光电管信号检测电路和包含该电路的监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及信号处理技术，特别涉及一种用于光电管的信号检测电路以及包含该电路的监测装置。按照本实用新型一个实施例的光电管信号检测电路包括：电阻器，其串联耦合在用于驱动光电管的直流驱动器与所述光电管的驱动端之间；第一晶体管，其基极和发射极分别耦合在所述电阻器的两端；以及第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极耦合，发射极接地并且集电极与所述光电管信号检测电路的输出端耦合，其中，在所述直流驱动器工作时，如果所述光电管的光电流增大，则在所述电阻器两端周期性产生的电压差使所述第一晶体管周期性地进入导通状态，进而使得所述第二晶体管周期性地进入导通状态，由此在所述输出端上输出脉冲信号。
【专利说明】光电管信号检测电路和包含该电路的监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号处理技术，特别涉及一种用于光电管的信号检测电路以及包含该电路的监测装置。
【背景技术】
[0002]光电管是一种光电转换器件，管内设置有阴极和阳极，其中阴极受光照射后将释放出光电子，在电场的作用下形成与光照强度相对应的光电流。由于具有高灵敏度、高响应速度和低噪声等特点，因此光电管是一种被广泛应用的传感器。
[0003]火焰的辐射包含离散光谱的气体辐射并伴随连续光谱的固体辐射。为避免其它信号的干扰，火焰的检测常利用波长小于300纳米的紫外线作为探测信号。基于光电原理的紫外线光电管或传感器只对185?260纳米范围内的紫外线进行响应，而对其它频谱的光线不敏感。特别是，到达地面的太阳光的波长大于300纳米，故火焰探测的220?280波段属于太阳光谱盲区，这成功避开了最强大自然光源造成的复杂背景，因此紫外线光电管非常适合于火焰的探测。
[0004]但是在现有技术中，用于检测光电管传感信号的电路结构复杂，对元器件的可靠性要求高，这使得系统总体成本难以降低，而且也增加了维护的难度。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种光电管信号检测电路，其具有结构简单和可靠性高等优点。
[0006]按照本实用新型一个实施例的光电管信号检测电路包括:
[0007]电阻器，其串联耦合在用于驱动光电管的直流驱动器与所述光电管的驱动端之间；
[0008]第一晶体管，其基极和发射极分别耦合在所述电阻器的两端；以及
[0009]第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极耦合，发射极接地并且集电极与所述光电管信号检测电路的输出端耦合，
[0010]其中，在所述直流驱动器工作时，如果所述光电管的光电流增大，则在所述电阻器两端周期性产生的电压差使所述第一晶体管周期性地进入导通状态，进而使得所述第二晶体管周期性地进入导通状态，由此在所述输出端上输出脉冲信号。
[0011]在上述实施例中，采用电阻器作为感测元件来检测光电管的光电流，并且采用简单的双晶体管结构来实现电阻器两端电压差至脉冲信号的转换，这有利于提高电路的可靠性并且降低制造和维护成本。再者，晶体管的采用可以实现较快的响应速度。最后，脉冲信号的电路输出形式非常适合于计算设备的数据处理。
[0012]优选地，在上述光电管信号检测电路中，所述第一晶体管和第二晶体管分别为PNP型双极晶体管和NPN型双极晶体管。
[0013]优选地，在上述光电管信号检测电路中，所述电阻器两端还并接滤波电容器。
[0014]优选地，在上述光电管信号检测电路中，所述第二晶体管的基极与发射极之间串接RC滤波电路。
[0015]本实用新型的还有一个目的是提供一种监测装置，其具有结构简单和可靠性高等优点。
[0016]按照本实用新型一个实施例的监测装置包括:
[0017]光电管；
[0018]直流驱动器；
[0019]微控制器；
[0020]光电管信号检测电路，其包括:
[0021]电阻器，其串联耦合在所述直流驱动器与所述光电管的驱动端之间；
[0022]第一晶体管，其基极和发射极分别耦合在所述电阻器的两端；以及
[0023]第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极耦合，发射极接地并且集电极经所述光电管信号检测电路的输出端与所述微控制器耦合，
[0024]其中，当所述直流驱动器工作时，如果所述光电管的光电流增大，则在所述电阻器两端周期性产生的电压差使所述第一晶体管周期性地进入导通状态，进而使得所述第二晶体管周期性地进入导通状态，由此在所述输出端上输出脉冲信号。
[0025]优选地，在上述监测装置中，所述光电管为紫外线光电管。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本实用新型的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括:
[0027]图1为按照本实用新型一个实施例的光电管信号检测电路的电路原理图。
[0028]图2为按照本实用新型另一个实施例的监测装置的框图。
[0029]附图标号列表
[0030]10监测装置
[0031]110光电管信号检测电路
[0032]111 第一单元
[0033]112 第二单元
[0034]R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 电阻器
[0035]C1、C2、C3、C4 电容器
[0036]Q1第一晶体管
[0037]Q2第二晶体管
[0038]DC恒压源
[0039]OUT光电管信号检测电路的输出端
[0040]DCPS直流驱动器的输出端
[0041]DRV光电管的驱动端
[0042]120直流驱动器
[0043]130光电管
[0044]140微控制器
【具体实施方式】
[0045]下面参照其中图示了本实用新型示意性实施例的附图更为全面地说明本实用新型。但本实用新型可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，从而使对本实用新型保护范围的理解更为全面和准确。
[0046]诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
[0047]诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
[0048]以下借助附图具体描述本实用新型的实施例。
[0049]图1为按照本实用新型一个实施例的光电管信号检测电路的电路原理图。
[0050]按照本实施例的光电管信号检测电路110包括用于感测光电管输出信号的第一单元111和响应于光电管输出信号的出现而生成触发信号的第二单元112。示例性地，本实施例假设光电管为紫外线光电管。
[0051]第一单元111采用电阻器R1作为感测元件，如图1所示，电阻器R1的第一端经电阻器R3和R4连接至光电管的驱动端DRV，第二端经电阻器R2与直流驱动器的输出端DCPS相连接。为了消除或抑制干扰，在电阻器R1的两端还并接滤波电容器C1和C2，并且在驱动端DRV与接地GND之间还连接滤波电容器C3。
[0052]第二单元112主要包括第一晶体管Q1和第二晶体管Q2。在本实施例中，优选地，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2分别为PNP型双极晶体管和NPN型双极晶体管。如图1所示，第一晶体管Q1的基极和发射极分别与电阻器R1的第一端和第二端相连，其集电极经电阻器R5和R6被连接至第二晶体管Q2的基极，第二晶体管Q2的发射极接地，集电极经电阻器R8与恒压源DC相连并且作为输出端OUT与微控制器的信号输入管脚相连。此外，在第二晶体管Q2的基极与发射极之间串接由电阻器R7和电容器C4组成的RC滤波电路。
[0053]以下描述图1所示光电管信号检测电路的工作原理。
[0054]在本实施例中，直流驱动器输出电压幅值为300伏并且频率为50Hz的直流脉冲信号。当光电管内未形成光电流时，驱动端DRV处于开路状态，电阻器R1上未有直流脉冲信号通过，其两端不存在电压差，因此第一晶体管Q1和第二晶体管Q2均处于截止状态，输出端OUT处于低电平状态。
[0055]当紫外线照射到光电管上时，将在光电管内形成光电流，此时将在直流驱动器、电阻器R2、R1、R3和R4和光电管之间形成电流回路，从而在电阻器R1两端周期性地产生电压差。当电阻器R1两端形成电压差时，第一晶体管Q1将由截止状态转变为导通状态，进而使得第二晶体管Q2由截止状态转变为导通状态，因此使输出端OUT处于高电平状态。由于电阻器R1两端周期性地产生电压差，由此在输出端OUT上输出一系列的脉冲信号以指示光电管检测到紫外线信号的状态。
[0056]图2为按照本实用新型另一个实施例的监测装置的框图。
[0057]如图2所示，本实施例的监测装置10包括光电管信号检测电路110、直流驱动器120、光电管130和微控制器140。
[0058]在本实施例中，直流驱动器120与光电管130耦合以向后者提供直流脉冲驱动信号。当光电管130内未形成光电流时，直流驱动器120与光电管130所在的回路处于断开状态；反之，当光电管130内形成光电流时，直流驱动器120与光电管130所在的回路处于导通状态，因此该回路的通断状态可以反映光电管130是否探测到光信号。
[0059]通过将感测元件耦连在直流驱动器120与光电管130之间，光电管信号检测电路110可以检测直流驱动器120与光电管130所在的回路的通断状态并产生相应的指示信号。另一方面，如图2所示，光电管信号检测电路110与微控制器140耦合以输出相应的指示信号。优选地，本实施例中的光电管信号检测电路110可以采用上面借助图1所述的电路结构和工作原理。特别是，该光电管信号检测电路110中的电阻器R1可以被耦连在直流驱动器120与光电管130之间。
[0060]虽然已经展现和讨论了本实用新型的一些方面，但是本领域内的技术人员应该意识到:可以在不背离本实用新型原理和精神的条件下对上述方面进行改变，因此本实用新型的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。
【权利要求】
1.一种光电管信号检测电路，其特征在于，包括: 电阻器，其串联耦合在用于驱动光电管的直流驱动器与所述光电管的驱动端之间；第一晶体管，其基极和发射极分别耦合在所述电阻器的两端；以及第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极耦合，发射极接地并且集电极与所述光电管信号检测电路的输出端耦合， 其中，在所述直流驱动器工作时，如果所述光电管的光电流增大，则在所述电阻器两端周期性产生的电压差使所述第一晶体管周期性地进入导通状态，进而使得所述第二晶体管周期性地进入导通状态，由此在所述输出端上输出脉冲信号。
2.如权利要求1所述的光电管信号检测电路，其中，所述第一晶体管和第二晶体管分别为PNP型双极晶体管和NPN型双极晶体管。
3.如权利要求1所述的光电管信号检测电路，其中，所述电阻器两端还并接滤波电容器。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的光电管信号检测电路，其中，所述第二晶体管的基极与发射极之间串接RC滤波电路。
5.一种监测装置，其特征在于，包含: 光电管； 直流驱动器； 微控制器； 光电管信号检测电路，其包括: 电阻器，其串联耦合在所述直流驱动器与所述光电管的驱动端之间； 第一晶体管，其基极和发射极分别耦合在所述电阻器的两端； 以及 第二晶体管，其基极与所述第一晶体管的集电极耦合，发射极接地并且集电极经所述光电管信号检测电路的输出端与所述微控制器耦合， 其中，当所述直流驱动器工作时，如果所述光电管的光电流增大，则在所述电阻器两端周期性产生的电压差使所述第一晶体管周期性地进入导通状态，进而使得所述第二晶体管周期性地进入导通状态，由此在所述输出端上输出脉冲信号。
6.如权利要求5所述的监测装置，其中，所述第一晶体管和第二晶体管分别为PNP型双极晶体管和NPN型双极晶体管。
7.如权利要求5所述的监测装置，其中，所述电阻器两端还并接滤波电容器。
8.如权利要求5所述的监测装置，其中，所述第二晶体管的基极与发射极之间串接RC滤波电路。
9.如权利要求5-8中任一权利要求所述的监测装置，其中，所述光电管为紫外线光电管。
【文档编号】G01J1/46GK204228266SQ201420567967
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】高春青, 陈垚, 杜广兴 申请人:霍尼韦尔环境自控产品（天津）有限公司