CN108593102B - 一种光强检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光强检测装置，所述装置包括电源、光敏电阻、电阻分压机构、电容、压电陶瓷、激光发射与接收装置以及单片机；其中，所述电源、光敏电阻、电阻分压机构串联连接；所述电容与所述电阻分压机构并联连接；所述压电陶瓷设置在所述电容的中间；所述激光发射与接收装置设置在所述电容的一端上，其激光检测发射及接收部分正对所述压电陶瓷表面；所述单片机与所述激光发射与接收装置电连接。本发明具有设计简单、便携使用且检测准确等优点。
Description
技术领域
本发明涉及了一种检测装置，尤其是一种光强度检测装置。
背景技术
随着生活水平的发展，人类越来越多的使用光照，光的作用领域有医疗保健、光照照明等。为了减少光资源的浪费和光污染对生活的伤害，需要设计一种可对环境光强度进行准确检测的装置。
现有技术的压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于无机非金属材料，其工作原理是当对压电陶瓷施加压力或者拉力，在压电陶瓷的两端会形成电势差，通过回路可以形成电流，这种效应称为压电效应。压电陶瓷具有非常敏感的特性，可以将其微弱的机械振动转换成电信号，利用压电陶瓷敏感的压电效应，在现有技术中，已经将压电陶瓷用于了声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等，但是在光强的检测中，还没有将压电陶瓷应用其中。
现有技术中比较广泛的使用光敏电阻来进行环境光强度的检测，光敏电阻用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻具有其阻值随着入射光强弱变化而变化的特性，而且光敏电阻对光线非常敏感，一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。目前，现有的技术中没有将压电陶瓷和光敏电阻结合运用在光强度检测装置上。
目前市面上的光检测装置大多设计比较复杂，制造成本比较高，而且不方便携带和使用。因此，发明一种设计简单、便携使用且检测准确的光强检测装置非常有必要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，设计一种光强检测装置，意在提供一种具有设计简单、便于携带、检测准确等特点的光强检测装置。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种光强检测装置，所述装置包括电源、光敏电阻、电阻分压机构、电容、压电陶瓷、激光发射与接收装置以及单片机；其中，
所述电源、光敏电阻、电阻分压机构串联连接；
所述电容与所述电阻分压机构并联连接；
所述压电陶瓷设置在所述电容的中间；
所述激光发射与接收装置设置在所述电容的一端上，其激光检测发射及接收部分正对所述压电陶瓷表面；
所述单片机与所述激光发射与接收装置电连接。
进一步地，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述单片机电连接。
进一步地，所述电阻分压机构为指示灯。
进一步地，所述装置还包括开关，所述开关与所述电源、电阻分压机构、光敏电阻串联连接。
进一步地，所述装置还包括外壳，所述显示屏、指示灯、开光设置在所述外壳表面。
进一步地，所述压电陶瓷上下层外表面镀有电极。
进一步地，所述电极材料为金、或者铂、或者导电银浆。
进一步地，所述电极表面作绝缘处理。
进一步地，所述压电陶瓷的上层外表面电极平整光滑，下层外表面电极平整光滑。
进一步地，所述激光发射与接收装置的发射及接收部分中心线垂直于所述压电陶瓷上层外表面电极。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的核心技术特点在于本发明相比现有的光强检测装置，其设计更简单，组成部分更少，从而方便人们携带及使用；同时光敏电阻的特性使得该装置对光强的检测更加准确。
附图说明
图1为本发明光强检测装置的结构示意图：
其中，附图标识：
1外壳 2电源
3导线 4单片机
5显示屏 6电容
7压电陶瓷 8激光发射与接收装置
9电阻分压机构 10光敏电阻
11开关
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本实施例中，如图1所示，一种光强检测装置，所述装置包括电源2、光敏电阻10、电阻分压机构9、电容6、压电陶瓷7、激光发射与接收装置以及单片机8；其中，
所述电源2、光敏电阻10、电阻分压机构9串联连接，电源2是直流电源，可以为1.5V，或者5V，或者10V。光敏电阻10是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻10对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻10其体积小、灵敏度高、性能稳定、价格低的特点使其应用非常广泛，例如电视机中的亮度自动调节、照相机中自动曝光、防盗报警装置等。在本发明中，所述光敏电阻10受到环境光照照射时，其阻值随入射光的强弱而改变，从而流向电容6的电流不同。电阻分压机构9可以是指示灯，也可以是电阻。
所述电容6与所述电阻分压机构9并联连接。
所述压电陶瓷7设置在所述电容6的中间，压电陶瓷7是一种具有压电效应的电子陶瓷材料。压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。本发明应用的是逆压电效应，电容6的电场对压电陶瓷7施加不同程度的外力，使得压电陶瓷发生不同程度的形变。当开关11为关闭状态时电容6的电场消失，施加在压电陶瓷7上的外力消失，压电陶瓷7的形变也随之消失，恢复原状。所述压电陶瓷7的电极材料为金、或者铂、或者导电银浆，电极表面作绝缘处理，电极表面平整，激光容易反射，提高精确度。
所述激光发射与接收装置8设置在所述电容的一端上，其激光发射及接收部分正对所述压电陶瓷表面。激光发射与接收装置8利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光发射与接收装置8工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到接收器，通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。所述激光发射与接收装置8测量的是其到压电陶瓷7的距离所用的时间，压电陶瓷7收到电容6的电场外力越大，形变越大，激光发射与接收装置8测得的时间越长。
所述单片机4与所述激光发射与接收装置8电连接，激光发射与接收装置8将数据传输到单片机4上，单片机4进行数据处理。
在本实施例中，如图1所示，所述装置还包括显示屏，所述显示屏5与所述单片机4连接。单片机4将激光发射与接收装置8传输过来的数据进行处理后，输出到显示屏5上，显示屏5显示光照强度。
在本实施例中，如图1所示，所述电阻分压机构9为指示灯。
在本实施例中，如图1所示，所述装置还包括开关11，所述开关11与电源2、电阻分压机构9、光敏电阻10串联连接。开关11的设置用于控制装置的开启或关闭，在不需要检测的时候可以将开关设置为关闭状态。
在本实施例中，如图1所示，所述装置还包括外壳1，所示显示屏5、开关11、指示灯9设置在外壳表面。
在本实施例中，如图1所示，所述激光发射与接收装置的发射及接收部分中心线垂直于所述压电陶瓷7上层外表面电极。
本发明的核心技术特点在于本发明相比现有的光强检测装置，其设计更简单，组成部分更少，从而方便人们携带及使用；同时光敏电阻的特性使得该装置对光强的检测更加准确。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光强检测装置，其特征在于，所述装置包括电源、光敏电阻、电阻分压机构、电容、压电陶瓷、激光发射与接收装置以及单片机；其中，
所述电源、光敏电阻、电阻分压机构串联连接；
所述电容与所述电阻分压机构并联连接；
所述压电陶瓷设置在所述电容的中间；
所述激光发射与接收装置设置在所述电容的一端上，其发射及接收部分正对所述压电陶瓷表面；
所述单片机与所述激光发射与接收装置电连接。
2.根据权利要求1所述的光强检测装置，其特征在于，所述装置还包括显示屏，所述显示屏与所述单片机电连接。
3.根据权利要求2所述的光强检测装置，其特征在于，所述电阻分压机构为指示灯。
4.根据权利要求3所述的光强检测装置，其特征在于，所述装置还包括开关，所述开关与所述电源、电阻分压机构、光敏电阻串联连接。
5.根据权利要求4所述的光强检测装置，其特征在于，所述装置还包括外壳，所述显示屏、指示灯、开光设置在所述外壳表面。
6.根据权利要求1所述的光强检测装置，其特征在于，所述压电陶瓷上下层外表面镀有电极。
7.根据权利要求6所述的光强检测装置，其特征在于，所述电极材料为金、或者铂、或者导电银浆。
8.根据权利要求6或7所述的光强检测装置，其特征在于，所述电极表面作绝缘处理。
9.根据权利要求8所述的光强检测装置，其特征在于，所述压电陶瓷的上层外表面电极平整光滑，下层外表面电极平整光滑。
10.根据权利要求9所述的光强检测装置，其特征在于，所述激光发射与接收装置的发射及接收部分中心线垂直于所述压电陶瓷上层外表面电极。
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