Wie man eine Infrarot- Näherungsdetektor, das funktioniert bei 20 Feet Bauen

Infrarot ist eine bequeme Bereich des Spektrums für viele Anwendungen. Es ist unsichtbar für das menschliche Auge, aber Infrarotstrahlung funktioniert nach den gleichen Regeln wie sichtbares Licht. Infrarot verwendet die gleiche allgemeine Art von Linsen, Spiegeln , Quellen und Detektoren als sichtbare Optik . Es gibt einige Unterschiede in den Materialien, aber die Prinzipien sind die gleichen. Also, wenn Sie so etwas wie Sinn der Abstand von einem Objekt durchführen möchten, die Sie verwenden können , um einen optischen Infrarot- System zu schaffen, sondern haben es völlig unauffällig humans.Things Sie
1,55 -Mikrometer- Laser-und Treiberschaltung Brauchen sein
InGaAs- Avalanche-Photodiode und Verstärkerschaltung
1,55 -um- Bandpassfilter
Montageplattform
2-Zoll- Durchmesser , 100 mm Brennweite Infrarotlinse
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die Menge der Energie, die notwendig berechnen , um ein Signal -zu- Rausch-Verhältnis von 10 bei Ihren Detektor zu erreichen. Für eine grobe Näherung davon ausgehen, das Rauschen ist alles in Dunkelstrom , so schauen Sie auf dem Datenblatt für Ihr Detektor und finden Sie die Empfindlichkeit und den Dunkelstrom für Ihren Detektor .
Zum Zwecke der Darstellung , übernehmen Sie einen Detektor mit haben eine Empfindlichkeit von 0,95 Ampere /Watt , und ein Dunkelstrom von 1 nA , die 10 ^ -9 Ampere ist . Zu 10 nA Strom zu bekommen, müssen Sie 10nA/0.95 Watt Infrarotleistung , die 1,1 x 10 ^ -8 W. gleich
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die Menge der Infrarotenergie von dem Objekt benötigt berechnen . Da Sie mit einem 2 -Zoll- Durchmesser der Linse sind , wird das Objektiv zu einem festen Winkel (pi x (1 /12) ^ 2) /20 ^ 2 = 5,5 x 10 ^ -5 sr ( Steradiant ) aufspannen . Dies ist im Wesentlichen ein Maß dafür, wie groß der Detektor sieht von dem Objekt, das tun die reflektierende ist . Für das Beispiel -System , muss Ihr Detektor auf 1,1 x 10 ^ -8 Watt in 5,5 x 10 ^ -5 sr , die 2,0 x 10 ^ -4 W /sr .
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Finde heraus, wie viel Energie braucht, um das Ziel zu treffen . Angenommen das Objekt reflektiert das Licht gleichmäßig zurück in die Richtung , in der es beleuchtet . Diese Art eines Objekts wird als Lambert Streuer , und das Licht, das sie in einem Raumwinkel von 2 x pi Steradian trifft widerspiegelt.
Das System beispielsweise , dann muss löschte 2,0 x 10 ^ -4 W /sr über den gesamten 2 x pi Winkel , was bedeutet, es spiegelt 2 x pi x 2,0 x 10 ^ -4 W = 1,3 x 10 ^ -3 W oder 1,3 mW .
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finden Quelle, die die richtige Menge an Energie auf das Objekt liefern . Für das Beispiel -System , finden Sie einen 1,55 -um- Laser, der eine Leistung von 1,3 mW auf das Objekt liefert. Befestigen Sie den Laser auf die Montageplattform , so dass er zeigt gerade heraus.
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Legen Sie die Bandpass- Filter vor dem Photodetektor und befestigen Sie die Montage an der Linse . Montieren Sie , dass auf der Montageplattform , reihen sich in die Richtung , das Laserlicht zu sammeln und legte sie auf den Detektor .
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Betreiben Sie das System mit einem Objekt in verschiedenen Abständen , die Aufzeichnung der Spannung als Funktion Entfernung. Verwenden Sie diese Daten , um eine Kurve , die Sie Abstand als Funktion der Spannung geben wird, zu erstellen.