激光告警设备的发展过程及现状要点

激光告警设备的发展过程及现状

2010-08-20 21:30:17| 分类：网上的资料| 标签：告警探测器视场入射激光|字号大中小订阅

摘要：本文根据现有资料总结了激光告警设备的发展过程，并重点介绍了激光告警设备的工作原理及典型设备实例。

关键词：激光告警发展工作原理

1 激光告警设备的发展过程

激光技术的发展使人们开始研究激光对抗技术，从70年代的初级形式"激光报警器"：可实时判断激光威胁的存在并粗略判断激光来袭方向；到现在研制的具有多种性能的高级形式激光告警接收机：不仅能实时报警，而且能探测某些激光参数包括位置(方向)、激光波长、能量、重复频率及编码等。国外对激光威胁的侦察、探测和告警工作都极为重视，先后研制了多种形式的激光告警接收机。

1.1 60－70年代

首先出现的是60年代问世的带有威胁探测器的主动防御系统--红外探测器，安装在主战坦克上。这种探测器在70年代得到了进一步的发展，不仅能对付连续的红外威胁，而且能对抗来自激光测距机、激光目标指示器的激光威胁。据此，美国伯琴-埃尔默公司首先研制出了激光告警接收机(LWRs)，它与烟幕弹发射装置联合使用，形成了早期的对抗手段，至今仍是主动防御系统中广泛使用的对抗方式。其后，法国、英国也先后公开展出了红外和激光警戒接收机、激光与红外探照灯探测器。

1.1.1 美国

美国伯琴-埃尔默公司为激光告警的开发研制做出了巨大贡献。该公司通过进行大量基础研究，申请并获准了两项专利，研制出法－珀型激光告警设备，即现在广泛装备部队的

AN/AVR-2的原始样机。

1971年，美国伯琴－埃尔默公司申请了相干光探测器专利，用扫描式法－珀干涉仪探测激光的方向、波长，用硅光管接收信号，该专利于1974年获准。在此专利基础上，1977年该公司又申请了分析相干辐射装置的专利，在上述专利的基础上加以改进，提高了探测1－6μm 波段的功能。该专利于1979年获准。该公司在上述两个专利的基础上，于1978年开始制MIWR多传感器警戒接收机的样机，识别0.45－1μm波段内激光源的方位、波长等。与

AN/ALR－46雷达警戒机联用，在1979年进行了战术试验，试验表明能够提高飞机的生存力。此后该公司将MWR改进并定型生产，正式列入美军装备，这就是AN/AVR－2激光警戒接收机。

1.1.2 法国

法国TRT公司1975年在法国第五届武器和装备展览会上公开展出了红外和激光警戒接收机，此接收机可接收并记录水平360°、垂直－30°～＋60°范围内的可见光、红外光和激光脉冲，并在指示器上显示出来，光源指示精度15°。该警戒探测器由旋转传感器、指示器和操作台三部分组成。辐射源停止发射时，警戒探测器的信息存储器可以将信息存储起来。1.1.3 英国

英国普莱赛雷达公司于1978年完成激光与红外探照灯探测器的样机及试验，主要供地面装甲车辆使用。该探测器有复合探测器组件和显示器两部分构成，可接收直接照射的激光束，也可用散射探测器接收散射的激光，装在车顶，实现全向监视。显示装置装在车内，产生音响和视频警报，并标明威胁类型。散射探测器的视场犹如英国锥形的罩子，将车辆完全罩住。激光由任何方向照射车辆任何部位，都要穿过这个罩子，于是散射探测器就能接收到视场内大气气溶胶散射的激光能量。位于散射探测器下方的直接探测器，只有被激光束照射到时才发挥作用。它采用由12个硅光管构成的圆阵列，这些探测器的视场彼此重叠，利用编码孔径，可以确定激光源的大致方位，在水平方向以15°精度测定激光来袭方向。

1.2 80－90年代

在80年代早期，激光告警系统曾计划装备"挑战者"坦克，但最终未被采纳。其原因是虽然人们一直认为激光告警接收机主要是用来对抗坦克炮的激光测距机，但因为激光脉冲到达和坦

克炮发射的时间间隔非常短，所以系统不是很奏效。即便如此，80年代中期激光告警接收机还是装备到了前华沙合约部队中。几乎与此同时，以色列新开发的"梅瓦塔"坦克也装备了激光告警系统，它和前东德陆军的T－55AM2坦克上的激光告警系统灵敏度已有了显著提高，不仅能探测激光测距机和激光指示器，还能探测到激光驾束制导导弹系统发出的微弱激光辐射。此时其它许多国家也开始广泛进行激光告警设备的研制，虽然这此激光告警接收机灵敏度还不够高，但是人们认识到了激光告警接收机与烟幕弹发射装置联合使用的潜在优越性，才使激光告警技术得以发展。美国在80年代初开始广泛进行激光告警技术的研究，为其它国家激光告警技术发展奠定了基础。

1980年美国电子战中心系统研究实验室研制成功LARA激光接收－分析仪，用迈克尔逊干涉仪原理测定激光的到达角度和波长，用二维阵列探测器接收并存储条纹图。

1980年美国空军赖特航空实验室研制DOLE(Detection of Laser Evaiuation)激光警戒接收机，并于1982年成功进行了战术试验。它是一种机载激光警戒装置，类似于AN/AVR-2型激光警戒接收机。此后由美国空军航空电子学实验室主管，伯琴－埃尔默公司做主承包商研制的DOLRAM，是DOLE发展型，能测量激光入射角，并将激光警戒、毫米波警戒装置与AN/ALR-46A雷达警戒接收机相结合。

1983年美国陆军将AN/GLQ-13车载激光对抗系统编入美军装备，探测激光并采取适当的对抗措施，可保卫各种尺寸和形状的区域，保卫地面重点目标。

此时，各国研制的激光告警设备大都能对激光威胁源进行粗略定向，3个著名的公司在解决了许多关键技术问题的基础上，采用激光告警先进技术，不断开发研制出能对激光威胁源进行精确告警的小型化设备。这就是德国MBB公司、美国Tracor公司和美国AIL系统公司。

1.2.1 德国MBB公司

德国MBB公司经过多年的研究，并吸收了美国转让的技术，依靠在1985年7月和1989年6月申请的两项专利，在COLDS样机中成功使用了光纤延迟技术。在1989年申请的另一项专利中，又提出了一种利用光的干涉原理测量激光波长的方法，与用扫描式法一珀干涉仪探测激光方向和波长相比，它具有结构简单、技术难度小等优点，这在迄今为止的激光告警技

术中，不能不说是一种创新，它推动了激光告警技术的发展，其它公司也相继研制出多种先进的激光告警设备。如瑞典NobeiT ech公司研制的机载激光告警系统同德国MBB公司研制的激光告警系统一样，采用了光纤延迟技术，而且在光路中使用分色镜，实现了多波长告警。

1.2.2 美国Tracor公司

美国Tracor公司是著名的电子战厂商，在使设备小型化方面颇有建树，它曾开发出短脉冲激光告警接收机、Skylight型和适合单兵使用的LADIS型等激光告警设备。它们都采用了光纤延迟技术，而都具有设备重量轻，抗干扰能力强的特点。短脉冲激光告警接收机采用电池供电，可安装在各种平台上，并经组装供地面作战的步兵使用。其技术性能比AN/AVR-2激光告警接收机更先进。Skylight是供高性能飞机使用的高精度、高灵敏度的激光告警系统。在1992年10月申请的专利中，该公司提出一种袖珍型激光告警接收机，它体积小，重量轻，特别适合在飞机上使用。

1.2.3 AIL系统公司

AIL系统公司在对激光威胁源进行精确定向告警方面积累了许多丰富的经验。1991年9月该公司代表美国陆军通信电子司令部的夜视和电子传感器管理局，研制出一种高精度激光激光接收机(HALWR)。这种高精度激光激光接收机的视场覆盖为：30°，俯仰20°，对波长为0.4μm 到1.1μm的激光辐射的灵敏度为0.28mW/cm2，对方位和俯仰到达角(AOA)的测量精度近似1mrad(0.06°)足以支持战车的主炮半自动瞄准发射或实施激光武器的对抗。它由一个指示传感器，一个二维CCD焦平面阵列组成的摄像机及一个用于处理和显示的相关电路组成。这种CCD以非常规模式操作，可对非同时到达的单脉冲激光进行探测，拦截概率超过98％，帧速10000－1250000/s。最初研究是把CCD探测器应用于激光告警器，但是受到诸如：要求多脉冲探测，或者低灵敏度、有限的频谱范围和低角脉冲拦截概率的限制。1992年8月，试验性的HALWR在新泽西州海军空战中心进行了初步试验。该装置利用气溶胶散射能量可探测偏轴约8m的激光辐射；利用出口散射和溶胶散射可探测到偏轴24m的激光辐射。试验中，在偏离主光束7m处，可探测2.5km远的激光目标指示器。此处的激光辐射度仅约为0.5mW/cm2。

这种接收机的成功试验，促使美国陆军通信电子司令部着手进行"改进型远离轴激光定位系统"(FOALLS)计划。技术开发源于早期的设计，但是它可提供偏轴1km的探测距离。这样就可把它作为一个战场侦测站，在一个大区域范围内精确地对激光威胁源进行定位。远偏轴激光定位系统的灵敏度为1uW/cm2，探测、定位和显示威胁所需时间不足1s;可在8s内对至少三个激光源定位。系统的视场覆盖为：方位75°，俯仰10°，分为5个区。模块固定的下半部包括覆盖整个视场的嵌入式传感器和其它5个分配到各个区的传感器。当一个探测器探测到激光时，模块上半部旋转的CCD成像仪在该区进行自调整。宽视场的嵌入式视场传感器为系统提供确定CCD成像仪前部的窄带谱滤波器的正确威胁波长信息需要35ms。然后，系统在1mrad内的方位和俯仰到达角。另外，系统上半部还有一个背景标准传感器，在低视度(阴天或接近阴天)条件下覆盖整个探测带宽：0.5－1.064μm。

在HALWA的基础上，ALL系统公司研究了一种装备坦克等平台的新型告警系统的理想参数，根据高精度激光告警接收机技术着手几个内部设计研究计划。这些研究表明，坦克前方120°范围最有可能受到激光威胁，因而需要8个CCD成像仪提供所需要求的覆盖。AIL公司认为这样的告警器是现实的和经济上负担得起的。

2 激光告警设备的工作原理

激光告警设备是一种用于截获、测量、识别敌方激光威胁信号并实时告警的光电侦察设备。通常装载在飞机、舰船、坦克及单兵头盔上，或安装在地面重点目标上，对激光测距机、目标指示器、激光驾束制导照射器、激光雷达、激光制导武器的激光信号进行实时探测、识别和告警，以便载体适时地采取规避机动或施放干扰等对抗措施。

激光告警是一种特殊用途的侦察行为，它针对战场复杂的激光威胁源，及时准确地探测敌方发射的激光信号，确定其入射方向，发出警报。激光告警通常具有如下特点：

接收视场大，能覆盖整个警戒空域；

频带宽，能测定敌方所有可能的军用激光波长；

低虚警、高探测概率、宽动态范围；

有效的方向识别能力；

反应时间短；

体积小、重量轻，价格便宜。

激光告警设备主要由激光光学接收系统、光电传感器、信号处理器、显示与告警装置等部分组成，测量敌方激光辐射源的方向、波长、脉冲重复频率等技术参数。激光光学接收系统用于截获敌方激光束、滤除大部分杂散光后将激光束会聚到光电传感器上，光电传感器将光信号转变为电信号后送至信号处理器，经信号处理器处理后送至显示器，显示器可显示出目标类型、威胁等级以及方位等有关信息，并发出告警信号。还可将来袭目标的威胁信号数据通过

接口装置直接送到与其交连的对抗设备中，直接启动和控制这些对抗设备。

图1是一个基本而完整的激光光学系统，其光学原理是：激光束通过滤光镜后，选择了有用的工作波段，然后由接收物镜会聚到光电探测器的光敏面上。光栏的作用是限制视场。图2表示图1中光学元件的光学原理。从图上可以得出各光学元件参数简单的关系；

D1=2f′tgω(1)

式中：f′：物镜的后焦距；D1：探测器光敏面直径；ω：关系系统半视场角

由于技术难度大成本高等原因，光电器件的光敏面尺寸一般都不能作得过大，仅为几毫米。但是，当要求光学系统的视场2很大时，就产生了矛盾。由公式(1)可知，当很大时，则就会成比例的增加，这是作不到的。为了解决大视场与小光敏面尺寸匹配的问题，可以采用场镜法等光学系统。

场镜是位于物镜象平面或其附近的正透镜，它的作用是把视场边缘的发散光束折向光轴，以减小探测器的光敏面尺寸。如图3所示。

探测器的光敏面应与系统的出瞳位置重合，两者的尺寸相等。由此，可利用小尺寸的光敏面并改善投射在其上的照度均匀性。

3 典型激光告警设备实例

由于对激光告警、侦察接收设备要求有相当宽的动态范围，才能保证高的截获率和低的虚警率，而且还希望能获得足够多的侦察信息，以便识别和采取有效的对抗措施。因此，在设备的研制中采用了多种技术和方案。其工作原理也截然不同。激光告警设备按探测工作原理分为光谱识别型、成像型、相干识别型、全息探测型激光告警设备。

3.1 光谱识别型激光告警接收机

目前军用激光装备的工作波长，仅有0.85μm、1.06μm、10.6μm等有限几个。若探测装置探测到其中某个波长的激光能量，那就意味着可能存在激光威胁。这就是光谱识别型激光告警接收机的设计依据。

光谱识别型激光告警接收机是比较成熟的体制，它技术难度小，成本低，成为开发种类最多的激光告警器，国外在70年代就进行了型号研制，80年代已大批装备部队。它通常由探测头和处理器两个部分造成。探测头是由多个基本探测单元所组成的阵列，阵列探测单元按总体性能要求进行排列，并构成大空域监视，相邻视场间形成交叠。当某一光学通道接收到激光时，激光入射方向必定在该通道光轴两旁一定视场范围内。当相邻二通道同时收到激光时，激光入射方向必定在二通道视场角相重叠的视场范围内。依次类推，探测部件将整个警戒空域分为若干个区间。接收到的激光脉冲由光电探测器(一般为PIN光电二极管)进行光电转换，经放大后输出电脉冲信号，经过预处理和信号处理，从包含有各种虚假的信息中实时鉴别信号，确定激光源参数并定向。激光威胁源的一些典型特征是：激光武器波长特定、脉冲持续时间较长；测距机脉冲短、重频低；指示器类似于测距机，但重频高；对抗用的激光器类似于测距机，但强度高；通信激光器是调制的连续波光源或很高重频的脉冲串。对于引导干扰机的激光告警接收机设备必须给出激光波形的详细特征，包括脉冲重复率、脉冲间隔。对光谱识别型激光告警设备的光学系统而言，定位分辨力特别是方位分辨力是该型设备设计的一个重要参数，直接涉及系统的方案选择、系统的复杂程度和生产成本的高低。如定位分辨率为45°的激光告警光学系统，它是国内外最先研制的一种激光告警光学系统，应用于激光告警装置和激光对抗系统中。国外在70年代就进行了型号的研制，80年代已大批装备部队。国内于80年代初进行了激光报警器实验样机的研制。从最先报道的资料来看，其实验

样机的定位分辨率为45°。该型的光学系统配置为：水平方向有4套均布的激光光学系统，顶上(垂直方向)有一套探测光学系统，每一套光学系统的视场为135°，相邻光学系统视场重叠45°，所以，整个水平视场被分为8个独立的视场区域，每个视场区域均为45°，如图8所示。而把俯仰(垂直)视场分为9个独立的45°视场区域。

综上所示，该种光学配置只能指示敌方激光源的大致方向，其方位分辨率仅为45°。该型的每一套光学系统的均布组成与图1所示的几乎一致。通过光学系统的不同排列，系统的方位分辨率可达5°。

为精确确定入射光的方向，可利用光纤编码入射方向的激光探测光学系统。该系统在半球形传感器头部将多根光纤均匀分布在凹起的球面上并将其安装在头部内部，另一端按序聚集为一束。光纤内的光通过光学系统后，聚集在端面由许多探测器组成的探测器阵列上。通过随后的计算电路和与每根光学一一对应的探测器，可以精确确定入射光的方向。通过对各探测器的电荷求和，也可检测入射辐射的强度。通过适当的安排，比如采用光纤延迟技术，也可同时测量入射辐射的波长。图4表示的是这种系统的结构原理图。

激光告警接收机通过输入孔径探测主光束、出口散射和气溶胶散射的激光辐射。主光束辐射的激光能量呈高斯分布。一般情况下，目标上的光束直径只有几米：当发散度为±1.5mrad 时，在5km远的目标上形成直径为1.5m的光斑。出口散射是由发射机光学系统的不完善或不洁净，使部分激光能量偏离主光束带来的散射。激光能量的另外一个组成部分是气溶胶散射，激光通道上的分子和大气微粒也会使部分激光能量落在主光束外，造成局部散射。光谱识别型激光告警接收机接收激光能量的方式大致有两种，即接收大气气溶胶散射的激光能量或直接拦截激光束。

3.1.1散射探测式激光告警设备

它是通过接收目标表面、地面、大气气溶胶等散射的激光辐射来实现激光探测和告警。在协同作战中探测这种散射光可实现对临近车辆受到激光威胁的告警。其光学系统核心是一个特殊设计的圆锥棱镜，其内有一个下凹的锥形。制造棱镜用的材料可用光学质量好的有机玻璃。棱镜的下方是窄带干涉滤光镜和硅光电二极管探测器。菲涅耳透镜把透过窄带干涉滤光镜的

光聚焦在硅光电二级探测器的光敏面上。一种通过接收大气气溶胶散射的激光能量而进行警戒、用于装甲车辆的探测器的工作原理。这种探测器装在车顶，视场向外、向下展开，好像一个锥形的罩子，将车辆完全罩住。它在垂直面上的视场宽度为6°，范围是－7°－13°；在水平方向上的视场为360°。来自任何方向、射到车辆任何部位的激光辐射，都必然要穿过这"罩子"。当激光束穿越罩子时，大气气溶胶散射的激光能量就能被探测器接收到。这种散射探测方式可以有效地警戒敌方激光束的照明，但不能确定激光源的方位。英国马可尼公司研制的空间散射光探测器，有八个光口围成一个圆形，在入光口中有栅极、折射镜，物镜及探测器等。

散射探测式通常利用接收设备所在平台本身或平台周围大气对激光能量产生的散射进行探测，但若是利用大气散射，则与天气有

关，其散射能量与波长的四次方成反比，因而只能用于可见光和近红外探测，对中远红外难以奏效。为了可靠截获激光束，确保不漏警，往往将直接探测和散射探测相结合，这种方法更为实用。

3.1.2 拦截探测式激光告警设备

采用拦截探测方式，可实现对激光源的定位。多探测器拦截警戒就是一种比较简单的、可实现对激光源定位的拦截探测方式，通常由若干个分立的光学通道和电路组成。这种接收机探测灵敏度高，视场大，且结构简单，无复杂的光学系统，成本低，但角分辨率低，只能概略判定结构入射方向。例如，挪威Simrad和英国Lasergage公司研制的RL1型激光警戒

装置，它由探测头和车内的显控器两个部分组成，如图5(a)所示。探测头由5个硅光电二极管探测通道组成，水平方向均布4个，分别接收来自不同方向的激光辐射，每个探测器的视场均为水平135°，垂直－20°～＋67.5°，相邻二光学通道的夹角均为90°，可以探测到水平360°范围的激光辐射，图5(b)表示它们在水平方向的角度关系。相邻视场重叠45°，角分辨率45°，它们的相互位置关系，将整个水平视场均匀地分成八个象限。于是，根据某个或某两个探测器接收到的激光辐射，就可确定激光源所在的象限。第5个探测器是垂直方向探测器，垂直通道的光轴指向天顶，视场135°，与水平方向的通道组合，覆盖垂直的110°空域，探测来自上方的激光辐射，图5(c)表示探测器关系通道的垂直面内的角度关系。由图5(b)可见，当只有某一光学通道接收到激光时，激光入射方向必定在该通道光轴两旁±22.5°范围内；当相邻二通道同时收到激光时，激光入射方向必定在二通道视场角相重叠的45°范围内；由图5(c)可见，当只有垂直通道收到激光时，激光入射方向必定在天顶两旁22.5°范围内。当垂直通道与某一水平通道同时收到激光时，激光入射俯仰角必定在二通道视场角相重叠的45°(即＋22.5°

～＋67.5°)范围内，当只有水平通道收到激光时，激光入射俯仰角必定在－20°～＋22.5°范围内。这样，探测部件就将整个警戒空域分为17个区间，水平8个，角分辨率45°；垂直3个，角分辨率45°。显示器含有9个发光二极管，可以显示出激光源的大致方位。其中8个发光二极管排成一圈，分别代表水平方向上8个45°扇形区，中央发光二极管指示接收到来自上方空中的激光辐射，这9个发光二极管将半球空间分成17个不同的概略方向来指示。每接收到一个激光脉冲时，显示器还同时发出持续2秒的音响和持续8秒的闪光告警；接收到多脉冲时，音响报警一直持续到脉冲结束为止。该设备可用于对红宝石激光器、GaAs激光器和钕激光器的告警。其主要技术指标为：探测波段0.66－1.1μm，虚警率小于1000h一次。该接收机的角度分辨率较低，只能概略判定激光入射方向，主要用于对定向精度要求不高的场合。探测器附近的物体造成的二次反射往往会引起错误定向。为使入射方向不致定错，必须采取有效的二次反射抑制措施。

这种接收机要在有各种电磁干扰和背景光干扰的野战环境中长时间警戒360°空域而不

虚警，往往要求虚警率低到10－3/h以下。为此，必须要采取有效的抗干扰措施来大幅度降低虚警率。为了排除各种人为和自然背景光源的干扰，除采用窄带滤光片和尽量减小接收视场以外，还可增加特征识别的措施。阳光、雷电、炮火闪光、探照灯光等自然或人为背景干扰远比军用激光脉冲慢，因而可以采取脉宽鉴别电路来进行特征识别。为了排除电磁干扰，除采用电磁屏蔽、去耦、接地等措施外，一个有效措施是采用多元相关探测技术。多元相关探测技术就是在一个光学通道内，采用两个或两个以上并联的探测单元，并对探测单元的输出进行相关处理。

3.2成像型激光告警设备

成像型激光告警设备通常采用鱼眼透镜和红外电耦合器件(CCD)器件或PSD(位置传感探测器)器件，优点是：

视场大。采用鱼眼透镜可实现全空域的凝视监测，不需扫描，不存在由扫描而可能引起的漏探测。降低覆盖空域、减小视场后，它可使定向精度达1mrad左右。

角分辨率高。采用CCD成像器件，象元尺寸小(um级)，为精度定位提供了先决条件。

虚警率低。采用双光道和帧减技术，消除了背景干扰，突出了激光信号，大大降低了虚警率。缺点是光学系统复杂，只能单波长工作且成本高，难以小型化。这种复杂的透镜组合系统通常也由探测和显控两个部件组成，探测部件采用180°视场的等距投影型广角鱼眼透镜作为物镜，视场覆盖整个上半球，可接收来自任何方向的激光辐射，接收的激光辐射，通过光学系统成像在面阵CCD上。CCD面阵产生的整帧视频信号，用快速模－数转换器就换成数字形式，存储在单帧数字存储器中。当包含背景信号和激光信号的一帧写入存储器时，即与仅包含背景信号的老的一帧用数字方法相减。帧减的结果作为一个表示位置(方位角和俯仰角)的亮点，在显示器上显示出来。利用这种数字背景减去法，可以在显示器上清晰地把每个激光脉冲的位置都显示出来，并可以跟踪激光源的位置。而且，由于CCD面阵的单个光点的定位精度接近0.2μm,角分辨率通常为零点几度到几度，因此可以实现精确确定车辆射源的方位及光束特性(包括光谱特性、强度特性、偏振特性等)、时间特性、编码特性。用鱼眼透镜作为发射和接收激光辐射的飞机碰撞告警系统用鱼眼透镜接收一个半球空域范围的激

光辐射，以检测飞机周围存在的危险目标，并发出告警，以便采取适当的预防措施。图中，激光束通过塑料保护圆罩后，由鱼眼透镜接收，聚光镜把该激光束聚焦在光电探测器上。美国陆军武器对抗办公室和仙童公司共同研制的激光寻的和警戒系统"拉赫韦斯"(LAHAWS)是成像型激光告警设备的代表。系统采用了100×100面阵CCD成像器件及双通道消除背景措施，其工作原理为：由鱼眼透镜把会聚的光通过4:1分束镜分成两个光学通道，80％的光能通过窄带宽滤光片，进入CCD摄像机的靶面，其余20％再经两块分束镜和窄带滤光片进一步分成1:1的两条光学通道，各自进入一个PIN硅光电二极管探测器中，其中一个通道包含激光和背景信号，另一通道只包含背景信号，经相减放大，把PIN光电二极管的输出，经差分放大和高速阈值比较器处理后，区分出背景照明和激光辐射，产生音响及灯光指示。光电二极管有输出信号时，CCD面阵输出的视频信号进行模数变换和数字帧相减处理，消去背景，突出了激光光斑图像，由计算机解算出激光源的角度信息送火控系统或对抗系统，并在显示器上以亮点的形式显示出来。光路中采用了光学自动增益控制以防强光饱和。LAHAWS激光告警系统主要技术指标是：工作波长1.06μm；警戒空域方位360°、俯仰0°－90°；定向精度3°。

3.3相干识别型激光告警设备

激光辐射有高度的时间相干性，相干长度一般在零点几毫米到几十厘米之间，而非激光辐射的相干长度只有几微米。因此，用干涉仪作传感器就可识别激光。激光入射其上便受到调制产生相长干涉和相消干涉，非激光入射其上则不产生干涉造成的强度调制而表现为直流背景，二者便得以区别开。这就是相干识别型激光告警设备的基本原理。

相干识别是目前测定激光波长的最有效方法。激光辐射有高度的时间相干性，故利用干涉元件调制入射激光可确定其波长和方向。相干识别型激光告警设备用法－珀或迈克尔逊干涉仪光学系统给入射激光造成相干条件，利用形成的干涉条纹间距确定入射激光的波长，利用干涉图的横向位移量确定入射激光方向。特点是可识别波

长且识别能力强，虚警率低，视场大，定向精度高。采用相干识别型激光告警设备，不仅可以区分激光和非相干光，而且可以测出入射激光的参数，如波长、入射方向等。利用法－珀干涉仪和迈克尔逊干涉仪原理的激光告警设备，是目前比较实用的相干识别型激光告警设备。前者用法－珀干涉滤波器和光电二极管作探测器；后者用球面迈克尔逊干涉仪和面阵CCD摄像机探测激光产生的同心圆环。它们共同的特点是识别能力强，能探测激光波长和虚警低；不同点是前者视场大、定向精度高。相干识别型的主要缺点是制造工艺复杂，价格昂贵。

3.4全息探测型激光告警设备

全息探测型激光告警设备与阵型的激光告警相比，虽均用光电二极作为传感器，但本方案却能在告警的同时，测定激光来袭方向，还可利用全息场镜的色散特性识别激光波长，与相干

型激光告警接收机相比，具有电路简单，反应速度快，成本低，稳定性能好等优点，不仅被用来取代普通的光学透镜，而且，还用它来扩展光学系统的应用范围和功能。它利用全息成像对波长及激光方向的依赖性原理测定入射激光波长和入射方向，空间角度分辨度升高，不需要机械扫描，但制作工艺复杂，激光的有效透过率较低，因此灵敏度较低。

该型告警器采用全息象限透镜，它是专门设计的暴光系统产生的全息光学元件，它分为四个象限。全息象限透镜是一种分成任意个象限的全息光学元件。它可以把入射到不同象限上的激光辐射分别成像在特定位置上，成像的位置仅由被照明的象限所决定。利用全息象限透镜确定入射激光的波长和入射方向，如图6所示，物镜将入射的激光会聚到位于其后焦平面处的全息象限透镜的某个象限上，全息象限透镜将激光辐射会聚到与这个象限相应的点探测器上。从而确定了激光源所在的象限。

图7表示全息场镜的工作原理。全息场镜将入射在其上的辐射分成4束，同时成像在4个探测器上，在每个探测器上形成光点的大小，与光辐射在场镜上的入射位置成比例。图中，物镜将入射的平行激光束会聚到位于其后焦平面处的全息镜上，形成一个光斑，在该全息场镜后面适当距离上安装4个光电探测器，使它们位于光轴的四周，并且在垂直于光轴的同一平面上。全息场镜在4个探测器的光敏面上按其光斑偏离光轴中心的不同位置形成光能强弱不同的光点，使4个探测器产生不同的输出信号，将探测器输出信号反馈给由求和线路、求差线路、除法线路构成

MEMS传感器的现状及发展前景

M E M S传感器的现状及 发展前景 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

毕 业 设 计 指 导 课 论 文 MEMS传感器的现状及发展前景 摘要：MEMS传感器是随着纳米技术的发展而兴起的新型传感器,具有很多新的特性,相对传统传感器其具有更大的优势。在追求微型化的当代,其具有良好的发展前景,必将受到各个国家越来越多的重视。文章首先介绍了MEMS传感器的分类和典型应用,然后着重对几个传感器进行了介绍,最后对MEMS传感器的发展趋势与发展前景进行了分析。 关键词：MEMS传感器;加度计;陀螺仪;纳米技术;微机构;微传感器StatusandDevelopmentProspectofMEMSSensors Abstract:MEMSsensorisanewtypeofsensorwiththedevelopmentofnanotechnology.Ithasma nynewfeatures,whichhasagreatadvantageovertraditionalsensors.Inthepursuitofminia turizationofthecontemporary,itsgoodprospectsfordevelopment,willbesubjecttomorea

ndmoreattentioninvariouscountries.Firstly,theclassificationandtypicalapplicatio nofMEMSsensorareintroduced.Then,severalsensorsareintroduced.Finally,thedevelopm enttrendanddevelopmentprospectofMEMSsensorareanalyzed. Keywords:MEMSsensor;accelerometer;gyroscope;nanotechnology;micro- mechanism;micro-sensor 目录 一、引言 MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS器件的一个重要分支。1962年,第一个硅微型压力传感器的问世开创了MEMS技术的先河,MEMS技术的进步和发展促 进了传感器性能的提升。作为MEMS最重要的组成部分,MEMS传感器发展最快,一直受到各发达国家的广泛重视。美、日、英、俄等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一,纷纷制定发展计划并投入巨资进行专项研究。 随着微电子技术、集成电路技术和加工工艺的发展,MEMS传感器凭借体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势,极大地促进了传感器的微型化、智能化、多功能化和网络化发展。MEMS传感器正逐步占据传感器市场,并逐渐取代传统机械传感器的主导地位,已得到消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域的青睐。

激光检测技术研究现状与发展趋势

激光检测技术研究现状与发展趋势 提要：激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量（如位移、温度、压力、速度、折射率等）的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法（如外差、相关、取样平均、光子计数等）被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等，可以完成纳米级非接触测量。可以说，超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展；在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。 1.测量原理 1.1激光测距原理 先由激光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。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。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。

1.2激光测位移原理 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。 2.激光测量系统的应用 激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数，激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。随着激光技术的不断发展，对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。由于调Q和锁模激光的出现和应用，要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。光谱范围也从紫外、可见、红外扩展到近毫米波段。激光精密测量和某些生物医学方面的研究和应用(如眼科治疗、细胞手术器等)的发展，对激光测量的精度也提出了非常高的要求。 2.1激光非球面检测技术 长期以来，非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高，尤其对于高精度非球面的检测。规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等，对于检测工件表面来说都有一定的局限性。原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上，当针尖很靠近样品时，其顶端的原子与

网络激光对射周界入侵报警系统方案

激光对射报警系统 设 计 方 案 书 2018年01月01日

目录 一、设计原则 二、设计规范与依据 三、网络设备功能特点 1.网络报警主机 AL-6480C-BC 2.中文液晶键盘 AL-830 3.管理中心软件AL-2016S 4.4防区网络报警扩展模块（室内室外都能用）AL-804CH 5.八光束激光对射探测器(金刚系列)ABJ-100-12J 6.直流开关电源AL-1205 四、网络报警系统组成 五、网络报警系统工作原理 六、周界防范系统可实现的功能 七、网络周界防范系统主要设备列表及系统拓扑图 八、激光对射入侵报警系统项目应用案例

一、防盗系统的应用 （1）. 为什么使用防盗系统？ 在科技日益发展的今天，防盗报警的概念已经发生根本的变化，传统的人防由于人的弱点(偷懒、打瞌睡、疏忽)及投资回报等问题，已渐由技防所取代。防盗报警系统可以包括室外主动红外入侵探测器、室外激光入侵探测器、高压脉冲电子围栏、双鉴（不带高压）电子围栏、室外红外栅栏报警器、室外红外电子光墙报警器、室外人体移动探测器、室内人体移动探测器、门磁探测器、玻璃破碎探测器、振动探测器、烟雾探测器、燃气探测器、环境探测器、紧急按键等各种探测器，从多个方面保护您的安全。在系统布防时，上述各种探头探测到任何异动，如有人进入房间，或打破玻璃，或撬门，或企图破坏保险箱，甚至翻越围墙等，都将会发出声光警报，提醒人们的注意与行动，从而有效地保护了人民的生命财产的安全。 （2）. 为什么使用网络报警系统？ 防盗报警系统防患于未然，用来实现较周密的外围全方位管理及建筑物内重要的管辖区，防盗报警系统分工作区安防状态的监视、结合内部对讲系统，遥相呼应，可减少管理人员的工作强度，提高管理质量及管理效益。防盗报警系统作为现代化管理有力的辅助手段,它将现场内各现场的视频图像或是险情信号传送至主控制中心及分控室，值班管理人员在不亲临现场的情况下可客观地对各监察地区进行集中监视，发现情况统一调动，节省大量巡逻人员，还可避免许多人为因素，并结合现在的高科技图像处理手段，还可为以后可能发生的事件提供强有力的证据，有了良好的环境，全方位的安全保障，才能创造良好的社会效益和经济效益。 本方案本着安全、经济、实用、完善、兼容的方针，系统可采用分级控制，操作简单，可联网集成，防盗报警系统提供给管理者及是一个直观的声像警示，管理员能及时了解到区内各处的保卫安全情况，及时采取措施，激光报警能及时告诉何处有外人闯入，管理者能及时了解各设备目前的状态及运作情况及各区工作人员的工作情况，若此方案得到实施，将对自动化管理，安全技术防范，提高内部安全状况等方面都将起到积极的促进作用。 三、设计原则 本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则： 1、先进性与适用性 采用目前最先进的软、硬件及网络技术，出错率低，兼容性强，升级容易，采用模块式结构，扩容方便，没有重复建设投资，系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统

(完整版)传感器的目前现状与发展趋势综述

传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识

1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号

激光显示技术的发展现状

目录 摘要 (2) 1引言 (3) 2激光显示技术 (3) 2.1激光显示技术原理 (3) 2.2激光显示技术特征 (4) 2.3激光显示技术类型 (4) 3激光显示技术发展历史 (5) 3.1国内激光显示技术发展历史 (5) 3.2国外激光显示技术发展历史 (5) 4激光显示技术发展现状 (6) 4.1国内激光显示技术发展现状 (6) 4.2国际激光显示技术发展现状 (9) 5总结 (10) 6致谢 (10) 7参考文献 (11)

摘要 激光显示作为新一代显示技术，继承了数字显示技术所有优点，能够最完美的再现自然色彩。本文简要介绍了激光显示技术的原理、特征、类型，并对国内外激光显示技术的发展历史和现状作了介绍。 关键词：激光显示技术、三基色激光、激光三维显示、数字显示技术 Abstract As a new generation of display technology, laser display inherited all the advantages of digital display, and can perfectly reproduce the natural colors. In this thesis, the principle, characteristic and type of laser display technology are introduced briefly. In addition, the developmental history and present status of which laser display is in domestic and overseas area are introduced too. Key words :Laser display technology；Tricolor laser；Three dimension display of laser ；Digital display technology

激光雷达技术的应用现状及应用前景

光电雷达技术 课程论文 题目激光雷达技术的应用现状及应用前景

专业光学工程 姓名白学武 学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日 摘要：激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类，介绍了它们的研究进展和发展现状，以及应用现状和发展前景。 引言 激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似，它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。 激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式，可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等：根据安装平台划分，可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达；根据完成任务的不同，可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。 在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达，可见光电视、

红外电视或微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪，是目前较为先进的战术应用方式。 一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术 激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制，其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器，作用距离较远，探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同，能够减小设备的体积、重量，但在我国多元传感器，尤其是面阵探测器很难获得，因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。 机械扫描能够进行大视场扫描，也可以达到很高的扫描速率，不同的机械结构能够获得不同的扫描图样，是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描，扫描速度可以很高，扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小，光束质量较差，耗电量大，声光晶体必须采用冷却处理，实际工程应用中将增加设备量。 二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支，它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成，一组为正透镜，另一组为负透镜，准直光经过正透镜后开始聚焦，然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时，准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转，透镜阵列越小，达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此，这种扫描器的扫

激光对射技术原理及应用分析.

激光对射技术原理及应用分析 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统。 不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”。 同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 众所周知,安全防范技术现在的发展方向是将视频监控、周界报警、入侵探测、门禁控制等独立的安防子系统集成整合,形成一个多功能、全天候、动态的综合安全管理系统。 而周界报警作为安防系统的第一道防线,作用十分重要,已从过去被动的报警探测,发展为今天的威慑阻挡加报警。 且随着安防技术的发展和安防市场的成熟,以及政策法规的进一步完善,数字化、集成化、网络化将是它发展的必然趋势。 周界报警系统是在防护的边界利用如泄漏、激光、电子围栏等技术形成一道或可见或不可见的“防护墙”。 当有越墙行为发生时,相应防区的探测器即会发出报警信号,并送至控制中心的报警控制主机,发出声光警示的同时显示报警位置。 还可联动周界模拟电子屏,甚至联动摄像监控系统、门禁系统、强电照明系统等。 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统,不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其 “踪影”,同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。

本文将对激光对射、张力式电子围栏、泄漏电缆、振动电缆四种最常用的周界防范技术进行分析,借此一窥周界防范报警系统技术的发展踪迹。 激光对射工作原理 三安古德激光对射探测器由收、发两部分组成。 激光发射器向安装在几米甚至于几百米远的接收器发射激光线,其射束有单束、双束,甚至多束。 当相应的三安古德激光射束被遮断时,接收器即发出报警信号。 接收器由光学透镜、激光光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。 其工作原理是接收器能收到激光射束为正常状态,而当发生入侵时,发射器发射的激光射束被遮挡,即光电管接收不到激光光。 从而输出相应的报警电信号,并经整形放大后输出开关量报警信号。该报警信号可被报警控制器接收,并去联动执行机构启动其它的报警设备,如声光报警器、模拟电子地图、电视监控系统、照明系统等。系统组成 激光周界防越报警系统通常由前端探测系统、现场报警系统、传输系统、中心控制系统、联动系统以及电源系统六部分组成。 1、前端探测系统由激光探测器及其相关附件组成,其对周界围墙或护栏进行防护,检测周界入侵行为,并输出报警信号。 2、现场报警系统由现场报警器及联动装置组成,在探测器检测到入侵行为时,即启动现场报警设备,对非法入侵行为进行威慑。

周界报警激光对射探测器

周界报警激光对射技术原理及应用分析 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统。 不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”。 同时还被广泛应用到住宅小区，并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 众所周知，安全防范技术现在的发展方向是将视频监控、周界报警、入侵探测、门禁控制等独立的安防子系统集成整合，形成一个多功能、全天候、动态的综合安全管理系统。 而周界报警作为安防系统的第一道防线，作用十分重要，已从过去被动的报警探测，发展为今天的威慑阻挡加报警。 且随着安防技术的发展和安防市场的成熟，以及政策法规的进一步完善，数字化、集成化、网络化将是它发展的必然趋势。 周界报警系统是在防护的边界利用如泄漏、激光、电子围栏等技术形成一道或可见或不可见的“防护墙”。 当有越墙行为发生时，相应防区的探测器即会发出报警信号，并送至控制中心的报警控制主机，发出声光警示的同时显示报警位置。 还可联动周界模拟电子屏，甚至联动摄像监控系统、门禁系统、强电照明系统等。 近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统，不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”，同时还被广泛应用到住宅小区，并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。 本文将对激光对射、张力式电子围栏、泄漏电缆、振动电缆四种最常用的周界防范技术进行分析，借此一窥周界防范报警系统技术的发展踪迹。 激光对射工作原理 激光对射探测器由收、发两部分组成。 激光发射器向安装在几米甚至于几百米远的接收器发射激光线，其射束有单束、双束，甚至多束。 当相应的激光射束被遮断时，接收器即发出报警信号。 接收器由光学透镜、激光光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。 其工作原理是接收器能收到激光射束为正常状态，而当发生入侵时，发射器发射的激光射束被遮挡，即光电管接收不到激光光。 从而输出相应的报警电信号，并经整形放大后输出开关量报警信号。 该报警信号可被报警控制器接收，并去联动执行机构启动其它的报警设备，如声光报警器、模拟电子地图、电视监控系统、照明系统等。 系统组成 激光周界防越报警系统通常由前端探测系统、现场报警系统、传输系统、中心控制系统、联动系统以及电源系统六部分组成。 1、前端探测系统由激光探测器及其相关附件组成，其对周界围墙或护栏进行防护，检测周界入侵行为，并输出报警信号。 2、现场报警系统由现场报警器及联动装置组成，在探测器检测到入侵行为时，即启动现场报警设备，对非法入侵行为进行威慑。 而当飞禽(如小鸟、鸽子)穿过保护区域时，由于其体积较小，不能遮挡激光射线或仅能遮挡一条激光射线(对双射束及多射束探测器)，故接收端认为正常，不输出报警信号。 传输系统，总线制报警控制器包括信号传输模块及传输线路两部分:多线制报警控制器，只涉传输线路。

传感器的应用现状及发展趋势-论文2011-11-16

传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况，并通过简述当前的应用实例，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展，在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理，而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统，它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑，把通信系统比喻为传递信息的神经系统，那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目

激光测量技术研究现状与发展趋势

激光测量技术研究现状与发展趋势授课教师:冯其波谢芳 学院:理学院 专业:光信息科学与技术 班级:光科0704班 姓名:杨涛 07272111 (组长) 颜川力 07272110 杨一帆 07272112 戴瑞辰 07272094 (副组长) 赵晓军 07272117 激光测量技术研究现状与发展趋势 光科0704:杨涛戴瑞辰杨一帆颜川力赵晓军 提要:激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干 涉，出现了一个个干涉场，物理量(如位移、温度、压力、速度、折射率等)的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后， 电子学领域的许多探测方法(如外差、相关、取样平均、光子计数等)被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技 术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感 器等，可以完成纳米级非接触测量。可以说，超精密加工技术将随着高精密激光

检测技术的发展而发展;在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今 后 的发展方向。 Developing Situation of laser detection .In the field of photoelectric detection, there`ve been a long history of making a detection by using the principle of interference, diffraction and scattering of light. Interference field such as Tieman interferometer, Moire fringe, speckle and Holographic interferometry were designed one after another. Form then on, instead of measuring every physical quantity (displacement, temperature, pressure, velocity, refractive index) in turn, people measure the physical field entirely. After the development of laser, a number of detection methods (heterodyne, correlation, sample averaging, photon-counting) were invented, which lead to the improvement of the sensitivity and accuracy of the detection. People use the laser interferometer and Laser Displacement Transducer with key technologies of the laser detection to make nano-scaling non-contact measurement. It is clear that Super Precision Technology will raise to a new level according to the development of the High Precision laser detection; take which as the foundation, we advance the key technologies which belongs to the laser detection field, and also development direction of the field. 关键词:激光测量，扫描隧道显微镜，激光干涉仪，激光共焦测量技术 1 激光测量系统

飞天激光激光对射周界报警方案

周界防盗激光对射报警 系统方案 滕州市飞天激光自动化技术有限公司 2014年11月18日

目录 一、概述 (3) (一)、激光特性优异，品质较高 (3) (二)、安装调试简便，运行稳定 (3) (三)、设防配置灵活，防范精度高 (3) (四)、适应性广，通用性好 (4) (五)、抗干扰性强，对其它设备无干扰 (4) (六)、施工简便，性价比高 (4) 二、系统设计依据 (4) 三、设计思想 (5) (一)、先进性 (5) (二)、可靠性 (5) (三)、实用性和便利性 (5) (四)、可扩充和经济性 (5) (五)、规范性与结构性 (5) 四、系统说明 (6) (一)、系统组成 (6) (二)、系统拓扑图 (7) (三)、主要设备介绍 (7) 1、前端双光束激光对射探测器 (7) 2、DS7400Xi-CHI总线制报警主机 (9) 3、BOSCH保安中心监控管理软件CMS7000 (11) 五、配置清单 (12) 附件1：报警主机及配件选型手册 (13)

一、概述 长期以来，随着户外和野外犯罪越来越高，其隐秘性极高，妨碍了保卫工作的顺利进行。由此可见在加强户外人防物防的同时，引进高科技产品做好技防工作，是有效控制犯罪等改善治理环境的必备要素。 飞天激光对射周界防入侵报警系统是为了保证被防范区域的人身财产安全。通过在其围墙周边安装飞天激光周界入侵探测器进行昼夜警戒。当监测到警情时通过激光对射入侵探测器接收端的开关量信号传输至管理中心的大型通讯报警主机。报警主机将准确显示警情发生的位置，提示保安人员迅速确认警情，及时赶赴现场，以确保住户人身和财产安全。 飞天激光周界入侵探测器由激光发射机、激光接收机组成，以一束或多束独立的激光束为警戒线。适于布设在围墙、栅栏的水泥墙柱顶面及地面，构成长距离警戒线或严密的光墙。 (一)、激光特性优异，品质较高 1、激光入侵探测系统与同类主动探测器相比，对恶劣气候环境的适应性显著增强。激光束发射功率密度大，发散角小，光束集中，方向性好，在使用同等功率器件的条件下，接收机接收光束的功率密度是红外接收机接收光束功率密度的数百至几千倍。因而在同样气候条件下，激光的传输衰减远小于其他同类探测器，穿透雨雾能力强，探测距离可达数百米至几千米，极大降低了气候环境所产生的误报警。 2、激光单色性强，方向性好，相互之间无串扰，可满足较高等级的安防要求。 (二)、安装调试简便，运行稳定 1、发射机配备激光光路精密调整自锁装置，可在任何环境下进行准确快捷的安装调试，完全杜绝激光光束漂移现象，并保持设备良好的抗振性和持久的稳定性。 2、接收机采用经特殊工艺处理的光学过滤和集光器件，能够有效屏蔽外界杂散光源干扰和放大有效光源信号，极大的降低了产品的误报率。 3、设备供电采用多级隔离技术，不受外界供电波动影响，极大地提高了设备运行的稳定性，保证了产品的使用寿命。 4、采用全金属结构，可直接在墙面上或墙侧面支架上使用。 (三)、设防配置灵活，防范精度高 1、因激光系统不存在直线连续布设和小角度布设时相互干扰的问题，因而可以根据需要

火灾自动报警技术的应用现状及研究发展趋势

火灾自动报警技术的应用现状及研究发展趋势 针对当前火灾自动报警系统存在的误报漏报频繁、智能化和网络化程度低、特殊恶劣条件下火灾探测报警抗干扰能力弱等问题，新技术、新工艺、新材料和新设备的应用研究势在必行，火灾自动报警技术向高可靠性、高灵敏性、低误报率、系统网络化、技术智能化方向发展是一种必然的趋势。 标签：消防工程；火灾自动报警技术；发展趋势 以火灾自动报警技术为核心的建筑消防系统，是预防和遏制建筑火灾的重要保障。近年来，我国火灾自动报警工程应用技术实现了较快发展，但由于在实际应用中，火灾自动报警系统的通讯协议不一致，火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。①适用范围过小。我国火灾自动报警系统技术比美、英等发达国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在易造成群死群伤的中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。②智能化程度低。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。③网络化程度低。我国应用的火灾119动报警系统形式基本上以区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心火灾自动报警系统为主，安装形式主要是集散控制方式，自成体系，自我封闭，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。④组件连接方式有待改善。火灾自动报警系统以多线制和总线制连接方式为主，探测器和报警器及控制器之间是采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干扰能力差的缺点。同时，铜导线耐高温性能差、易磨损，系统施工维修复杂，影响了火灾自动报警系统的可靠性和更广泛的应用。 ⑤火灾自动报警系统误报、漏报问题较多。由于火灾探测器的安装环境极其复杂，加之各种传感器在探测火灾方面存在着某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”，误报、漏报现象时有发生。⑥超早期火灾探测报警技术应用还几乎处于空白。国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，这些系统采用了激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾报警。而该技术我国目前还处于起步阶段有待进一步研究开发应用。 针对上述问题，火灾自动报警应用技术应进一步着眼于当前国际发展的新形势，加快更新改造进程，加强对数字技术和新工艺、新材料的应用，改进系统能

国内外传感器技术现状与未来发展趋势

《传感器原理与应用》结课论文国外传感器现状及发展趋势 学院：计算机与信息工程学院 专业：通信工程 班级：13级通信工程 学号： ： 指导教师：袁博 学年学期：2016-2017学年第一学期

摘要：传感器技术是现代技术的应用具有巨大的发展潜力，通过传感器技术的应用现状，在未来发展中存在的问题和面临的挑战，传感器技术现状与发展趋势。 关键字：传感器，现状，发展趋势。 正文： 一、传感器的定义和组成 根据国家标准（GB7665—87），传感器（transduer/sensor）的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 这一定义包含了以下几方面的含意：①传感器是测量装置，能完成检测任务：②它的输出旦是某一被测量，可能是物理量．也可能是化学量、生物量等；②它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电物理量，但主要是电物理量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 关于传感器，我国曾出现过多种名称，如发送器、传送器、变送器等，它们的涵相同或相似。所以近来己逐渐趋向统一，大都使用传感器这一名称了。 但是，在我国还经常有把‘传感器”和“敏感元件”等同使用的情况。当从仪器仪表学科的角度强调是一种感受信号的装置时，称其为。传感器”：而从电子学的角度强调它是一种能感受信号的电子元件时，称其为“敏感元件”。两种

不同的提法在大多数情况下并不矛盾。例如热敏电阻，既可以称其为“温度传感器”，也可以称之为“热敏元件”。但在有些情况下则只能概括地用“传感器”一词来称谓。例如，利用压敏元件作为敏感元件，并具有质量块、弹按和阻尼等结构的加速度传感器，很难用“敏感元件％类的词称谓，而只“传感器”则更为贴切。 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 （1）敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量的元件。 是一种气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳体l固接，上半部通过连扦与磁芯 4相连，磁芯4置于两个电感线圈3中，后者接人转换电路5。这里的膜盒就是敏感元件，其外部与大气压力尸。相通，部与被测量压力尸相通。当尸变化时．引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量。 （2）转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。在图2—2中，转换元件是可变电感线圈3，它把输入的位移量转换成电感的变化。 （3）转换电路：上述电路参数接入转换电路．便可转换成电量输出。 实际上，有些传感器很简单．有些则较复杂，大多数是开环系统，也有些是带反馈的闭环系统。 最简单的传感器由一个敏感元件（兼转换元件）组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶；有些传感器由敏感元件组成，没有转换电路，如压电式加

压力传感器的发展趋势和现状.

压力传感器的发展趋势和现状 南京宏沐科技有限公司 2012-02-14 09:41 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一。随着硅、微机械加工技术、超大集成电路技术和材料制备与特性研究工作的进展,使得压力传感器在光纤传感器的批量生产、高温硅压阻及压电结传感器的应用成为可能,在生物医学、微型机械等领域,压力传感器有着广泛的应用前景。 1 压力传感器的发展趋势 当今世界各国压力传感器的研究领域十分广泛,几乎渗透到了各行各业,但归纳起来主要有以下几个趋势: (1 小型化目前市场对小型压力传感器的需求越来越大,这种小型传感器可以工作在极端恶劣的环境下,并且只需要很少的保养和维护,对周围的环境影响也很小,可以放置在人体的各个重要器官中收集资料,不影响人的正常生活。如德国HELM公司生产的量程为2~500PSI 的传感器,直径仅为1. 27mm ,可以放置在人体的血管中而不会对血液的流通产生大的影响。 (2 集成化压力传感器已经越来越多的与其它测量用传感器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。 (3 智能化由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得传感器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。 (4 广泛化压力传感器的另一个发展趋势是正从机械行业向其它领域扩展,例如:汽车元件、医疗仪器和能源环境控制系统。 (5 标准化传感器的设计与制造已经形成了一定的行业标准。如ISO 国际质量体系;美国的ANSI、ASTM标准、俄罗斯的ГOCT、日本的J IS 标准。

从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因 此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。

激光机报警详情说明

激光机报警详情说明 编号. 信息原因与补救措施 2500 MAIN AIR PRESSURE DOWN PRESSION D'AIR INSUFFISANTE KEINE DRUCKLUFT PRESSIONE ARIA PRINCIPALE BASSA 压缩空气按照低于0.4 MPa {4.0 kgf/cm2或57 psi}提供。将气压恢复倒正常压力，并按下ALARM RESET（报警复位）按钮，就可以清除报警。检查气源压力与管路系统。如果CNC系统处于手动或回零方式，那么，该报警信息就以警告形式处理。 2501 CIRCUIT PROTECTOR TRIP DISJONCTEUR DE SECURITE DECLENCHE SICHERUNG AUSGELOEST SCATTO PROTEZIONE CIRCUITI 因100 VAC 或24 VDC 电 路过载已经导致CNC系统的电路保护器跳闸。将机床断路器打到OFF位置，将跳闸电路保护器打到ON位置。将机床断路器返回到ON 位置，按下NC RESET（NC复位）按钮，就可以清除报警。如果不知道跳闸原因，则与AMADA 公司取得联系。

2502 DEAD ZONE ZONE DE SECURITE PINCE TOT-ZONE ZONA MORTA 其中的一个工件夹钳已经进入到容易碰撞激光切割头的死区。将CNC方式换成手动方式，并按照“+”方向移动Z-轴，就可以清除报警。将工件夹钳重新定位，更改切割开始点，或校正程序。 2503 SAFETY STOP ARRET SECURITE SICHERHEITSSTOP ARRESTO DI SICUREZZA 备选安全设备已经操作。排除原因，并按下SAFETY DEVICE RESET（安全设备复位）按钮，就可以消除报警。 2504 CUTTING HEAD CONNECTION DEFAUT TETE DE DECOUPE SCHNEIDKOPF VERBINDUNG CONNESSIONE TESTA DI TAGLIO 激光切割头已经与材料发生碰撞。将CNC方式换成手动方式，按下+Z按钮，以抬高Z-轴，并合适安装激光切割头。按下NC RESET（NC复位）按钮，就可以清除报警。因为喷嘴容易误调整，所以，须调整其中心。

传感器技术发展现状及趋势

传感器技术发展现状及趋势 桂林航天工业学院 课程论文 题目：传感器技术发展现状及趋势 专业：工商企业管理（生产运作与质量管理） 姓名：罗并 学号：20190820Z00102 指导教师：陈少航 2019年 6月12日 传感器技术发展现状及趋势 在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发，采集， 传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化，智能化，多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋 势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性，可靠性，灵敏性等)的要求越来越严格； 与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标 准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被 各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小，重量轻，反应快，灵敏度高以及成本低等优点。 目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD) 的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本，高性能的 新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能 够满足科技发展需求的微型化的方向发展。 智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新 型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用 领域，如分布式实时探测，网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。，智能化传感器具有以下优点: (1)智能化传感器不但能够对信息进行处理，分析和调节，能够对所测的数值及其误 差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行