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光電傳感器
將光信號轉換為電信號的器件
產(chǎn)品概述
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應為基礎，把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號轉換成電信號。光電效應是指用光照射某一物體，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上，此時(shí)光子能量就傳遞給電子，并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì )發(fā)生變化，從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應的電效應。通常把光電效應分為3 類(lèi)：（1 ）在光線(xiàn)作用下能使電子逸出物體表面的現象稱(chēng)為外光電效應，如光電管、光電倍增管等；（2 ）在光線(xiàn)作用下能使物體的電阻率改變的現象稱(chēng)為內光電效應，如光敏電阻、光敏晶體管等；（3 ）在光線(xiàn)作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現象稱(chēng)為光生伏特效應，如光電池等。
光電傳感器是各種光電檢測系統中實(shí)現光電轉換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（可見(jiàn)及紫外鐳射光）轉變成為電信號的器件。
工作原理
由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統是多種多樣的，按光電元件(光學(xué)測控系統)輸出量性質(zhì)可分二類(lèi)，即模擬式光電傳感器和脈沖(開(kāi)關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉換
成連續變化的光電流，它與被測量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標物體)方法可分為透射(吸收)式，漫反射式，遮光式(光束阻檔)三大類(lèi)。所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過(guò)被測物，部份被吸收后，透射光投射到光電元件上；所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上；所謂遮光式是指當光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份，使投射到光電元件上的光通量改變，改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)。
光敏二極管是最常見(jiàn)的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，當無(wú)光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小，稱(chēng)為光敏二極管的暗電流；當有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱(chēng)為光電
載流子。在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參與導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱(chēng)為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三極管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極——發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開(kāi)窗口，以便光線(xiàn)射入。為增大光照，基區面積做得很大，發(fā)射區較小，入射光主要被基區吸收。工作時(shí)集電結反偏，發(fā)射結正偏。在無(wú)光照時(shí)管子流過(guò)的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很?。?，比一般三極管的穿透電流還??；當有光照時(shí)，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大，此刻流過(guò)管子的電流稱(chēng)為光電流，發(fā)射極電流Ie=（1+β）Ib，可見(jiàn)光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。
工作原理
光電傳感器是通過(guò)把光強度的變化轉換成電信號的變化來(lái)實(shí)現控制的。
發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。
結構分析
光電傳感器通常由三部分構成，它們分別為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。
發(fā)射器帶一個(gè)校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個(gè)小的白熾燈作為光源，這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。
接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。光敏二極管是現在最常見(jiàn)的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著(zhù)玻璃的窗口，以便于光線(xiàn)射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負載電阻相串聯(lián)，當無(wú)光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱(chēng)為光敏二極管的暗電流；當有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱(chēng)為光電載流子。
此外，光電傳感器的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發(fā)射裝置，它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線(xiàn)，經(jīng)過(guò)反射后，仍從這根反射線(xiàn)返回。
產(chǎn)品類(lèi)型
把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對面地裝在一個(gè)槽的兩側的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開(kāi)關(guān)的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。
若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使檢測距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開(kāi)關(guān)就稱(chēng)為對射分離式光電開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱(chēng)對射式光電開(kāi)關(guān)。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過(guò)路徑的兩側，檢測物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號。
把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱(chēng)為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開(kāi)關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號。
⑷擴散反射型光電開(kāi)關(guān)
它的檢測頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當檢測物通過(guò)時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來(lái)，收光器就收到信號，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號。
產(chǎn)品分類(lèi)
產(chǎn)品特點(diǎn)
①檢測距離長(cháng)
如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實(shí)現其他檢測手段（磁性、超聲波等）無(wú)法遠距離檢測。
②對檢測物體的限制少
③響應時(shí)間短
光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構成，所以不包含機械性工作時(shí)間，響應時(shí)間非常短。
④分辨率高
能通過(guò)高級設計技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過(guò)構成特殊的受光光學(xué)系統，來(lái)實(shí)現高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。
⑤可實(shí)現非接觸的檢測
可以無(wú)須機械性地接觸檢測物體實(shí)現檢測，因此不會(huì )對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長(cháng)期使用。
⑥可實(shí)現顏色判別
通過(guò)檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據被投光的光線(xiàn)波長(cháng)和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。
⑦便于調整
在投射可視光的類(lèi)型中，投光光束是眼睛可見(jiàn)的，便于對檢測物體的位置進(jìn)行調整。
產(chǎn)品應用
用光電元件作敏感元件的光電傳感器，其種類(lèi)繁多，用途廣泛。按光電傳感器的輸出量性質(zhì)可分為兩類(lèi)：（1 ）把被測量轉換成連續變化的光電流而制成的光電測量?jì)x器，可用來(lái)測量光的強度以及物體的溫度、透光能力、位移及表面狀態(tài)等物理量。例如：測量光強的照度計，光電高溫計，光電比色計和濁度計，預防火災的光電報警器，構成檢查被加工零件的直徑、長(cháng)度、橢圓度及表面粗糙度等自動(dòng)檢測裝置和儀器，其敏感元件均用光電元件。半導體光電元件不僅在民用工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應用，在軍事上更有它重要的地位。例如用硫化鉛光敏電阻可做成紅外夜視儀、紅外線(xiàn)照相儀及紅外線(xiàn)導航系統等；（2 ）把被測量轉換成繼續變化的光電流。利用光電元件在受光照或無(wú)光照射時(shí)" 有" 或"無(wú)"電信號輸出的特性制成的各種光電自動(dòng)裝置。光電元件用作開(kāi)關(guān)式光電轉換元件。例如電子計算機的光電輸入器，開(kāi)關(guān)式溫度調節裝置及轉速測量數字式光電測速儀等。
一、煙塵濁度監測儀
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)行監測、自動(dòng)顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過(guò)光在煙道里傳輸過(guò)程中的變化大小來(lái)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。
二、條形碼掃描筆
當掃描筆頭在條形碼上移動(dòng)時(shí)，若遇到黑色線(xiàn)條，發(fā)光二極管的光線(xiàn)將被黑線(xiàn)吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗，處于截止狀態(tài)。當遇到白色間隔時(shí)，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線(xiàn)，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產(chǎn)生光電流而導通。整個(gè)條形碼被掃描過(guò)之后，光敏三極管將條形碼變形一個(gè)個(gè)電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整形后便形成脈沖列，再經(jīng)計算機處理，完成對條形碼信息的識別。
三、產(chǎn)品計數器
產(chǎn)品在傳送帶上運行時(shí)，不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路，使光電脈沖電路產(chǎn)生一個(gè)個(gè)電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次，光電傳感器電路便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，因此，輸出的脈沖數即代表產(chǎn)品的數目，該脈沖經(jīng)計數電路計數并由顯示電路顯示出來(lái)。
四、光電式煙霧報警器
沒(méi)有煙霧時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)直線(xiàn)傳播，光電三極管沒(méi)有接收信號。沒(méi)有輸出，有煙霧時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線(xiàn)，有信號輸出，發(fā)出報警。
五、測量轉速
在電動(dòng)機的旋轉軸上涂上黑白兩種顏色，轉動(dòng)時(shí)，反射光與不反射光交替出現，光電傳感器相應地間斷接收光的反射信號，并輸出間斷的電信號，再經(jīng)放大器及整形電路放大整形輸出方波信號，最后由電子數字顯示器輸出電機的轉速。
六、光電池在光電檢測和自動(dòng)控制方面的應用
光電池作為光電探測使用時(shí)，其基本原理與光敏二極管相同，但它們的基本結構和制造工藝不完全相同。由于光電池工作時(shí)不需要外加電壓；光電轉換效率高，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、激光準直、電影還音、紫外光監視器和燃氣輪機的熄火保護裝置等。
應用案例
光電傳感器應用于激光武器
由于光電傳感器對紅外輻射，或可見(jiàn)光，或對二者都特別靈敏，因而就更加容易成為激光攻擊的目標。此外，電子系統及傳感器本身還極易受到激光產(chǎn)生的熱噪聲和電磁噪聲的干擾而無(wú)法正常工作。戰場(chǎng)上的激光武器攻擊光電傳感器的方式主要有以下幾種：用適當能量的激光束將傳感器“致盲”，使其無(wú)法探測或繼續跟蹤已經(jīng)探測到的目標?；蛘?，如果傳感器正在導引武器飛向目標，則致盲將使其失去目標。綜上所述，由于傳感器在戰場(chǎng)上發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，同時(shí)又很容易遭受激光攻擊，它們已成為低能激光武器的首選目標。
隨著(zhù)微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)及現代通訊技術(shù)的發(fā)展，可以利用光電傳感器來(lái)研制自動(dòng)抄表系統。電能表的鋁盤(pán)受電渦流和磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的轉矩驅動(dòng)而旋轉。采用光電傳感器則可將鋁盤(pán)的轉數轉換成脈沖數。如：在旋轉的光亮的鋁盤(pán)上局部涂黑，再配以反射式光電發(fā)射接收對管，則當鋁盤(pán)旋轉時(shí)，在局部涂黑處便產(chǎn)生脈沖，并可將鋁盤(pán)的轉數采樣轉換為相應的脈沖數，并經(jīng)光電耦合隔離電路，送至CPU的T0端口進(jìn)行計數處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號進(jìn)入微機。再結合其它傳輸方式便可以形成自動(dòng)抄表系統。
光電傳感器應用于監控煙塵污染
光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化，通過(guò)把光強度的變化轉換成電信號的變化實(shí)現控制功能。由于光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機器人中獲得廣泛應用，而我們可以利用光電傳感器的特性來(lái)檢測煙塵的情況，因而光電傳感器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。
衛生級防沖洗型光電傳感器
防沖洗型傳感器，能夠提供極高的可靠性和舒適性，并將運行成本降至最低。配合IO-Link接口以及能夠大幅延長(cháng)使用壽命的proTect+密封理念，這兩款新型傳感器適用于苛刻的應用環(huán)境，堪稱(chēng)食品和飲料行業(yè)的理想解決方案。
產(chǎn)品特性
1）暫態(tài)響應范圍寬，諧波測量能力強
暫態(tài)特性的優(yōu)劣是判斷一種互感器能否在電力系統中獲得應用的一個(gè)重要參數，特別是與繼電保護動(dòng)作時(shí)間的配合。傳統電磁式互感器由于存在鐵芯，對高頻信號的響應特性較差，不能正確反映一次側的暫態(tài)過(guò)程。而光電互感器傳測量的頻率范圍主要由電子線(xiàn)路部分決定，沒(méi)有鐵芯飽和的問(wèn)題，因此能夠準確反映一次側的暫態(tài)過(guò)程。一般可設計到0.1 Hz到1 MHz，特殊的可設計到200 MHz的帶通。光電傳感器的結構可以測量高壓電力線(xiàn)路上的諧波。而電磁感應互感器是難以達到的。
2）數字接口，通信能力強
由于光電傳感器下傳的就是光數字信號，與通信網(wǎng)絡(luò )容易接口，且傳輸過(guò)程中沒(méi)有測量誤差。同時(shí)隨著(zhù)微機化的保護控制設備的廣泛采用，光電互感器可以直接向二次設備提供數字量，這樣就能省去原來(lái)保護裝置中的變換器和A/D采樣部分，使二次設備得到大大的簡(jiǎn)化，推動(dòng)保護新原理的研究。
市場(chǎng)領(lǐng)域
光電傳感器的主要應用領(lǐng)域：車(chē)載娛樂(lè )/導航/DVD系統背光控制，以便在所有的環(huán)境光條件下都可以顯示出理想的背光亮度；后座娛樂(lè )用顯示器背光控制；儀表組背光控制(速度計/轉速計)；自動(dòng)后視鏡亮度控制(通常要求兩個(gè)傳感器，一個(gè)是前向的，一個(gè)是后向的)；自動(dòng)前大燈和雨水感應控制(專(zhuān)用，根據需求進(jìn)行變化)；后視相機控制(專(zhuān)用，根據需求進(jìn)行變化)。在提供更舒適的顯示質(zhì)量方面已經(jīng)成為最有效的解決方案之一，它具有與人眼相似的特性，這對于汽車(chē)應用而言至關(guān)重要，因為這些應用要求在所有環(huán)境光條件下都能達到完全的背光效果。例如，在白天，用戶(hù)需要最大的亮度來(lái)實(shí)現最佳的可見(jiàn)度，但是這種亮度在對于夜間條件而言則是過(guò)亮的，因此帶有良好光譜響應 (良好的IR衰減)的光傳感器、適當的動(dòng)態(tài)范圍和整體的良好輸出信號調節可以很容易地自動(dòng)完成這些應用。終端用戶(hù)可以設置幾個(gè)閾值水平(如低、中、亮光)，或能夠隨意地動(dòng)態(tài)地改變傳感器的背光亮度。這也適用于汽車(chē)后視鏡亮度控制，當鏡子變暗和/或變亮時(shí)需要智能的亮度管理，可以通過(guò)環(huán)境光傳感器來(lái)完成。
對于便攜式應用，如果用戶(hù)不改變系統設置(通常是亮度控制)，那么一個(gè)顯示器總是消耗同樣多的能量。在室外等特別亮的區域，用戶(hù)傾向于提高顯示器的亮度，這就會(huì )增加系統的功耗。而當條件變化時(shí)，如進(jìn)入建筑物，大多數用戶(hù)都不會(huì )去改變設置，因此系統功耗仍然保持很高。但是，通過(guò)使用一個(gè)光傳感器，系統能夠自動(dòng)檢測條件變化并調節設置，以保證顯示器處于最佳的亮度，進(jìn)而降低總功耗。在一般的消費類(lèi)應用中，這也能夠延長(cháng)電池壽命。對于移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦、PAD和數碼相機，通過(guò)采用環(huán)境光傳感器反饋，可以自動(dòng)進(jìn)行亮度控制，從而延長(cháng)了電池壽命。
并不是一個(gè)新的構想。在數十年前就已經(jīng)利用光電二極管和光敏電阻來(lái)實(shí)現這一構想。所謂新構想，是指對環(huán)境光感應的同時(shí)還能消減無(wú)用的紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)光，而且在支持汽車(chē)規格AECQ-1000嚴格要求的同時(shí)還可以實(shí)現小封裝，尤其是能夠保證在-40度至+105度(2級)溫度范圍內的操作，以滿(mǎn)足其余的規格要求。如何保持工作質(zhì)量標準并滿(mǎn)足AECQ-1000的2級工作要求，這是當今在所有光設計解決方案中所面臨的挑戰。采用一個(gè)光傳感器或LED發(fā)射器或接收器時(shí)，任何的光學(xué)解決方案都會(huì )面臨著(zhù)暴露在恒定高溫下(>+85度)而出現的封裝變色問(wèn)題(會(huì )變暗或變成淡黃)。同樣值得一提的是，到目前為止，所有環(huán)境光傳感器的應用都限于車(chē)艙內，在發(fā)動(dòng)機艙或戶(hù)外環(huán)境中還沒(méi)有出現光傳感器應用。事實(shí)上，即使出現了這樣的應用，光封裝也不是針對這樣的苛刻條件(+125或+150度的條件)而設計，因此，在當前的光學(xué)封裝技術(shù)下，它們很可能還不能夠承受這樣的條件。
半導體相似傳感器和封裝開(kāi)發(fā)的最新進(jìn)展使得終端用戶(hù)在光傳感器上具有了更廣泛的選擇。小封裝、低功耗、高集成和簡(jiǎn)單易用性是設計者更多地采用光傳感器的原因，其應用范圍涉及消費類(lèi)電子、工業(yè)應用以及汽車(chē)領(lǐng)域。
新技術(shù)和應用
1、用于目標跟蹤和坐標定位256光電管陣列四象限CMOS光電傳感器
將傳統的象限傳感器與當前迅速發(fā)展的CMOS圖象傳感器相結合，提出了使用有源傳感陣列感光的256單元光電管陣列四象限CMOS光電傳感器。
該傳感器的感光單元采用了CMOS圖象傳感器中使用的有源像素傳感器(Active Pixel Sensor，APS)設計，在感光單元內部由光電信號預處理電路直接將傳感產(chǎn)生的光電信號轉化為幅度較大的電信號輸出，避免了對微弱信號的處理，降低了噪聲的影響。傳感器應用陣列采集光信號，可以直接確定目標光源的坐標位置并實(shí)現一步到位的快速調整。傳感器使用標準CMOS工藝制造，將傳感陣列與信號處理電路集成在同一芯片上，可以實(shí)現傳感器的SOC集成和智能化(Smart Sensor)設計。廣泛應用于激光的瞄準、制導、跟蹤，搜索裝置，精密測量，如激光微定位、位移監控、精密機床的光電控制等領(lǐng)域。是一種用于目標跟蹤和坐標定位的新型集成陣列四象限CMOS光電傳感器。
2、光敏象限陣列與磁敏線(xiàn)陣列兼容CMOS數?；旌蟼鞲衅骷呻娐?/span>
基于硅光電傳感的象限傳感器廣泛應用于激光的跟蹤制導、位移監控、精密機床等控制等領(lǐng)域?；诠璧陌雽w磁敏傳感器廣泛應用于測量磁場(chǎng)強度的各種磁場(chǎng)計、讀出磁介質(zhì)上信息的各類(lèi)磁頭以及非磁信號的探測器等。
3、應用光電二極管陣列的SPR生物傳感器微弱信號檢測
以提升表面等離子共振生物醫學(xué)傳感器的檢測能力為目標，用高性能光電二極管陣列為光電轉換器件，論證并實(shí)現一種可高效抑制噪聲的檢測方法，利用光電二極管陣列器件可輸出參考噪聲信號的特性，通過(guò)相干消噪結合小波軟閾值消噪，使SPR傳感器輸出信噪比從40dB左右提高到52dB以上。用SPR傳感器檢測人體免疫球蛋白(IgG)分子特異性結合的實(shí)驗表明，該方法顯著(zhù)提高了SPR傳感器的分辨率，使之可精確檢測樣液中IgG含量10~(-3)mg/mL量級的微弱變化，精度和分辨率提升一個(gè)數量級以上。
4、光電檢測傳感器陣列在運動(dòng)物體檢測中的應用
國內外研究現狀
由于光電傳感器的應用涉及的領(lǐng)域非常廣泛，其研究和開(kāi)發(fā)在世界上引起了高度重視，各國更是競相研究開(kāi)發(fā)并引起激烈的競爭。從最初的應用于軍事逐漸發(fā)展到民事，而且與我們的生活息息相關(guān)，應該說(shuō)現代化的生活離不開(kāi)光電傳感器的參與，如傳真機、復印機、掃描儀、打印機、車(chē)庫開(kāi)門(mén)器、液晶顯示器、色度計、分光計、汽車(chē)和醫療診斷儀器等等不勝枚舉。
美國是研究光電傳感器起步最早、水平最高的國家之一，在軍事和民用領(lǐng)域的應用發(fā)展得十分迅速。在軍事應用方面，研究和開(kāi)發(fā)主要包括：水下探測、航空監測、核輻射檢測等。美國也是最早將光電傳感器用于民用領(lǐng)域的國家。如運用光電傳感器監測電力系統的電流、溫度等重要參數，檢測肉類(lèi)和食品的細菌和病毒等。美國擁有世界最健全的光電傳感器產(chǎn)品線(xiàn)，超過(guò)12000種產(chǎn)品包括自含式或放大器分離型，限位開(kāi)關(guān)外型或小型傳感器，精密檢測或長(cháng)距離檢測傳感器，檢測距離長(cháng)達305m。并且擁有行業(yè)內最齊全的標準光纖和定制光纖產(chǎn)品。大部分產(chǎn)品防護等級達到NEMA6P和IP67。日本和西歐各國也高度重視并投入大量經(jīng)費開(kāi)展光電傳感器的研究與開(kāi)發(fā)。20世紀90年代，研究開(kāi)發(fā)出多種具有一流水平的民用光電傳感器，日本的電器以?xún)r(jià)格適中質(zhì)量好而享譽(yù)全球。西歐各國的大型企業(yè)和也積極參與了光電傳感器的研發(fā)和市場(chǎng)競爭。我國對光電傳感器研究的起步時(shí)間與國際相差不遠。已有上百個(gè)單位在這一領(lǐng)域開(kāi)展工作，主要是在光電溫度傳感器、壓力計、流量計、液位計、電流計等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，取得了上百項科研成果，有的達到世界先進(jìn)水平。
但與發(fā)達國家相比，我國的研究水平還有不小的差距，主要表現在商品化和產(chǎn)業(yè)化方面，大多數品種仍處于實(shí)驗研制階段，還無(wú)法投入批量生產(chǎn)和工程化應用。
產(chǎn)品發(fā)展方向
生產(chǎn)的發(fā)展方向
（1）使光電傳感器從理論研究向生產(chǎn)一條龍的產(chǎn)業(yè)化模式快速發(fā)展，走自主創(chuàng )新和國際合作相結合的跨越式發(fā)展道路，使我國成為世界傳感器的生產(chǎn)大國；
（2）光電傳感器產(chǎn)品結構全面、協(xié)調、持續發(fā)展。產(chǎn)品品種要向高技術(shù)、高附加值傾斜，尤其要填補“空白”品種；
（3）生產(chǎn)格局向專(zhuān)業(yè)化發(fā)展。即生產(chǎn)傳感器門(mén)類(lèi)少而精，且專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)某一應用領(lǐng)域需要的某一類(lèi)傳感器系列產(chǎn)品，以獲得較高的市場(chǎng)占有率，各傳感器企業(yè)的專(zhuān)業(yè)化合作生產(chǎn)；
（4）光電傳感器的生產(chǎn)技術(shù)向自動(dòng)化發(fā)展。光電傳感器的門(mén)類(lèi)、品種繁多，所用的敏感材料各異，決定了傳感器制造技術(shù)的多樣性和復雜性?？v觀(guān)當前光電傳感器工藝線(xiàn)的概況，多數工藝已實(shí)現單機自動(dòng)化，但距離生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化尚存在諸多困難，有待今后廣泛采用CAD、CAM及先進(jìn)的自動(dòng)化裝備和工業(yè)機器人予以突破；
（5）企業(yè)的重點(diǎn)技術(shù)改造應加強從依賴(lài)引進(jìn)技術(shù)向引進(jìn)技術(shù)的消化吸收與自主創(chuàng )新的方向轉移；
（6）企業(yè)經(jīng)營(yíng)要加快從國內市場(chǎng)為主向國內與國外兩個(gè)市場(chǎng)相結合的國際化方向跨越發(fā)展；
（7）企業(yè)結構將向“大、中、小并舉”、“集團化、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局發(fā)展。
研究的發(fā)展方向
光電傳感及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，滿(mǎn)足了各類(lèi)控制裝置及系統的更高要求，使得各領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，同時(shí)光電傳感器的重要性不斷提高。目前，光電傳感器研究的主要方向是：（1）多用途。即一種光電傳感器不僅能針對一種物理量，而且能夠對多種物理量進(jìn)行同時(shí)測量；（2）新型傳感材料、傳感技術(shù)等的開(kāi)發(fā)；（3）在惡劣條件下（高溫、高壓等）低成本傳感器（連接、安裝等）的開(kāi)發(fā)和應用；（4）光電傳感器與其它微技術(shù)結合的微光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
前景預測
傳感器市場(chǎng)報告顯示，2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場(chǎng)可達600億美元以上。調查顯示，東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(cháng)最快的地區，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布最大的地區。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(cháng)最快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng)，占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng)，看好通訊市場(chǎng)前景。
一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(cháng)來(lái)自于無(wú)線(xiàn)傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無(wú)線(xiàn)傳感器在2007-2010年復合年增長(cháng)率預計會(huì )超過(guò)25%。
全球的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng )新之中呈現出快速增長(cháng)的趨勢。有關(guān)專(zhuān)家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線(xiàn)傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場(chǎng)份額的擴大。
智能化發(fā)展
智能光電傳感器是當今國際科技界研究的熱點(diǎn)、尚無(wú)統一的、確切的定義。目前國內外學(xué)者普遍認為，智能光電傳感器是由傳統的光電傳感器和微處理器( 或微計算機) 相結合而構成的，它充分利用計算機的計算和存儲能力，對傳感器的數據進(jìn)行處理，并能對它的內部行為進(jìn)行調節，使采集的數據最佳。
智能光電傳感器的功能有: 自補償能力，自校準功能，自診斷功能，數值處理功能，雙向通信功能，信息存儲和記憶功能，數字量輸出功能。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強，它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)(如傳感器信息融合技術(shù)、模糊理論等)，使傳感器具有更高級的智能具有分析、判斷、自適應、自學(xué)習的功能、可以完成圖像識別、特征檢測、多維檢測等復雜任務(wù)。
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這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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