光電管信號(hào)檢測(cè)電路和包含該電路的監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及信號(hào)處理技術(shù)，特別涉及一種用于光電管的信號(hào)檢測(cè)電路以及包含該電路的監(jiān)測(cè)裝置。按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的光電管信號(hào)檢測(cè)電路包括：電阻器，其串聯(lián)耦合在用于驅(qū)動(dòng)光電管的直流驅(qū)動(dòng)器與所述光電管的驅(qū)動(dòng)端之間；第一晶體管，其基極和發(fā)射極分別耦合在所述電阻器的兩端；以及第二晶體管，其基極與所述第一晶體管的集電極耦合，發(fā)射極接地并且集電極與所述光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端耦合，其中，在所述直流驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，如果所述光電管的光電流增大，則在所述電阻器兩端周期性產(chǎn)生的電壓差使所述第一晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得所述第二晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由此在所述輸出端上輸出脈沖信號(hào)。
【專利說明】光電管信號(hào)檢測(cè)電路和包含該電路的監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及信號(hào)處理技術(shù)，特別涉及一種用于光電管的信號(hào)檢測(cè)電路以及包含該電路的監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]光電管是一種光電轉(zhuǎn)換器件，管內(nèi)設(shè)置有陰極和陽(yáng)極，其中陰極受光照射后將釋放出光電子，在電場(chǎng)的作用下形成與光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的光電流。由于具有高靈敏度、高響應(yīng)速度和低噪聲等特點(diǎn)，因此光電管是一種被廣泛應(yīng)用的傳感器。
[0003]火焰的輻射包含離散光譜的氣體輻射并伴隨連續(xù)光譜的固體輻射。為避免其它信號(hào)的干擾，火焰的檢測(cè)常利用波長(zhǎng)小于300納米的紫外線作為探測(cè)信號(hào)?；诠怆娫淼淖贤饩€光電管或傳感器只對(duì)185?260納米范圍內(nèi)的紫外線進(jìn)行響應(yīng)，而對(duì)其它頻譜的光線不敏感。特別是，到達(dá)地面的太陽(yáng)光的波長(zhǎng)大于300納米，故火焰探測(cè)的220?280波段屬于太陽(yáng)光譜盲區(qū)，這成功避開了最強(qiáng)大自然光源造成的復(fù)雜背景，因此紫外線光電管非常適合于火焰的探測(cè)。
[0004]但是在現(xiàn)有技術(shù)中，用于檢測(cè)光電管傳感信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)元器件的可靠性要求高，這使得系統(tǒng)總體成本難以降低，而且也增加了維護(hù)的難度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的光電管信號(hào)檢測(cè)電路包括:
[0007]電阻器，其串聯(lián)耦合在用于驅(qū)動(dòng)光電管的直流驅(qū)動(dòng)器與所述光電管的驅(qū)動(dòng)端之間；
[0008]第一晶體管，其基極和發(fā)射極分別耦合在所述電阻器的兩端；以及
[0009]第二晶體管，其基極與所述第一晶體管的集電極耦合，發(fā)射極接地并且集電極與所述光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端耦合，
[0010]其中，在所述直流驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，如果所述光電管的光電流增大，則在所述電阻器兩端周期性產(chǎn)生的電壓差使所述第一晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得所述第二晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由此在所述輸出端上輸出脈沖信號(hào)。
[0011]在上述實(shí)施例中，采用電阻器作為感測(cè)元件來檢測(cè)光電管的光電流，并且采用簡(jiǎn)單的雙晶體管結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)電阻器兩端電壓差至脈沖信號(hào)的轉(zhuǎn)換，這有利于提高電路的可靠性并且降低制造和維護(hù)成本。再者，晶體管的采用可以實(shí)現(xiàn)較快的響應(yīng)速度。最后，脈沖信號(hào)的電路輸出形式非常適合于計(jì)算設(shè)備的數(shù)據(jù)處理。
[0012]優(yōu)選地，在上述光電管信號(hào)檢測(cè)電路中，所述第一晶體管和第二晶體管分別為PNP型雙極晶體管和NPN型雙極晶體管。
[0013]優(yōu)選地，在上述光電管信號(hào)檢測(cè)電路中，所述電阻器兩端還并接濾波電容器。
[0014]優(yōu)選地，在上述光電管信號(hào)檢測(cè)電路中，所述第二晶體管的基極與發(fā)射極之間串接RC濾波電路。
[0015]本實(shí)用新型的還有一個(gè)目的是提供一種監(jiān)測(cè)裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0016]按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置包括:
[0017]光電管；
[0018]直流驅(qū)動(dòng)器；
[0019]微控制器；
[0020]光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其包括:
[0021]電阻器，其串聯(lián)耦合在所述直流驅(qū)動(dòng)器與所述光電管的驅(qū)動(dòng)端之間；
[0022]第一晶體管，其基極和發(fā)射極分別耦合在所述電阻器的兩端；以及
[0023]第二晶體管，其基極與所述第一晶體管的集電極耦合，發(fā)射極接地并且集電極經(jīng)所述光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端與所述微控制器耦合，
[0024]其中，當(dāng)所述直流驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，如果所述光電管的光電流增大，則在所述電阻器兩端周期性產(chǎn)生的電壓差使所述第一晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得所述第二晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由此在所述輸出端上輸出脈沖信號(hào)。
[0025]優(yōu)選地，在上述監(jiān)測(cè)裝置中，所述光電管為紫外線光電管。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]本實(shí)用新型的上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖的各個(gè)方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖包括:
[0027]圖1為按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的光電管信號(hào)檢測(cè)電路的電路原理圖。
[0028]圖2為按照本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置的框圖。
[0029]附圖標(biāo)號(hào)列表
[0030]10監(jiān)測(cè)裝置
[0031]110光電管信號(hào)檢測(cè)電路
[0032]111 第一單元
[0033]112 第二單元
[0034]R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 電阻器
[0035]C1、C2、C3、C4 電容器
[0036]Q1第一晶體管
[0037]Q2第二晶體管
[0038]DC恒壓源
[0039]OUT光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端
[0040]DCPS直流驅(qū)動(dòng)器的輸出端
[0041]DRV光電管的驅(qū)動(dòng)端
[0042]120直流驅(qū)動(dòng)器
[0043]130光電管
[0044]140微控制器

【具體實(shí)施方式】
[0045]下面參照其中圖示了本實(shí)用新型示意性實(shí)施例的附圖更為全面地說明本實(shí)用新型。但本實(shí)用新型可以按不同形式來實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)解讀為僅限于本文給出的各實(shí)施例。給出的上述各實(shí)施例旨在使本文的披露全面完整，從而使對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的理解更為全面和準(zhǔn)確。
[0046]諸如“包含”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和權(quán)利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本實(shí)用新型的技術(shù)方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。
[0047]諸如“第一”和“第二”之類的用語并不表示單元在時(shí)間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區(qū)分各單元之用。
[0048]以下借助附圖具體描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
[0049]圖1為按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的光電管信號(hào)檢測(cè)電路的電路原理圖。
[0050]按照本實(shí)施例的光電管信號(hào)檢測(cè)電路110包括用于感測(cè)光電管輸出信號(hào)的第一單元111和響應(yīng)于光電管輸出信號(hào)的出現(xiàn)而生成觸發(fā)信號(hào)的第二單元112。示例性地，本實(shí)施例假設(shè)光電管為紫外線光電管。
[0051]第一單元111采用電阻器R1作為感測(cè)元件，如圖1所示，電阻器R1的第一端經(jīng)電阻器R3和R4連接至光電管的驅(qū)動(dòng)端DRV，第二端經(jīng)電阻器R2與直流驅(qū)動(dòng)器的輸出端DCPS相連接。為了消除或抑制干擾，在電阻器R1的兩端還并接濾波電容器C1和C2，并且在驅(qū)動(dòng)端DRV與接地GND之間還連接濾波電容器C3。
[0052]第二單元112主要包括第一晶體管Q1和第二晶體管Q2。在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，第一晶體管Q1和第二晶體管Q2分別為PNP型雙極晶體管和NPN型雙極晶體管。如圖1所示，第一晶體管Q1的基極和發(fā)射極分別與電阻器R1的第一端和第二端相連，其集電極經(jīng)電阻器R5和R6被連接至第二晶體管Q2的基極，第二晶體管Q2的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻器R8與恒壓源DC相連并且作為輸出端OUT與微控制器的信號(hào)輸入管腳相連。此外，在第二晶體管Q2的基極與發(fā)射極之間串接由電阻器R7和電容器C4組成的RC濾波電路。
[0053]以下描述圖1所示光電管信號(hào)檢測(cè)電路的工作原理。
[0054]在本實(shí)施例中，直流驅(qū)動(dòng)器輸出電壓幅值為300伏并且頻率為50Hz的直流脈沖信號(hào)。當(dāng)光電管內(nèi)未形成光電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)端DRV處于開路狀態(tài)，電阻器R1上未有直流脈沖信號(hào)通過，其兩端不存在電壓差，因此第一晶體管Q1和第二晶體管Q2均處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出端OUT處于低電平狀態(tài)。
[0055]當(dāng)紫外線照射到光電管上時(shí)，將在光電管內(nèi)形成光電流，此時(shí)將在直流驅(qū)動(dòng)器、電阻器R2、R1、R3和R4和光電管之間形成電流回路，從而在電阻器R1兩端周期性地產(chǎn)生電壓差。當(dāng)電阻器R1兩端形成電壓差時(shí)，第一晶體管Q1將由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得第二晶體管Q2由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，因此使輸出端OUT處于高電平狀態(tài)。由于電阻器R1兩端周期性地產(chǎn)生電壓差，由此在輸出端OUT上輸出一系列的脈沖信號(hào)以指示光電管檢測(cè)到紫外線信號(hào)的狀態(tài)。
[0056]圖2為按照本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置的框圖。
[0057]如圖2所示，本實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置10包括光電管信號(hào)檢測(cè)電路110、直流驅(qū)動(dòng)器120、光電管130和微控制器140。
[0058]在本實(shí)施例中，直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130耦合以向后者提供直流脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)光電管130內(nèi)未形成光電流時(shí)，直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130所在的回路處于斷開狀態(tài)；反之，當(dāng)光電管130內(nèi)形成光電流時(shí)，直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130所在的回路處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此該回路的通斷狀態(tài)可以反映光電管130是否探測(cè)到光信號(hào)。
[0059]通過將感測(cè)元件耦連在直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130之間，光電管信號(hào)檢測(cè)電路110可以檢測(cè)直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130所在的回路的通斷狀態(tài)并產(chǎn)生相應(yīng)的指示信號(hào)。另一方面，如圖2所示，光電管信號(hào)檢測(cè)電路110與微控制器140耦合以輸出相應(yīng)的指示信號(hào)。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的光電管信號(hào)檢測(cè)電路110可以采用上面借助圖1所述的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。特別是，該光電管信號(hào)檢測(cè)電路110中的電阻器R1可以被耦連在直流驅(qū)動(dòng)器120與光電管130之間。
[0060]雖然已經(jīng)展現(xiàn)和討論了本實(shí)用新型的一些方面，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到:可以在不背離本實(shí)用新型原理和精神的條件下對(duì)上述方面進(jìn)行改變，因此本實(shí)用新型的范圍將由權(quán)利要求以及等同的內(nèi)容所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于，包括: 電阻器，其串聯(lián)耦合在用于驅(qū)動(dòng)光電管的直流驅(qū)動(dòng)器與所述光電管的驅(qū)動(dòng)端之間；第一晶體管，其基極和發(fā)射極分別耦合在所述電阻器的兩端；以及第二晶體管，其基極與所述第一晶體管的集電極耦合，發(fā)射極接地并且集電極與所述光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端耦合， 其中，在所述直流驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，如果所述光電管的光電流增大，則在所述電阻器兩端周期性產(chǎn)生的電壓差使所述第一晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得所述第二晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由此在所述輸出端上輸出脈沖信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述第一晶體管和第二晶體管分別為PNP型雙極晶體管和NPN型雙極晶體管。
3.如權(quán)利要求1所述的光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述電阻器兩端還并接濾波電容器。
4.如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其中，所述第二晶體管的基極與發(fā)射極之間串接RC濾波電路。
5.一種監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包含: 光電管； 直流驅(qū)動(dòng)器； 微控制器； 光電管信號(hào)檢測(cè)電路，其包括: 電阻器，其串聯(lián)耦合在所述直流驅(qū)動(dòng)器與所述光電管的驅(qū)動(dòng)端之間； 第一晶體管，其基極和發(fā)射極分別耦合在所述電阻器的兩端； 以及 第二晶體管，其基極與所述第一晶體管的集電極耦合，發(fā)射極接地并且集電極經(jīng)所述光電管信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端與所述微控制器耦合， 其中，當(dāng)所述直流驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，如果所述光電管的光電流增大，則在所述電阻器兩端周期性產(chǎn)生的電壓差使所述第一晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得所述第二晶體管周期性地進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，由此在所述輸出端上輸出脈沖信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)裝置，其中，所述第一晶體管和第二晶體管分別為PNP型雙極晶體管和NPN型雙極晶體管。
7.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)裝置，其中，所述電阻器兩端還并接濾波電容器。
8.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)測(cè)裝置，其中，所述第二晶體管的基極與發(fā)射極之間串接RC濾波電路。
9.如權(quán)利要求5-8中任一權(quán)利要求所述的監(jiān)測(cè)裝置，其中，所述光電管為紫外線光電管。
【文檔編號(hào)】G01J1/46GK204228266SQ201420567967
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】高春青, 陳垚, 杜廣興 申請(qǐng)人:霍尼韋爾環(huán)境自控產(chǎn)品（天津）有限公司