接触式图像传感器
微小流量的光学测量方法探讨_陈良才
微小流量的光学测量方法探讨陈良才1吕锋杰1茹更生2柳冬芝2欧春谷1(1华中科技大学化工过程设备与控制研究所,武汉430074;2郑州铁路局,郑州450052)摘要本文针对微小流量的特点,介绍了几种光学测量方法,并首次提出把线阵CCD和线阵CIS用于流量的检测。
结合实验将不同测量方法的优缺点作了比较,给出了各自的适用条件。
关键词微小流量;光学测量;线阵CIS(CCD)0引言在工业生产和实验室工作中,会遇到需要检测液体微小流量的情况,如石油产品蒸馏仪中馏出液流量的检测[1],静脉输液中输液量的自动检测等。
它们一般具有下列特点:1)流量很小,一般小于10mL/min;2)液体不充满流通管道;3)管道内基本上为无压差或微压差流动;4)在管道出口处呈滴状流出;5)一般都要求传感器不与被测液体接触。
本文从微小流量的特点出发,结合所做的实验,介绍并提出了几种光学测量的新方法,并对各种方法的优缺点和适用条件进行了论述。
1频率法根据流体在管道出口处呈滴状流出的特点,遂产生了频率法的设计思想。
若整个测量过程中被测液体的物性不变,且环境条件基本不变,则液滴的大小只与被测液体的表面张力有关,与管道直径和液滴流速无关。
此时液滴的体积将为恒定值V (mL)。
通过测量单位时间内的液滴数N,即可获得流量F:F=V@N(mL/min)流量的检测电路如图1所示。
发光二极管发射的光穿过液体滴落线,投射到光敏三极管的感光面。
在光线没遇到液滴时,光敏三极管输出低电平信号。
当光线遇到液滴时,由于液滴使光束发散,从而使光敏三极管输出电压升高,形成如图1所示的脉冲信号。
该脉冲信号被后续电路检测,进一步处理后得到滴落液体的流量。
图1光电传感器工作原理本方法简单实用,性能可靠,已用于静脉输液量的检测。
其测量精度的主要影响因素是物性的均匀性和计数装置的准确性。
2体积法体积法是让液体流入一个截面积(S)恒定的透明容器,在单位时间内通过测量容器内液面高度(H)的变化,来间接测得体积流量(V),V=S@H。
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20种身边常见的传感器
20种身边常见的传感器1、电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
2、变频功率传感器变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连，数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
3、称重传感器称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。
能够实现力→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。
4、电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。
电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。
半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。
5、压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。
其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。
当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。
6、热电阻传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
7、激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。
它由激光器、激光检测器和测量电路组成。
激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
8、霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
国家禁止进口的旧机电产品目录
8507200000
其他铅酸蓄电池
出口
8516500000
微波炉
旧机电产品进口
8516603000
电饭锅
旧机电产品进口
8517110010
无绳加密电话机
旧机电产品进口
8517110090
其他无绳电话机
旧机电产品进口
8517121011
GSM数字式手持无线电话整套散件
旧机电产品进口
8517121019
8415812000
制冷量＞4千大卡/时热泵式空调器
旧机电产品进口
8415821000
制冷量≤4千大卡/时的其他空调器
旧机电产品进口
8415822000
制冷量＞4千大卡/时的其他空调
旧机电产品进口
8415830000
未装有制冷装置的空调器
旧机电产品进口
8415901000
制冷量≤4千大卡/时空调的零件
旧机电产品进口
8443321300
专用于税目8471所列设备的喷墨打印机
旧机电产品进口
8443321900
专用于税目8471所列设备的其他打印机
旧机电产品进口
8443322101
幅宽>60cm的喷墨印刷设备
旧机电产品进口
8443329010
其他加密传真机
旧机电产品进口
8443329090
其他印刷(打印)机、复印机、传真机和电传打字机
21
84171000
矿砂或金属的焙烧、熔化等热处理用炉及烘箱
22
84178010
炼焦炉
23
84178020
放射性废物焚烧炉
24
84178090
基于FPGA的高速字符识别系统
基于FPGA的高速字符识别系统作者：周立波来源：《中国新技术新产品》2012年第22期摘要：在字符识别应用系统中，利用图像传感器采集到原始图像数据后，大部分图像处理工作通常由DSP、ARM或微计算机完成。
以钞票流转智能监控系统研发应用为基础，提出一种由FPGA和ARM组成的图像处理识别系统，利用FPGA构建了各种噪声去除、特征提取、图像增强、模板匹配等图像硬件处理器，实现对26个英文字母和10个阿拉伯数字的快速识别。
实践表明，该系统具有超高的识别速度和超高的性价比。
关键字：匹配矩阵；快速识别；FPGA；图像处理中图分类号：TP391.41 文献标识码：A1 概述数字图像处理技术发展迅速，应用于各个行业和领域，已成为当前研究的热点。
数字图像处理方法的研究源于两个主要应用领域：其一是为了便于人们分析而对图像信息质量进行提升，其二是为使机器自动理解而对图像数据进行变换、存储、传输及显示。
由于数字图像通常含有海量的信息用单线程的CPU难以进行复杂的算法处理，而FPGA所具有的灵活性和强大的并行处理能力可以以较小的硬件开销实现复杂的图像处理过程。
人们已经开展这方面的研究，文献[1]讨论了用FPGA实现快速中值滤波算法，分析利用Sobel算子和用系统级并行流水线进行图像边缘检测硬件电路设计的优点和可行性。
文献[2]设计了一个利用中值滤波器进行图像预处理的系统，提高程序运算效率。
所见研究大都集中于图像预处理方面，而在图像最终识别方面研究甚少。
本文以实际项目钞票流转智能监控系统为依托，利用CIS（接触式图像传感器）获取钞票、支票和转账单的图像数据，由FPGA和ARM组成实时图像识别系统，利用FPGA构建各种噪声去除、图像增强、图像预处理、模板匹配等图像硬件处理器，实现对26个英文字母和10个阿拉伯数字的实时识别。
利用FPGA大规模的布尔代数并行计算特性，以时钟周期级别的识别速度实现了复杂的匹配算法，在大幅度降低了硬件成本的同时大幅度提高了识别的速度。
常见的25种传感器类型介绍
常见的25种传感器类型介绍“蓝⾊字”传感器的作⽤实际上是⼀种功能块，其作⽤是将来⾃外界的各种信号转换成电信号。
例如，⽇常⽣活中使⽤的话筒，⼿机中的麦克风，它将声⾳转换成电信号，然后放⼤到最佳范围。
然后，在扬声器的o / p处将电信号变成⾳频信号。
如今传感器所检测的信号近来显著地增加，因⽽其品种也极其繁多。
今天我们来看看传感器的种类吧：1.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、⼒、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的⼀种器件。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、⽓敏、湿敏等电阻式传感器件。
2.变频功率传感器变频功率传感器通过对输⼊的电压、电流信号进⾏交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输⼊⼆次仪表相连，数字量输⼊⼆次仪表对电压、电流的采样值进⾏运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
3.称重传感器称重传感器是⼀种能够将重⼒转变为电信号的⼒→电转换装置，是电⼦衡器的⼀个关键部件。
能够实现⼒→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁⼒式和电容式等。
电磁⼒式主要⽤于电⼦天平，电容式⽤于部分电⼦吊秤，⽽绝⼤多数衡器产品所⽤的还是电阻应变式称重传感器。
电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度⾼，适⽤⾯⼴，且能够在相对⽐较差的环境下使⽤。
因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了⼴泛地运⽤。
4.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变⽚具有⾦属的应变效应，即在外⼒作⽤下产⽣机械形变，从⽽使电阻值随之发⽣相应的变化。
电阻应变⽚主要有⾦属和半导体两类，⾦属应变⽚有⾦属丝式、箔式、薄膜式之分。
半导体应变⽚具有灵敏度⾼(通常是丝式、箔式的⼏⼗倍)、横向效应⼩等优点。
5.压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基⽚上经扩散电阻⽽制成的器件。
其基⽚可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基⽚内接成电桥形式。
sick西克传感器使用说明书【新版】
西克(SICK)传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD 图像传感器的诞生，为西克(SICK)传感器的进一步应用开创了新的一页。
施克传感器@SICK使用说明书工作原理西克(SICK)传感器首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器，模拟式光电传感器是将被测量转换光电传感器成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。
模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式，遮光式(光束阻档)三大类。
所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关，光敏二极管是zui常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小(<µA)，称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电光电传感器载流子。
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接触式图像传感器
随着科技的不断发展和创新，图像传感器在各个领域的应用越来越
广泛。
其中，接触式图像传感器是一种重要的技术。
它以其高清晰度、高性能和高稳定性，在数字摄影、安全监控、医学图像等领域发挥着
重要作用。
本文将介绍接触式图像传感器的原理、应用和未来发展趋势。
一、接触式图像传感器的原理
接触式图像传感器是一种基于图像传感器技术的设备，可以将光信
号转换为电信号，并以此来获取图像。
它通常由传感器芯片、透镜、
滤波器、增益控制电路等组成。
接触式图像传感器的原理主要包括以下几个方面：
1. 光学系统：透镜用于调节进入传感器的光线，使其聚集到传感器
芯片上。
同时，滤波器可以通过选择特定波长的光线来增强或抑制一
些颜色信息，提高色彩还原度。
2. 光电转换：传感器芯片内部是由一系列像素组成的阵列。
当光线
照射到像素上时，光电效应将光信号转化为电信号，并通过信号采集
电路传输到后续处理单元。
3. 后续处理：接触式图像传感器的后续处理单元负责将采集到的电
信号转化为数字图像。
通过去噪、增强和颜色校正等算法，可以得到
高质量的图像输出。
二、接触式图像传感器的应用
1. 数字摄影：接触式图像传感器是数字相机的核心组件之一。
它可
以将捕捉到的光线转化为数字图像，提供高清晰度和细节丰富的照片。
随着技术的不断发展和进步，现代手机的相机性能也得到了极大的提升，接触式图像传感器起到了至关重要的作用。
2. 安全监控：接触式图像传感器在安全监控系统中也得到了广泛的
应用。
通过高清晰度和低噪声的图像输出，可以实时监控和识别人脸、车牌等信息，提供更加准确和有效的安全保护。
3. 医学图像：在医学领域，接触式图像传感器被广泛应用于X光影像、CT扫描以及内窥镜等设备上。
其高清晰度和低噪声的特点使得医
生可以更加准确地诊断病情，并为治疗提供科学依据。
三、接触式图像传感器的未来发展趋势
随着科技的不断进步，接触式图像传感器在未来的发展中将目标于
更高的性能和更广泛的应用领域。
1. 提高分辨率：随着需求的增加，接触式图像传感器的分辨率将不
断提高。
高分辨率的图像可以提供更多的细节和更好的视觉体验。
2. 增加光线感应能力：在低光条件下，传感器对光线的感应能力是
一个重要指标。
未来的接触式图像传感器将进一步提高其感光性能，
以获得更好的低光成像效果。
3. 多功能应用：随着技术的发展，接触式图像传感器将不仅仅用于
摄影和医学领域，还将应用于人工智能、虚拟现实、增强现实等领域，为各行各业提供更多的可能性。
总之，接触式图像传感器作为一种高性能的图像捕捉技术，具有广
泛的应用前景。
通过深入了解其原理和应用，我们可以更好地理解和
掌握这一技术，为未来的发展和创新做出贡献。