模块九　现代检测技术　课件　广东2022中职《传感器应用技术》

课题一 图像传感器 课题二 光纤传感器 课题三 智能传感器 课题四 网络传感器 模块九 现代检测技术 ¤ 了解图像检测的基本知识 ¤ 了解固态图形传感器的基本工作原理 ¤ 了解固态图形传感器的主要技术参数 课题一　图像传感器 任务提出： 人类依靠视觉获取的信息占人类所能获得信息总量的80%以上,作为视觉的延伸,图像检测在工业、农业和日常生活中的作用越来越重要(见下图)。 通过对实物或资料的研究,分析摄像头的工作原理和内部基本结构。 图像检测 数码摄像头 相关知识 一、图像检测基础知识 １．光电效应 光电传感器的理论基础是光电效应。用光照射某一物体,可以看作物体受到一连串具有能量的光子的轰击,组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应的物理现象称为光电效应。 ２．图像检测系统组成 ３．图像传感器 二、固态图像传感器 固态图像传感器是数码相机、数码摄像机的关键零件,因常用于摄像领域,又被称为摄像管。 (１)CCD图像传感器原理 (２)CCD图像传感器的主要技术参数 １)采样频率的选择。 ２)合理选择动态特性,保证转换后图像不失真。 ２．CMOS图像传感器 (１)CMOS图像传感器原理 (２)CMOS图像传感器的主要技术参数 ３．固态图像传感器的比较 (１)CCD传感器一般被认为具有以下优点。 １)高分辨率 ２)高灵敏度 ３)动态范围广 ４)线性良好 ５)大面积感光 ６)低影像失真 (２)CMOS图像传感器与CCD相比拥有以下优点. １)系统集成 ２)低功耗 ３)成像速度快 ４)响应范围宽 ５)抗辐射性强 ６)成本低 任务实施： 数码相机的原理框图如下图所示,其工作原理可以表述为：外界景物发射或反射的光线通过镜头传播到相机内部的图像传感器上,使用者按动快门,取景器电路锁定信号,彩色图像传感器于是将感应到的光线强弱转换为连续的电信号输出,变换成数字信号后存储到存储卡中。 数码相机基本结构框图 知识链接 一、视觉传感器 视觉传感器(见下图)是固态图像传感器成像技术和Framework软件结合的产物,它可以识别条形码和任意OCR字符。 视觉传感器 二、计算机视觉检测(AVI） 计算机视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术,如下图所示。它利用计算机视觉研究成果,采用图像传感器来实现对被测物体的尺寸及空间位置的三维测量,所得数据通过计算机对标准和故障图像进行比对或直接从图像中提取信息,并根据判别结果控制设备动作。 计算机视觉检测系统 机器人视觉检测结构 思考与练习： １．什么是光电效应? 它是如何分类的? 为什么说光电效应是图像检测的基础? ２．常用固态图像传感器的类型有哪些? 其特点是什么? ３．对于常用的３０万像素的拍照手机,３０万像素的含义是什么? 返回 ¤ 了解光纤传感器的基本原理 ¤ 了解光纤传感器的分类 ¤ 掌握光纤传感器的应用 模块二 课题二　光纤传感器 任务提出： 光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物,与以电为基础的传感器有着本质区别。 某天然气公司是一家炼化一体、年产千万吨的大型综合企业,为保证成品正常输送,需要寻找适合石化行业的长距离管道视频检测方案,用以对管线内部的焊接质量进行监察,对管道内部是否存在异物进行排查,并精准定位以便割口取出。 任务分析： 使用工业内窥镜(见下图),可以直接观察到设备内部的肉眼不易直接观察的隐蔽地方,进行箱体、管道内部的检测和故障诊断。 本课题研究的中心内容是采用何种传感器作为成像和传输的元件以及该传感器的结构和工作原理。 工业内窥镜的外形与结构 相关知识： 一、光纤传递的基本知识 　　光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。 二、光纤传感器工作原理及分类 １．光纤传感器结构 光纤传感器是一种把不易测量的某种物理量转变为可测的光信号的装置。 ２．光纤传感器的分类 根据光纤在传感器中的作用,光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 (１)功能型(全光纤型)光纤传感器 (２)非功能型(传光型)光纤传感器 (３)拾光型光纤传感器 三、光纤传感器的应用 光纤传感器具有其他光纤传感器无法比拟的优点,目前已广泛应用于医疗、机械、机电一体化、化工、电器、能源、环保、生物等领域。 １．光纤位移传感器 ２．光纤温度传感器 任务实施： 在本课题中,可以选择以下两种方案。 方案一:可以选用爬行机器人方案。 方案二:可以选用光纤工业内窥镜方案。 现在,国内生产的工业内窥镜大体有三种： (１)光导纤维内窥镜 (２)光导纤维内窥镜＋专用接口＋数码照相机 (３)视频电子内窥镜 思