采用雙列直插式用塑料封裝的結(jié)構(gòu) 。 管心先裝于管腳上 ， 中間再用透明樹脂固定 ， 具有集光作用， 故此種結(jié)構(gòu)靈敏度較高 。 2. 光電耦合器的組合形式 光電耦合器的組合形式有多種 ， 如圖 。 (a) (b) (c) (d) 光電耦合器的組合形式 該形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，通常用于 50kHz以下工作頻率的裝置內(nèi)。 該形式采用高速開關(guān)管構(gòu)成的高速光電耦合器 ,適用于較高頻率的裝置中。 該組合形式采用了放大三極管構(gòu)成的高傳輸效率的光電耦合器，適用于直接驅(qū)動和較低頻率的裝置中。 該形式采用功能器件構(gòu)成的高速、高傳輸效率的光電耦合器。 一、煙塵濁度監(jiān)測儀 防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一 。為了消除工業(yè)煙塵污染 ， 首先要知道煙塵排放量 ，因此必須對煙塵源進(jìn)行監(jiān)測 、 自動顯示和超標(biāo)報警 。 煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的 。 如果煙道濁度增加 ，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加 ， 到達(dá)光檢測器的光減少 ， 因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化 。 第五節(jié) 光電傳感器的應(yīng)用舉例 平行 光源 光電 探測 放大 顯示 刻度 校正 報警器 吸收式煙塵濁度檢測系統(tǒng)原理圖 煙道 二、光電轉(zhuǎn)速傳感器 2 3 1 2 3 1 (a) (b) 光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表工作原理圖 下圖是光電數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的工作原理圖。 圖 (a)是在待測轉(zhuǎn)速軸上固定一帶孔的轉(zhuǎn)速調(diào)置盤，在調(diào)置盤一邊由白熾燈產(chǎn)生恒定光，透過盤上小孔到達(dá)光敏二極管組成的光電轉(zhuǎn)換器上，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號，經(jīng)過放大整形電路輸出整齊的脈沖信號，轉(zhuǎn)速由該脈沖頻率決定。 在待測轉(zhuǎn)速的軸上固定一個涂上黑白相間條紋的圓盤，它們具有不同的反射率。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，反光與不反光交替出現(xiàn)，光電敏感器件間斷地接收光的反射信號，轉(zhuǎn)換為電脈沖信號。 三、光電池應(yīng)用 光電池主要有兩大類型的應(yīng)用： ?將光電池作光伏器件使用 ， 利用光伏作用直接將大陽能轉(zhuǎn)換成電能 ， 即太陽能電池 。 這是全世界范圍內(nèi)人們所追求 、 探索新能源的一個重要研究課題 。 太陽能電池已在宇宙開發(fā) 、 航空 、 通信設(shè)施 、 太陽電池地面發(fā)電站 、日常生活和交通事業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 。 目前太陽電池發(fā)電成本尚不能與常規(guī)能源競爭 ， 但是隨著太陽電池技術(shù)不斷發(fā)展 ， 成本會逐漸下降 ， 太陽電池定將獲得更廣泛的應(yīng)用 。 ?將光電池作光電轉(zhuǎn)換器件應(yīng)用 ， 需要光電池具有靈敏度高 、 響應(yīng)時間短等特性 ， 但不必需要像太陽電池那樣的光電轉(zhuǎn)換效率 。 這一類光電池需要特殊的制造工藝 ， 主要用于光電檢測和自動控制系統(tǒng)中 。 光電池應(yīng)用舉例如下： 1．太陽電池電源 太陽電池電源系統(tǒng)主要由太陽電池方陣、蓄電池組、調(diào)節(jié)控制和阻塞二極管組成。如果還需要向交流負(fù)載供電，則加一個直流－交流變換器，太陽電池電源系統(tǒng)框圖如圖。 調(diào)節(jié)控制器 逆變器 交流負(fù)載 太陽 電池 方陣 直流負(fù)載 太陽能電池電源系統(tǒng) 阻塞二極管 2．光電池在光電檢測和自動控制方面的應(yīng)用 光電池作為光電探測使用時 ， 其基本原理與光敏二極管相同 ， 但它們的基本結(jié)構(gòu)和制造工藝不完全相同 。 由于光電池工作時不需要外加電壓；光電轉(zhuǎn)換效率高 ， 光譜范圍寬 ， 頻率特性好 ， 噪聲低等 ， 它已廣泛地用于光電讀出 、光電耦合 、 光柵測距 、 激光準(zhǔn)直 、 電影還音 、紫外光監(jiān)視器和燃?xì)廨啓C(jī)的熄火保護(hù)裝置等 。 (a) 光電追蹤電路 +12V R4 R3 R6 R5 R2 R1 W BG1 BG2 圖 (a)為光電地構(gòu)成的光電跟蹤電路 ， 用兩只性能相似的同類光電池作為光電接收器件 。 當(dāng)入射光通量相同時 ， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的方式工作或進(jìn)行跟蹤 。 當(dāng)系統(tǒng)略有偏差時 ， 電路輸出差動信號帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行糾正 ， 以此達(dá)到跟蹤的目的 。 光電池在檢測和控制方面應(yīng)用中的幾種基本電路 BG2 BG1 +12V C J R1 R2 (b) 光電開關(guān) 圖 (b)所示電路為光電開關(guān) ， 多用于自動控制系統(tǒng)中 。 無光照時 ， 系統(tǒng)處于某一工作狀態(tài) ， 如通態(tài)或斷態(tài) 。當(dāng)光電池受光照射時 ， 產(chǎn)生較高的電動勢 ， 只要光強大于某一設(shè)定的閾值 ， 系統(tǒng)就改變工作狀態(tài) ， 達(dá)到開關(guān)目的 。 (c) 光電池觸發(fā)電路 R1 R2 R3 R4 R5 R6 BG1 BG2 BG3 BG4 C1 C2 C3 +12V W 圖 (c)為光電池觸發(fā)電路 。 當(dāng)光電池受光照射時 ， 使單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)翻轉(zhuǎn) ，改變其工作狀態(tài)或觸發(fā)器件 (如可控硅 )導(dǎo)通 。 +12V 5G23 (d) 光電池放大電路 C3 12V W R1 R2 R3 R4 R5 C1 C2 1 8 7 6 5 4 3 2 圖 (d)為光電池放大電路 。 在測量溶液濃度 、 物體色度、 紙張的灰度等場合 ， 可用該電路作前置級 ， 把微弱光電信號進(jìn)行線性放大 ， 然后帶動指示機(jī)構(gòu)或二次儀表進(jìn)行讀數(shù)或記錄 。 在 實 際 應(yīng) 用中 ， 主要利用光電池的光照特性、 光譜特性 、 頻率特性和溫度特性等 ， 通過基本電路與其它電子線路的組合可實現(xiàn)或自動控制的目的 。 220V C1 路燈 CJD10 8V 200μ F 200μ F C2 C3 100μ F R1 R3 R5 R7 R4 R6 R7 R2 J 470kΩ 200kΩ 10kΩ BG1 280kΩ 25kΩ 57kΩ 10kΩ 路燈自動控制器 BG2 BG3 BG4 2C