前言：中文期刊網精心挑選了光電探測器范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
光電探測器范文1
1.引言
目前工業、醫療、天文和軍事對近紅外探測和成像有大量需求[1-4]，本文介紹了一種響應近紅外的新型高增益GaAs/InGaAs量子光電探測器。首先測試和討論了探測器的I-V特性，探測器偏壓為-1.5V時響應率大于10A/W，響應率隨光照功率增大減小。針對探測器特性和探測器陣列規模設計了2×8元讀出電路，探測器和讀出電路對接后的樣品工作在77K條件下。探測器偏壓為-1.5V，積分時間為200μs時探測器率達到1.38×1010cmHz1/2/W，達到實際應用的要求。為驗證探測器和讀出電路及對接樣品的實用性，最后設計了數據采集卡和成像系統，給出了測試結果。
2.探測器和讀出電路
2.1 探測器
探測器的I-V特性可以為讀出電路設計提供重要依據，為此在光電測試平臺采用keithley 4200-SCS半導體特性測試儀測試探測器特性。探測器陣列為2×8元，單元探測器面積為80×80μm。測試過程中作為公共電極的襯底電位固定，掃描單元探測器一端的電壓。
圖1是器件的I-V特性，與QWIP器件不同，特性曲線明顯非對稱。探測器有一個-0.8V的閾值電壓，探測器偏壓大于-0.8V后響應電流迅速增大，在-0.8V～-3V區間相應電流隨偏壓變化緩慢。正向偏置時探測器響應電流相對較小。測試得77K，-1.5V時探測器暗電流小于10-13A，暗電流較小有利于降低噪聲，提高探測率和信噪比。C-V特性測得探測器的電容約7.5pF。
圖2是不同光照功率時探測器的響應率，結果顯示探測器的響應率遠大于1A/W，偏壓為-1V時響應率大于10A/W，說明探測器量子效率和光電增益較大。測試結果還顯示探測器的響應率隨光照功率增大減小，這個特性有利于提高成像系統的動態范圍。
探測器的工作偏壓對焦平面工作有重要影響，需要仔細選擇和嚴格控制。
圖3顯示探測器偏壓為-1V時動態阻抗較大，大動態阻抗表示探測器響應電流隨工作偏壓變化較小，降低了探測器工作偏壓的穩定性要求，提高了探測器陣列響應的一致性。因此探測器陣列與讀出電路對接后選擇-1V為工作電壓。
2.2 讀出電路
根據探測器特性設計讀出電路，結構如圖4所示，包括行選開關、電容互阻放大器（CTIA）、相關雙采樣電路（CDS）、列選開關和輸出緩沖器。采用CTIA結構為列放大器可以穩定探測器工作偏壓，提高注入效率和線性度，CDS電路可以抑制固定圖形噪聲。
讀出電路工作過程如下：首先選通一行探測器與CTIA列放大器連接，然后列放大器復位，使積分電容放電，探測器上電極的電位復位到復位電位。復位后列放大器開始積分，CDS電路采樣和保持列放大器的復位信號和積分信號。最后在列選開關的控制下依次選通采樣保持電路，通過輸出緩沖器依次輸出八個探測器積分信號。接著重復上面的讀出過程，開始另一行探測器的讀出。
3.測試結果
3.1 探測器陣列與讀出電路對接測試
采用CSMC 0.6μm DPDM工藝設計并流片2×8讀出電路，CTIA積分電容設計為6pF。通過Si轉接基板實現讀出電路與2×8元探測器陣列對接，如圖5所示。對接樣品安裝在杜瓦內加液氮制冷后固定在光學平臺上，采用He-Ne激光器作為光源，發出的光經過衰減聚焦照射到器件表面。電路的工作電源和各個模擬電壓通過外部測試電路提供，測試中探測器單元電極電位設定為2.5V，公共電極設定為3.5V，探測器工作電壓為-1V。
圖6顯示了光照功率為117nW，積分時間從20μs變化到200μs時讀出電路輸出電壓的變化，結果讀出電路的線性度好于99.5%，輸出信號擺幅為2V，電荷容量為7.5×107。輸出電壓與光照功率的關系如7所示，光照功率大于800nW時讀出電路飽和。
探測器陣列與讀出電路對接后測試得噪聲特性如圖8所示，噪聲隨積分時間增大減小，平均噪聲為0.91mV，對接后樣品的信噪比為67dB。噪聲的特性與讀出電路輸入端探測器和列放大器工作頻率相關，輸入端探測器工作頻率為1/2Tint[2]。當積分時間增大，探測器和列放大器的工作頻率下降，減小了噪聲帶寬，讀出電路的輸出噪聲減小，因此延長積分時間有利于提高焦平面的探測率。圖9是探測率與積分時間的關系，隨積分時間增大，噪聲減小，因此探測率增大。探測器偏壓為-1.5V，積分時間為200μs時探測器率達到1.38×1010cmHz1/2/W，達到實際應用的要求，為進一步大面陣讀出電路和探測器陣列的研制提供了依據。
3.2 數據采集與成像系統
為了驗證對接后樣品的工作性能，進一步設計了數據采集電路和成像系統，系統框圖如圖10所示。系統包括stm32處理器、上位機和顯示器、對接后的焦平面陣列和光電測試平臺。Stm32處理器輸出讀出電路驅動控制信號，并利用自身集成的ADC完成讀出電路輸出模擬信號的數字化，然后通過USB接口把數字化的信號傳輸到上位機。通過VisualStudio6.0設計可視化圖形界面，用灰度圖顯示表示16個探測器單元的響應。
圖11分別給出了弱光條件和強光條件時2×8焦平面輸出波形和灰度圖顯示。探測器工作偏壓為-1.5V，積分時間為100μs，當光照較弱時輸出電壓較小，16探測器單元顯示的相應的點亮度較低，光照較強時，相應點的顯示亮度變亮。
4.結論
測試分析了一種新型量子光電探測器特性，探測器有一個-0.8V的閾值電壓，偏壓大于閾值電壓后器件響應率遠大于1A/W，且響應率隨光照功率增大減小。2×8探測器陣列與設計的讀出電路通過Si基板對接，對接后的焦平面陣列線性度好于99.5%，信噪比達到67dB，探測器偏壓為-1.5V，積分時間為200μs時探測器率達到1.38×1010cmHz1/2/W，達到實際應用的要求。采用設計的數據采集卡和成像系統驗證了對接樣品的實用性，為進一步大面陣讀出電路和探測器陣列的研制提供了有益的參考。
參考文獻
[1]Peng Hongling，Zhang Hao and Zheng Houzhi，et al.Performance of 1064nm RCE Photodetectors，Chinese journal of semiconductors，Vol.26，NO.8，Aug.2005，pp1605-1609.
[2]A.Rogalski，J.Antoszewski，L.Faraone，"Third-generation infrared photodetector arrays，"JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，105，2009.
光電探測器范文2
【關鍵詞】光電；探測；武器裝備
引言：
光電探測技術是根據被探測目標輻射、反射的光波的特征來探測、識別的技術。光電技術在軍事應用中的四大優點，看得更清、打得更準、反應更快和生存能力強。光電探測技術是現代戰爭中廣泛使用的核心技術，它包括光電偵察、夜視、導航、制導、尋的、搜索、跟蹤和識別多種功能。
一、紅外探測技術
紅外探測技術目前主要分為近紅外，中紅外和遠紅外三種研究領域，中紅外探測技術由于中紅外線的高強度和高穿透性，研究也最為成熟，可以分析物質的分子組成。遠紅外的主要優點就是其穿透性，用于探測，加熱等，應用也比較廣泛。近紅外由于其強度小，穿透力一般，用近紅外技術可以做某些成分的定量檢測，最關鍵的是還不必破壞試樣。由于溫度高于絕對零度的任何物體都會輻射紅外線，利用適當的對紅外線足夠靈敏的探測器，即使在夜里沒有光照的情況下也能探測到物體的存在，還可得到它的外形圖像。一些典型物體的溫度和輻射峰值波長見表1。
表1典型物體的溫度和紅外輻射的波長
二、多光譜/超光譜成像技術
由于光學空間分辨率有限，以輻射強度為基礎的空間信息并非總能提供足夠的目標信息，例如遠距離的小目標或隱匿在更亮背景干擾下的目標，僅僅根據它們輻射強度特性就無法分辨出來。遙感中采用光譜特性、偏振特性和時間特性等多維判別方法來識別目標和背景，并越來越重要。光譜成像就是在這種觀念下研究發展起來的，光譜成像技術按波段數目和分辨率大致可分為三類：多光譜成像，其波段為 10～50 個，光譜分辨率（Δλ/λ）為0.1；超光譜成像，其波段為 50～1000 個，光譜分辨率為 0.01；極光譜成像其波段為 10-100 個，光譜分辨率為 0.001。對多光譜/超光譜成像數據分析表明，這種獨特的數據的價值并不在于它是否能產生漂亮的圖像，而在于多光譜/超光譜成像儀獲得的獨特的光譜特征所固有的信息，例如隱藏在樹下的車輛和埋置的地雷等目標的信息。多光譜成像儀使用最多的焦平面陣列是可見光 CCD 和紅外 HgCdTe 焦平面陣列，其發展趨勢主流仍然是 CCD 和多色紅外焦平面陣列。 其發展的技術特點是，盡可能提高光譜分辨率；充分利用能透過大氣的各類電磁波譜；向紅外、遠紅外和微波方面擴展。遙感技術將是向多光譜/超光譜成像儀與干涉雷達，被動雷達和合成孔徑雷達等多傳感器融合，可同時采集多維數據的傳感器系統，通過先進的數據融合技術，可以獲得需要的足夠的目標信息，使遙感技術向多尺度、多波段、全天候、高精度、高效快速的目標發展。
三、激光雷達成像技術
激光雷達以的抗干擾、成像能力強，是重點發展的高靈敏度探測雷達。激光雷達類別可以從不同的角度來劃分。若按用途和功能劃分，則有精密跟蹤激光雷達、制導激光雷達、火控激光雷達、氣象激光雷達、偵毒激光雷達、水下激光雷達等；若按工作體制劃分，則有單脈沖、連續波、調頻脈沖壓縮、調頻連續波、調幅連續波、脈沖多普勒等體制的激光雷達。下面分別介紹激光雷達的各種應用。在對地形背景中的靜止目標的探測，多普勒雷達及可見光或紅外熱成像系統都有其困難的一面，而激光雷達的優點是每個像元既具有高的角分辨率，又可獲得準確的距離數據，具有穩定的目標和背景特征，因而能在自動目標識別系統中準確地進行模型化處理。激光雷達由于光束窄，掃描速度有限，需要與紅外、可見光、毫米波雷達一起工作，進而通過數據融合，提高系統性能。激光成像技術目前主要有掃描成像，激光照明距離選通成像、激光照明單次成像和相干激光雷達。隨著激光二極管泵浦技術和新的固體激光材料研究的進展，高效、全固體化且人眼安全的小型固體激光雷達正在得到發展，已經實驗用于外差多普勒激光雷達、距離成像和障礙物回避等領域[1]。
四、紫外探測技術
紫外探測技術是軍民兩用光電探測技術之一，紫外探測的軍事應用主要有導彈制導，來襲導彈告警，生化戰劑探測，軍用氣象和軍用短程通信等。主要發展有三種類型紫外探測器，即光電倍增管、成像紫外傳感器和AlGaN/GaN光電二極管成像陣列。短波紫外探測器領域的研究集中在實現“日盲”探測器上，即對280nm 以上的光子不靈敏探測器。紫外探測技術的應用范圍正在不斷擴大，從低速飛行器擴展到高速飛行器，從空中平臺擴展到地面的坦克和裝甲車以及水面艦艇，從探測導彈威脅信息擴展到探測飛機等其他威脅信息。隨著紫外探測器和紫外攝像器件制造技術的不斷發展紫外探測技術必將成為重要的軍事裝備技術之一[2]。
五、多傳感器數據融合技術
當前，探測技術都向多傳感器融合的方向努力，可以克服單一探測技術的不足，使被探測目標信息盡量豐富，準確、迅速、實時，使戰時掌握信息優先權、主動權，贏得寶貴的先發制人的時間，從而贏得戰爭的勝利。正因為多傳感器融合就必然采用數據融合技術，在當前由于新型先進的傳感器和先進處理技術的涌現以及軟硬件的改進，使實時數據融合越來越有可能實現而得到極快發展。單一平臺裝備的傳感器類型可能包括。雷達、激光測距機/目標指示器/跟蹤器、前視紅外系統、電視、敵我識別器、雷達告警機、導彈逼近告警接收機、激光告警接收機等不同類傳感器間的融合。多平臺裝備不同類型傳感器，通過借助日益發展成熟的數據鏈路技術，能夠顯著擴大傳感器探測的空域、頻域和時域。
參考文獻：
[1]倪樹新，李一飛.軍用激光雷達的發展趨勢[J]紅外與激光工程2003.04
光電探測器范文3
關鍵詞：彈簧振子；周期；秒表法；光電門法
測量彈簧振子周期的方法一般有秒表法、光電門法、用電位傳感器測量、利用Adobe Audition1.5軟件測量、用集成開關型霍爾傳感器測量五種，大多數學者是用一種方法進行研究，采用多種方法進行研究的人少之又少。為了分析彈簧振動周期的變化規律以及了解哪些因素影響彈簧振動的周期，需要采用多種方法測量彈簧振動的周期，找出哪種方法比較適合現代物理教學需要，哪些比較適合生產實踐和工程需要，其具有重要的意義和價值。
一、彈簧振子周期測量的原理
物體在平衡位置附近往返運動叫做振動，簡諧振動是人們經常見到的最簡單最基本的振動，是指質點在線性回復力的作用下圍繞平衡位置所做的運動，彈簧振子是簡諧振動的一個典型例子。
若忽略空氣阻力及其他能量的耗損，彈簧振子在外力的作用下（如用手拉）使物體離開平衡位置少許，然后釋放，則彈簧振子將在平衡點附近來回運動，由牛頓第二定律得：
mg=-kx……（1）
令ω2=■，上式可寫為：
■ω2x=0……（2）
由此可知，系統做的是簡諧振動，其振動周期為：
T=2π■……（3）
實際上彈簧本身具有一定的質量m，它也參與了振動，對振子振動慣性有一定的貢獻，對振動系統的周期有一定的影響。為此，把振子振動周期公式嘗試修正為：
T=2π■……（4）
其中c是一待定的系數，0
若將彈簧振子沿豎直方向懸掛在一個穩固的支架上，則它仍能在重力的作用（是一個常力）及彈性力的作用下作簡諧振動，只是平衡位置有所變動。新的平衡位置即是彈簧下端懸掛物體后的平衡位置。故仍可用（4）式來計算彈簧振子周期。
二、彈簧振子周期的測量方法
測量彈簧振子周期的方法有很多，現根據我們實驗用到的秒表法和光電門法進行介紹。
1.秒表法
用秒表測量彈簧振子周期時，先將彈簧的一端固定在鐵架臺上，另一端掛上一只鉤碼，而且要盡可能使彈簧處于豎直方向上，鐵架臺的豎桿上裝上一個標志物，高度與靜止的鉤碼相同，目的是方便讀數時有一個參照點。開始實驗時，將鉤碼向下拉適當的距離后釋放。待振動達到穩定狀態后，在鉤碼某一次經過標志物時按動秒表開始計時。經過n次全振動后停止秒表計時。如果秒表的讀數為t，則彈簧振子周期為T■。但是為了測量更為精確，最好多次測量，最后求出n次全振動所需要的時間，再求彈簧振子的周期。
2.光電門法
■
用光電門測量彈簧振子的周期，是通過對焦利秤測量液體表面張力系數的改進，即選用焦利秤小鏡、砝碼盤、砝碼、細線、彈簧和單擺振動實驗中的光電計時器組合而成。實驗時，首先將光電計時器中的光電門和支架放在一個可以升降的平臺上，光電門橫向放置，在彈簧的下端固定一塊擋光的薄鐵片或銅片（長約為2cm，寬約為0.5cm），使薄鐵片或銅片能上下穿過光電門，并使之在上下運動時不與光電門產生摩擦，如圖1所示。在實驗時，用砝碼盤裝砝碼做實驗，這個裝置存在較大的誤差。而用細線直接綁好砝碼做實驗，更接近彈簧振子，實驗裝置如圖2所示。在實驗時，應該輕輕向下拉動彈簧，放開后薄鐵片或銅片將沿光電門上下振動，通過計時器可以測出彈簧振子的周期，由于彈簧在振動的過程中容易產生晃動，所以在拉動彈簧的時候，振幅不宜過大，目的是確保彈簧能在豎直方向振動，避免晃動時擋光片碰到光電門。
三、實驗結果與討論
我們利用胡克定律測量出彈簧一、彈簧二勁度系數分別為24.4690kg/m和39.4132kg/m(在計算時取g=9.7876m/s2)。
利用光電門法和秒表法分別測量兩根彈簧的周期進行實驗測量。在測量時，利用質量很輕的細繩綁定砝碼，這兩根彈簧的理論值均采用公式（4）來計算得到。彈簧一的結果如表1所示，彈簧二的結果如表2所示。
表1彈簧一周期的實驗值與理論值
■
表2 彈簧二周期的實驗值與理論值
■
從表1和表2可看出，彈簧一和彈簧二的周期隨著砝碼質量的增加而增大。當砝碼質量遠遠大于彈簧的質量時，測得的彈簧振子周期越接近理論值，此時可以忽略彈簧的質量。測量值與理論值存在一定的誤差，在誤差允許的范圍，測量結果基本正確，利用光電門法測量，測得結果都比理論值偏小，但是兩者比較接近。而用秒表法測量，測得結果絕大多數比理論值偏大，偏大的原因可能是在測量時人的反應存在誤差。測量值與理論值之間存在誤差，原因可能是利用細繩綁砝碼做實驗，細繩的質量會影響振子周期的測量結果，也有可能是由于系統的誤差造成的。但是質量增大到一定程度后，即質量越大，這時細繩的質量與砝碼的質量相比就可以忽略了，所得的測量值與理論值就更接近。
四、總結
通過前面的理論計算和用兩種實驗方法測量彈簧振子周期，我們發現，用這兩種方法得到的實驗值與理論值相差并不是很大，在誤差允許的范圍內，其結果是正確的，但利用光電門測量彈簧振子的周期更準確。
彈簧振子在過去和現代生產實踐中都有廣泛的應用，而振動的周期是描述振動系統運動的一個十分重要的基本物理量。如何正確測量出彈簧振子的周期具有十分重要的意義。
參考文獻：
[1]許敏明，蒙成舉.力學實驗學習指導書[M].桂林：廣西師范大學出版社，2011：114-117.
光電探測器范文4
關鍵詞:光電 定向 四象限探測器
1、引言
隨著光電技術的發展，光電探測的應用也越來越廣泛，其中光電定向作為光電子檢測技術的重要組成部分，是指用光學系統來測定目標的方位，在實際應用中具有精度高、價格低、便于自動控制和操作方便的特點，因此在光電準直、光電自動跟蹤、光電制導和光電測距等各個技術領域得到了廣泛的應用。光電定向方式有掃描式、調制盤式和四象限式，前兩種用于連續信號工作方式，后一種用于脈沖信號工作方式。，由于四象限光電探測器能夠探測光斑中心在四象限工作平面的位置，因此在激光準直、激光通信、激光制導等領域得到了廣泛的應用［1］. 本光電定向實驗裝置采用激光器作為光源，四象限探測器作為光電探測接收器，采用目前應用最廣泛的一種光電定向方式現直觀，快速定位跟蹤目標方位。定向原理由兩種方式完成：1、硬件模擬定向，通過模擬電路進行坐標運算，運算結果通過數字表頭進行顯示，從而顯示出定向坐標；2、軟件數字定向，通過AD轉換電路對四個象限的輸出數據進行采集處理，經過單片機運算處理，將數據送至電腦，由上位機軟件實時顯示定向結果。
本實驗系統是根據光學雷達和光學制導的原理而設計的，利用其光電系統可以直接、間接地測定目標的方向。采用650nm激光器做光源，用四象限探測器顯示光源方向和強度。通過實驗，可以掌握四象限光電探測器原理，并觀測到紅外可見光輻射到四象限探測器上的位置和強度變化。并利用實驗儀進行設計性實驗等內容，將光學定向應用到各領域中[2]。
2、實驗原理
2.1、系統介紹
光電定向是指用光學系統來測定目標的方位，在實際應用中具有精度高、價格低、便于自動控制和操作方便的特點，因此在光電準直、光電自動跟蹤、光電
制導和光電測距等各個技術領域得到了廣泛的應用。采用激光器作為光源，四象限探測器作為光電探測接收器，根據電子和差式原理，實現可以直觀、快速觀測定位跟蹤目標方位的光電定向裝置，是目前應用最廣泛的一種光電定向方式。該系統主要由發射部分，光電探測器，信號處理電路，A/D轉換和單片機，最后通過計算機顯示輸出。該系統結構框圖如圖1：
圖1 系統結構框圖
2.1.1激光器發射部分
光發射電路主要由光源驅動器、光源（主要是半導體光源，包括LED、LD等）、光功率自動控制電路（APC）等部分組成。用NE555組成的脈沖發生電路來驅動650nm的激光器。
2.1.2接收部分
接收部分主要由四象限探測器組成。四象限光電探測器是一種常用的精跟蹤探測器，其基本原理是光電效應，利用半導體材料吸收光子能量引起的電子躍遷，將光信號轉換為電信號．通常是利用集成光路光刻技術將完整的PN結光電二極管的光敏面分割成幾個具有相同形狀和面積、位置對稱的區域，每個區域可以看作1個獨立的光電探測器，其背面仍為一整片．理想情況下每個區域都具有完全相同的性能參量．象探測器光敏面形狀有圓形和矩形.如圖2所示[3].
（a）圓形光敏面QPD （b）矩形光敏面QPD
圖2 四象限探測器實物圖
如圖3（a）所示，四象限光電探測器光敏面有4部分A，B，C，D．假設入射光斑為圓形且能量分布均勻，如圖3
（b）所示，照射在光敏面上的光斑
被4個象限分成4個部分，4個象限的光斑面積分別為SA，SB，SC和SD．此時，由于光生伏特效應，在4個象限中產生與光信號對應的電信號，其對應電流大小分別為IA，IB，IC和ID．如圖2（c）所示，當光斑中心在四象限光電
探測器上的位置改變時，光敏面各象限上的光斑面積也會改變，從而引起四象限探測器各象限輸出電流強度的變化，通過一定的信號處理方法可以得到光斑能量中心位置相關信息．如圖4所示.
圖3 四象限探測器工作示意圖
圖4四象限探測器工作光路
根據輸出電流強度可以計算出光斑能量中心位置．用σx和σy分別表示x和y
軸上根據四象限光電探測器輸出信號經過一定的算法處理后的歸一化偏移量，σx和σy與光斑能量中心實際偏移量的對應關系利用加減算法得［6－7］
x0KxK(SASB)(SBSD) SASBSCSD
(SASB)(SBSD) SASBSCSDy0KyK
式中K 為比例常數，光斑能量中心偏移量σx和σy僅與光斑在探測器上的面積有關，只要得到了各象限面積之間的比例關系，即可得到光斑能量中心位置的坐標．光斑在探測器上移動如圖3（d）所示
2.2單脈沖定向原理
利用單脈沖光信號確定目標方向的原理有以下四種：和差式、對差式、
和差
比幅式和對數相減式。
2.2.1 和差式
這種定向方式是參考單脈沖雷達原理提出來的。
在圖5中，四象限探測器與直角坐標系坐標軸x,y重合，目標（近似圓形的光斑）成像在四象限探測器上。當目標圓形光斑中心與探測器中心重合時，四個光電二極管接收到相同的光功率，輸出相同大小的電流信號，表示目標方位坐標為：x＝0，y＝0.當目標圓形光斑中心偏離探測器中心，如圖3，四個光電二極管輸出不同大小電流信號，通過對輸出電流信號進行處理可以得到光斑中心偏差量x1和y1。若光斑半徑為r，光斑中心坐標為x1和y1，為分析方便，認為光斑得到均勻輻射功率，
總功率為P。在各象限探測器上得到扇形光斑面積是光斑總面積的一部分。若設各象限上的光斑總面積占總光斑面積的百分比為A、B、C、D。則由求扇形面積公式可推得如下關系[4]：
當2Xsin1(1) rX14x1時,ABCD1 rr
r即x1(ABCD) 4
r同理可得 y1(ABCD) 4
可見，只要能測出A、B、C、D和r的值就可以求得目標的直角坐標。但是在實際系統中可以測得的量是各象限的功率信號，若光電二極管的材料是均勻的，則各象限的光功率和光斑面積成正比，四個探測器的輸出信號也與各象限上的光斑面積成正比。如圖6，可得輸出偏差信號大小為
Vx1KP(ABCD)
Vy1KP(ABCD)
對應于 x1k(ABCD)
y1k(ABCD)
圖6 和差定向原理 式中krKP, K為常數，與系統參數有關。 4
2.2.2 對差式
將圖4的坐標系順時針旋轉45o，于是得
x2＝x1cos45o+y1sin45o＝2kAC
y2＝-x1cos45o+y1sin45o＝2kBD
2.2.3 和差比幅式
上述兩種情況中輸出的坐標信號均與系數k有關。而k又與接收到的目標輻射功率有關。它是隨目標距離遠近而變化的。這是系統輸出電壓Vx1、Vy1并不能
夠代表目標的真正坐標。采用下式表示的和差比幅運算可以解決這一問題。 x3k(ABCD)(ABCD)k(ABCD)(ABCD)
k(ABCD)(ABCD)k(ABCD)(ABCD)y3
式中不存在k系數。與系統接收到的目標輻射功率的大小無關，所以定向精度很高。
2.2.4 對數相減式
在目標變化很大的情況下，可以采用對數相減式定向方法。坐標信號為
x4＝lgkABlgkCD=lgABlgCD
y4＝lgkADlgkCB=lgADlgCB
光電探測器范文5
【關鍵詞】火災探測器；發展
中圖分類號：X928.7文獻標識碼：A 文章編號：
火災探測器是在人類長期和火災的斗爭中產生和發展起來的，在火災自動報警系統中起探測火災和報告著火部位的作用。
火災探測器性能比較
由于建筑結構和功能的多元化，為了準確、及時地探測火災并進行報警，選擇火災探測器時必須充分考慮火災探測器的性能、建筑空間形狀、火災特點和可能發生的危險。下面就一些常用火災探測器的性能和適用場合作一比較。
感溫探測器
感溫探測器一般分為定溫式、差溫式和差定溫式三種類型。它們共同的工作原理是:物質在燃燒過程中，釋放出大量的熱，使環境溫度升高，探測器中的熱敏元件發生物理變化，從而將溫度信號轉化為電信號，傳輸給火災報警控制器，根據感溫探測器采集的溫度信號，判定它是否超過某一闡值，發出火災報警信號。單一的感溫探測器由于靈敏度低，探測速度慢，尤其對陰燃不響應，誤報率高。
感煙探測器
感煙探測器分為離子感煙探測器和光電感煙探測器，其原理和性能有所區別。
（1）離子感煙探測器
離子感煙探測器是利用煙氣進入電離室后，煙粒子吸附在離子上，使室內的電離狀態發生變化，離子電流減小的原理而制成的。煙的濃度越大，離子電流減小越明顯。通過電子線路處理，探測器一方面發出聲光報警信號，同時把信號傳送給報警控制器。
離子感煙探測器能在物質陰燃發生氣溶膠（即小顆粒的煙霧）就能發出報警信號，但它對陰燃響應較慢，其中用到放射性元素镅，有害人體健康，對工廠來說，必須有專門的地方來處理這種輻射性材料。在日本幾乎不用離子感煙探測器，其生產數量不到感煙探測器的1%（也就是說，99%的感煙探測器都是光散射型的）。
（2）光電感煙探測器
光電感煙火災探測器分為減光式和散射式。減光式光電感應探測器工作原理是當發生火災時，探測器檢測室內發光元件的發射光受到煙霧遮擋，因而使受光元件接收的光量減少，光電流下降，探測器發出報警信號。目前減光式光電感應探測器應用較少。散光式光感煙探測器工作原理則是在火災發生時，煙霧進入探測器的檢測室，由于煙粒子的作用，使發光元件發出的光產生漫反射，漫反射光被受光元件所接收，使受光元件的阻抗發生變化，產生光電流，從而實現了將煙霧信號轉換成電信號的功能，探測器發出報警信號。散光式光感煙探測器目前應用較廣泛。
光電感應探測器是通過探測粒徑較大的煙霧粒子來探測火災，它對粒徑小于0.4um的不可見煙不響應。
氣體探測器
氣體探測器適用于散發可燃氣體和可燃蒸汽的場所。由于火災煙氣是火災中對人構成威脅最大的因素，而CO是火災煙氣的主要產物。在商場這類人員密集的場所宜布置CO探測器，防止在發生火災情況下，人們在發現濃煙時已吸入過量CO中毒而無力逃生。但由于CO易與還原性氣體發生化學反應，因而在有還原性氣體的場所可能發生誤報警。
紅外火焰探測器和紫外火焰探測器
火災發生時火焰的輻射能中有30%--40%以電磁輻射的形式消耗，這些磁輻射包括紫外線（UV）、可見光、紅外線，它們包含著豐富的火災信息用于火災探測。但能夠輻射出紅外線的不僅僅是火災的火焰，一些高溫物體的表面，如爐子、烘箱、鹵素白熾燈、太陽等都能輻射出與“火焰”紅外線頻帶相吻合的紅外線。因而這些并非火災的紅外源就十分容易使單波段紅外火焰探測器產生誤報警。同時，火災中輻射出的紫外線也是火災的重要特征，目前研究的紫外火焰探測器是利用火災火焰的紫外線輻射到光電倍增管的陰極上吸收紫外線而引發光電效應，從而探測火災信號的。當被監視場所有明火(火焰)燃燒時，由于火焰中有大量的紫外輻射，當紫外火焰探測器中的紫外光敏管接收到波長為0.185-0.245pm的紫外輻射時，就會有由光電效應產生的信號送給報警控制器，發出火災報警信號，從而實現了火災的光電轉換，完成了紫外火焰探測的功能。
現有部分火災探測器缺陷解決途徑
綜上所述，任何一種火災探測器，都只是針對火災中同時出現的多種物理量中的一種進行探測，則不可避免地受到環境中某些相似因素的影響，從而導致誤報警。解決誤報警問題己成為提高火災探測準確性的關鍵所在。但這個關鍵的突破不在技術本身，而在基礎和應用研究方面。為了減少和降低誤報警，有以下幾條比較有效的途徑。
①避免和減少環境因素對誤報警的影響。該方法著眼于報警因素，通過改進探測器結構設計和規定使用條件入手來降低誤報警。
②考察參量變化與實際火災過程的比較。該方法著眼于識別方式，通過模擬方式監測某單一物理參量的變化歷程，并與實驗所得火災過程相應物理參量變化曲線相比較，由此判斷火災是否發生。其依據是：某物理參量在火災過程中發生的變化與因環境因素而發生的變化大不一樣。這種方法需要大量的火災實驗數據為基礎。
③改單一物理參量監測為多參量復合監測，降低誤報警。火災發生時同時表現出許多物理現象，因此，對多參量同時進行監測，并以這些數據作為火災判斷的依據，從而會大幅度降低火災誤報警。實行多參量復合監測要依據所在建筑及火災特點(或火災數據)取舍物理量，既可降低火災誤報警，又能保證經濟和技術上可行。
④尋找適當的信號處理算法，在提高靈敏度的同時又將誤報率降到極限。信號處理算法可分為復合趨勢算法，模糊邏輯算法和人工神經網絡算法。部分新型探測技術簡介隨著現代科學技術的發展，火災探測技術有了突飛猛進的發展。出現了下列幾種新的探測方式。
圖像探測方式
圖像攝像方式火災探測報警系統主要由圖像采集系統以及分析軟件組成。采集系統與普通的圖像處理系統相似，也就是攝像頭經采集卡輸入計算機中監視圖像，由計算機完成圖像的預處理，存儲、特征提取、結果判定和控制輸出。目前研制出的圖像火災探測器有煙霧圖像探測器、火焰圖像探測器、激光圖像感煙火災探測器等。
高靈敏度吸氣式感煙探測器
高靈敏度吸氣式感煙探測器是主動式的探測器系統。內置的抽氣裝置在管網中形成了一個穩定的氣流，通過所鋪設的管路不斷地從被保護區域抽取空氣樣品并送到探測器室進行檢測。所采集到的空氣樣品經過過濾網來濾除空氣樣品中的灰塵或其他顆粒，以防止他們對測量結果產生干擾。在測量室內安裝有一個靜謐的激光發射裝置及一個特殊反射鏡，激光器發射出平行的激光光束，照射到空氣樣本上，如樣本中有煙粒子存在，光束將產生前向散射，散射光線經凹面反光鏡射入高靈敏度激光接收儀，所產生的電子信號經過處理計算，并根據測得散射光信號脈沖數，測量出空氣樣本中的煙粒子量。測得的信號，經“人工神經網絡”微處理器處理后，與預先設定的報警閉值比較，如果達到警報級別則發出火警預報。其他雜亂光線透過中心光欄后由平面反光鏡反射出測量室。
分布式光纖感溫探測報警系統
分布式光纖感溫探測報警系統利用激光光纖拉曼散射效應和光時域反射OTDR原理實現連續空間溫度場的溫度測量與位置確定?？刂破飨蛱綔y器注入高能窄激光脈沖，該激光脈沖在光線中傳輸時，除與傳輸介質相互作用，產生與激發光波長相同的瑞利散射光，還與介質分子發生非線性拉曼散射，產生與激發光波長不同的拉曼散射光。探測器不同位置上的背向散射回波，在不同時刻返回激光注入端。根據激光注入光線與背向拉曼光返回系統的時間差和光纖介質中光傳輸的速度的乘積之半等于散射區域注入端的光通道長度的關系，即OTDR原理，可以確定某時刻的拉曼光回波信號所對應的散射區位置。
光纖測溫系統有如下性能特點：
探測器的本質安全特性
探測器的溫度傳感和信號傳輸均在一根光纖內以光信號形式實現，探測器不帶電，具有本質安全特性，無需任何處理即可方便應用在諸如儲油罐、儲氣罐、易燃易爆危險品倉庫、化工生產車間等嚴格防爆場所;探測器信號不受電磁輻射、各種射線的干擾，可以安全穩定地應用在諸如雷達站、微波通訊站、變電所、電廠、核電站等嚴重電磁污染或放射性污染的場所和設備的安全保護。
②長距離、高密度、可定位多點溫度探測報警。分布式光纖感溫探測報警系統可在數公里長的探測器上進行高密度多點溫度探測，并能精確確定探測點位置。
③有效的感溫探測報警特性
分布式光纖感溫探測報警系統是模擬量感溫探測報警系統，具備模擬量系統過程可見的優點。系統能夠對探測器所分布空間的溫度場變化進行動態實時監測，指示位置和溫度值。
信息融合技術
信息融合的概念并不是一個新的概念，人和動物都具有使用多個感知來改善他們的生存的能力。人類可以通過多種感知所獲得的信息來準確地識別環境或物體的狀況，并引導他們的下一步的動作，即使這些信息含有一定的不確定性、矛盾或錯誤的成分，他們也可以將各種傳感器的信息綜合起來，并使這些感覺信息相互補充、印證，完整地處理具有不同功能的多種傳感器所獲得的信息，實現由單個傳感器所不能實現的識別功能，將這種方法應用于工 程實際中，就稱為多傳感器信息的融合。
結束語
火災會給人們帶來不可估量的損失，尤其是在人口密集的建筑物里，智能建筑火災自動報警系統以智能的方式保護著人類的生命及財產安全，火災探測器的選用做到經濟合理，最大限度地發揮其功能，
這是我們研究的目的。
【參考文獻】
光電探測器范文6
關鍵詞：火災自動報警 消防聯動控制系統 電氣設計
現代化的建筑規模大、標準高、人員密集、設備眾多，對防火要求極為嚴格。為此，除對建筑物平面布置、建筑和裝修材料的選用、機電設備的選型與配置有許多限制條件外，還需要設置現代化的消防設施。隨著我國經濟建設的發展，各種高層建筑、大中型商業建筑、廠房不斷涌現，對自動消防報警系統提出了更高更嚴的要求。為了早期發現和通報火災，防止和減少火災危害，保護人身和財產安全，保衛社會主義現代化建設，在現代化的工業民用建筑、賓館、圖書館、科研和商業部門，火災自動報警系統已成為必不可少的設施。電氣工程設計、安裝和使用是否正確不僅直接影響到建筑的消防安全而且也直接關系到各種消防設施能否真正發揮作用。因此，自動報警及消防聯動的設計及設備選型顯得尤為重要。
一、系統的組成
火災自動報警與消防聯動控制系統是建筑物防火綜合監控系統，由火災報警系統和消防聯動控制系統組成。在實際工程應用中，系統的組成是多種多樣的，設備量的多少、設備種類都會有很大的不同。但是，決定系統特征的是火災自動報警和消防聯動控制這兩個系統的實現方式。
（一）火災自動報警系統的組成
火災自動報警系統一般由探測器、信號線路和自動報警裝置三部分組成。
1、火災探測器和手動報警按鈕
火災探測器是整個報警系統的檢測元件。它的工作穩定性、可靠性和靈敏度等技術指標直接影響著整個消防系統的運行。
1）探測器的種類
火災探測器的種類很多，大致有如下幾種：
（1）離子感煙探測器。
（2）光電感煙探測器。
（3）感溫探測器（包括定溫式和差溫式）。
（4）氣體式探測器。
（5）紅外線式探測器。
（6）紫外線式探測器。
2）常用的火災探測器基本原理
（1）感煙火災探測器
火災發展過程大致可以分為初期階段、發展階段和衰減熄滅階段。感煙火災探測器的功能在于：在初燃生煙階段，能自動發出火災報警信號，以期將火撲滅在未成災害之前。根據結構不同，感煙探測器可分為離子感煙探測器和光電感煙探測器。
①離子感煙探測器
離子式感煙探測器是由兩個內含Am241放射源的串聯室、場效應管及開關電路組成的。內電離室即補償室，是密封的，煙不易進入；外電離室即檢測室，是開孔的，煙能夠順利進入。在串聯兩個電離室的兩端直接接入24V直流電源。當火災發生時，煙霧進入檢測電離室，Am241產生的α射線被阻擋，使其電離能力降低，因而電離電流減少，檢測電離室空氣的等效阻抗增加，而補償電離室因無煙進入，電離室的阻抗保持不變，因此，引起施加在兩個電離室兩端分壓比的變化，在檢測電離室兩端的電壓增加量達到一定值時，開關電路動作、發出報警信號。
②光電感煙探測器
光電式感煙探測器由光源、光電元件和電子開關組成。利用光散射原理對火災初期產生的煙霧進行探測，并及時發出報警信號。按照光源不同，可分為一般光電式、激光光電式、紫外光光電式和紅外光光電式等4種。
a、一般光電式感煙探測器根據其結構特點可分為遮光型和散射型兩種。
遮光型光電感煙探測器由一個光源（燈泡或發光二極管）和一個光電元件對應裝在小暗室內構成。在無煙情況下，光源發出的光通過透鏡聚成光束，照射到光電元件上，并將其轉換成電信號，使整個電路維持在正常狀態，不發出報警。當火災發生有煙霧進入探測器，使光的傳播特性改變，光強明顯減弱，電路正常狀態被破壞，則發出報警信號。
散射光電式感煙探測器的發光二極管和光電元件設置的位置不是對應的。光電元件設置在多孔的小暗室里。無煙霧時，光不能射到光電元件上，電路維持正常狀態。而發生火災時，有煙霧進入探測器，光通過煙霧粒子的反射或散射到達光電元件上，則光信號轉換成電信號，經放大電路放大后，驅動自動報警裝置發出報警信號。
b、激光式感煙探測器。由激光發射機（包括脈沖電源和激光發生器）和激光接收器（包括光電接收器、脈沖放大及報警）組成。它利用激光方向性強、亮度高及單色性和相干性好的特點。在無煙情況下，脈沖激光束射到光電接收器上，轉換成電信號，報警器不發出報警。一旦激光束在發射過程中有煙霧遮擋而減弱到一定程度，使光電接收器信號顯著減弱，探測器發出報警信號。在種類繁多的激光光源中，半導體激光器由于具有所需激發電壓低、效率高、脈沖功率大、器件體積小、耐震、壽命長和價格低廉等優點而受到重視。
c、紫外光和紅外光感煙探測器。它們具有靈敏度高、性能穩定、可靠、探測方位準確等優點，因而得到普遍重視，并成為目前火災探測器的重要設備和發展方向。
光電式感煙探測器發展很快，種類不斷增多，就其功能而言，它能實現早期火災報警，除應用于大型建筑物內部外，還特別適用于電氣火災危險性較大的場所，如計算機房、儀器儀表室和電纜溝、隧道等處。
（2）感溫火災探測器
感溫探測器按結構原理不同有雙金屬片型、膜盒型、熱敏電子元件型等三種。
①雙金屬片型是應用兩種不同膨脹系數的金屬片作為敏感元件的，一般制成差溫和定溫兩種形式，定溫式是當環境溫度上升達到設定溫度時，定溫部件立即動作，發出報警信號；差溫式是當環境溫度急劇上升，其溫升速率（℃/min）達到或超過探測器規定的動作溫升速率時，差溫部件立即動作，發出報警信號。
②膜盒型探測器由波紋板組成一個氣室，室內空氣只能通過氣塞螺釘的小孔與大氣相通。一般情況下（指環境溫升速率不大于1℃/min），氣室受熱，室內膨脹的氣體可以通過氣塞螺釘小孔泄漏到大氣中去。當發生火災時，溫升速率急劇增加，氣室內的氣壓增大，波紋板向上鼓起，推動彈性接觸片，接通電接點，發出報警信號。
③電子感溫探測器由兩個阻值和溫度特性相同的熱敏電阻和電子開關線路組成，兩個熱敏電阻中一個可直接感受環境溫度的變化，而另一個則封閉在一定熱容量的小球內。當外界溫度變化緩慢時，兩個熱敏電阻的阻值隨溫度變化基本相接近，開關電路不動作?；馂陌l生時，環境溫度劇烈上升，兩個熱敏電阻阻值變化不一樣，原來的穩定狀態破壞，開關電路打開，發出報警信號。
3）火災探測器的選擇
（1）根據火災的特點選擇探測器
①火災初期有陰燃階段，產生大量的煙和少量熱，很小或沒有火焰輻射，應選用感煙探測器。
②火災發展迅速，產生大量的熱、煙和火焰輻射，可選用感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器或其組合。
③火災發展迅速、有強烈的火焰輻射和少量煙和熱、應選用火焰探測器。
④火災形成特點不可預料，可進行模擬試驗，根據試驗結果選擇探測器。
（2）根據安裝場所環境特征選擇探測器
①相對濕度長期大于95%，氣流速度大于5m/s，有大量粉塵、水霧滯留，可能產生腐蝕性氣體，在正常情況下有煙滯留，產生醇類、醚類、酮類等有機物質的場所，不宜選用離子感煙探測器。
②可能產生陰燃或者發生火災不及早報警將造成重大損失的場所，不宜選用感溫探測器；溫度在0℃以下的場所，不宜選用定溫探測器；正常情況下溫度變化大的場所，不宜選用差溫探測器。
③有下列情形的場所，不宜選用火焰探測器：
a、可能發生無焰火災；
b、在火焰出現前有濃煙擴散；
c、探測器的鏡頭易被污染；
d、探測器的‘視線’易被遮擋；
e、探測器易被陽光或其他光源直接或間接照射；
f、在正常情況下，有明火作業以及X射線、弧光等影響。
高層民用建筑及其有關部位火災探測器類型的選擇參照下表。
項目
設 置 場 所
火災探測器的類型
差溫式
差定溫式
定溫式
感煙式
I級
II級
III級
I級
II級
III級
I級
II級
III級
I級
II級
III級
1
劇場、電影院，禮堂，會場，百貨公司，商場，旅館，飯店，集體宿舍，公寓，住宅，醫院，圖書館，博物館
×
2
廚房，鍋爐房，開水間，消毒室等
×
×
×
×
×
×
×
×
×
3
進行干燥烘干的場所
×
×
×
×
×
×
×
×
×
4
有可能產生大量蒸汽的場所
×
×
×
×
×
×
×
×
×
5
發電機室，立體停車場，飛機庫等
×
×
×
×
×
6
電視演播室，電影放映室
×
×
×
×
7
發生火災時，溫度變化緩慢的小間
×
×
×
8
樓梯及傾斜路
×
×
×
×
×
×
×
×
×
9
走道及通道
×
×
×
×
×
×
×
×
×
10
電纜豎井，管道井
×
×
×
×
×
×
×
×
×
11
電子計算機房，通訊機房
×
×
×
×
×
×
12
書庫，地下倉庫
×
×
13
吸煙室，小會議室
×
×
×
×
×
×
注：表示適于使用；表示根據安裝場所等狀況，限于能夠有效地探測火災發生的場所使用；×表示不適于使用。
（3）根據房間高度選擇探測器
不同種類探測器的使用與房間高度的關系參照下表。
房間高度（m）
感煙探測器
感溫探測器
火焰探測器
I級
II級
III級
12
不適合
不適合
不適合
不適合
適合
8
適合
不適合
不適合
不適合
適合
6
適合
適合
不適合
不適合
適合
4
適合
適合
適合
不適合
適合
h≤4
適合
適合
適合
適合
適合
探測器的靈敏度選擇，應據探測器的性能及使用場所，正常情況下（無火警時）系統沒有誤報警為準進行選擇。目前，國內高層建筑中，大部分使用光電感煙測器，只有在個別場所、廚房、發電機房、車庫及有氣體滅火裝置的場所才用感溫探測器。只用一種探測器，在聯動的系統里易產生誤動作，這將造成不必要的損失，無聯動的系統里易誤報。故應選用兩種或兩種以上種類探測器。他們是“與”的邏輯關系，當兩種或兩種以上探測器同時報警，聯動裝置才動作，這樣才能確保不必要的損失
總之，探測器選擇應根據實際環境情況選擇合適的探測器，以達到及時、準確報警的目的。
4）手動報警按鈕
報警區域內每個防火分區應至少設置一個手動火災報警按鈕，且從一個防火分區里的任何位置至最近一個手動火災報警按鈕的距離不應大于30m，并應設置在明顯和便于操作的位置。手動報警按鈕距地面1.5m。
2、自動報警裝置
我國火災自動報警裝置的研究、生產和應用雖然起步較晚，但發展非?？?，特別是最近幾年，隨著我國四化建設的迅速發展和消防工作的不斷加強，火災自動報警裝置的生產和應用都有了較大的發展，生產廠家、產品種類和產量及應用單位都不斷地增加。我國目前生產的火災自動報警裝置是包括報警顯示、故障顯示和發出控制指令的自動化成套裝置。當接收到火災探測器、手動報警按鈕或其他觸發器件發送來的火災信號時，能發出聲光報警信號，記錄時間、自動打印火災發生的時間、地點、并輸出控制其他消防設備的指令信號，組成自動滅火系統。目前，生產、使用的自動報警裝置，多采用多線制，分為區域報警控制器、集中報警控制器和智能型火災報警控制器。
（1）區域報警控制器
區域報警器是一種由電子電路組成的自動報警和監視裝置。它聯結一個區域內的所有火災探測器，準確、及時的進行火災自動報警。因此，每臺區域報警器和所管轄區域內的火災探測器經正確連接后，就能構成完整、獨立的自動火災報警裝置。
區域報警器的基本原理如下：
①接收探測器或手動報警按鈕發出的火災信號，以聲光的形式進行報警；
②電子鐘可以記憶首次發生火災的時間；
③可以帶動若干對繼電器觸點給出適當外接功能；可
④以配置備用直流電源，當市電斷電時，直流備用電便自動投入；
⑤具有自檢功能，當區域報警器與探測器之間有接觸不良或斷線時，報警器發出開路或短路的故障聲、光報警信號并自動顯示故障部位；
⑥具有“火警優先”功能，各類報警信號至區域報警器，經信號選擇電路處理后，進行火災、短路、開路判斷，報警器首先發出火災報警信號，指示具體著火部位，發出火警音響，記憶火警信號、開路、短路故障信號；
⑦通過通訊接口電路將三類信號送至集中報警控制器。區域報警控制器將接收到的探測器火警信號進行“與”“或”邏輯組合，控制繼電器動用聯動外部設備，如排煙閥、送風閥、防火門等。
目前國內各廠家生產的區域報警器的容量即監控部位多少不同。不同型號的區域報警器需與不同型號的探測器相連接。以西安262廠生產的JB-QB-2700/088A系列區域報警器為例，它有壁掛式、柜式兩種，最大容量為256路，一路是一個部位號，一個探測器占一個部位號。
在工程設計中，選擇區域報警控制器的容量應大于該區域的探測器數。如一建筑物以一層為一個區，共24個房間，每個房間一個探測器，共24個，則應選擇30路區域報警控制器。若48個房間，則應選擇50回路區域報警控制器。
（2）集中報警控制器
集中報警控制器的基本原理如下：
①把若干個區域報警器連接起來，組成一個系統，集中管理；
②可以巡回檢測相連接的各區域報警器有無火災信號或故障信號，并能及時指示火災區部位和故障區域，同時發出聲、光報警信號；
③其他功能、原理同區域報警控制器。
在系統中如只有探測器和集中報警器是不能工作的。因為集中報警器的巡檢功能、火災報警功能、自檢功能等都是與區域報警器構成系統后才具備的。所以，只有區域報警器與集中報警器配合使用，才能構成自動火災報警系統。
集中報警系統適用于大型、復雜工程。集中報警器最大容量可接40臺區域報警器。
（3）智能型火災報警控制器
智能型火災報警控制器的基本原理如下：
①采用模擬量探測器，能對外界非火災因素，諸如溫度、濕度和灰塵等影響實施自動補償，從而在各種不同使用條件下為解決無災誤報和準確報警奠定了技術基礎；
②報警控制器采用全總線計算機通信技術，實現總線報警和總線聯動控制，減少了控制輸出與執行機構之間的長距離管線；
③采用大容量的控制矩陣和交叉查尋程序軟件包，以軟件編程代替硬件組合，提高了消防聯動的靈活性和可修改性。
262廠生產的NA1000系列火災報警控制器就屬此類形式。
（4）自動報警裝置的選擇
火災自動報警系統中，所選用的火災報警裝置應具有以下基本功能：
①能為火災探測器供電；
②能接收來自火災探測器或手動報警按鈕的報警信號；
③能檢測并發出系統本身的故障信號；
④能檢查火災報警器的報警功能；
⑤具有電源轉換功能。
火災報警控制器的選擇，一般考慮下列因素：
①火災探測器、火災報警器宜選用同一廠家的配套產品；
②報警系統所需回路數量；
③是否需要自動消防聯動控制功能；
④安裝位置和安裝方式等。
（二）消防聯動控制系統的組成
消防聯動控制范圍很廣，據實際工程的大小、等級高低的不同各異。聯動控制設備有消火栓、水滅火、氣體滅火、防火門、防火卷簾、排風機、空調設施、防火閥、排煙閥、電梯、誘導燈、事故燈、警鈴、切斷工作電源等。
二、系統選擇
火災自動報警系統的保護對象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性質、重要程度、火災危險性、建筑結構形式、耐火等級、分布狀況、環境條件以及管理形式等各不相同。在設計中應仔細研究這些情況，根據不同的情況選擇不同的火災自動報警系統。
（一）系統確定
火災自動報警系統是觸發器件、火災報警裝置、火災警報裝置以及具有其他輔助功能的裝置組成的火災報警系統，是人們為了早期發現通報火災、并及時采取有效措施，控制和撲滅火災而設置在建筑中或其他場所的一種自動消防設施，是人們同火災作斗爭的有力工具。
報警系統的確定一般是整個系統中報警部位總點數，包括探測器數量、手動報警按鈕數量及消火栓、自動門、自動閥、行程開關等總數量來確定。也就是說與建筑物大小、等級、使用功能有關?；馂淖詣訄缶到y的組成形式多種多樣，特別是近年來，科研、設計單位與制造廠家聯合開發了一些新型的火災自動報警系統，如智能型、全總線型等，但在工程應用中，采用最廣泛的是如下三種基本形式：區域報警系統、集中報警系統、控制中心報警系統。
1、區域報警系統
該系統一個報警區域宜設置一臺區域報警控制器，系統中區域報警控制器不應超過3臺，區域報警控制器宜設于有人值班的房間、場所。
系統的組成見下圖。
2、集中報警系統
報警區域較多、區域報警控制器超過3臺時，采用集中報警系統。集中報警系統至少有一臺集中報警控制器和兩臺以上區域報警控制器集中報警控制器應設置有人值班的專用房間或消防班室內。
系統的組成見下圖。
3、控制中心報警系統
工程建筑規模大、保護對象重要、設有消防控制設備和專用消防控制室時，采用控制中心報警系統。
系統的組成見下圖。
以上各系統布線方式與探測器、報警器種類有關。采用二線制（即區域報警器到每一個探頭為二線）。區域報警器單獨使用為N+1式，到集中報警器為N+N/8+1+3+1式，設計、施工比較方便，而且降低造價。
除以上系統外，國內各廠家又相繼推出總線制報警器。不同廠家總線制系統各異，但共同點都是總線制、地址編碼形式。
（1）二總線制集中報警系統。區域報警器到探測器的線路傳輸只需二條總線，每一部位的控制器都有自己的編號，即一個部位一個編址單元。如JB-QB-50-2700/076型為例，它采用了先進的單片機技術，CPU主機將不斷地向各編址單元發碼。當編址單元接收到主機發來的信號后，加以判斷：如果編址單元的碼與主機的發碼相同，該編址單元響應。主機接收到編址單元返回的地址及狀態、信號，進行判斷處理：如果編址單元正常，主機將繼續向下巡檢；經判斷如果是故障信號，將發出故障區域聲、光報警信號。發生火災時，經主機確認后，火警信號被記憶，同時發出火災區域聲、光報警信號。
在實際工程應用中，如果用一臺區域報警器控制一層樓，在二總線上可接50個編址單元；控制二層，每層二總線上可接35個編址單元；控制三層，每層二總線上可接25個編址單元。076型區域報警器的擴展型最多可設置200個編址單元。
（2）三總線制集中報警系統。該報警器是由單片機8031為中央控制單元，計算機管理的三線制報警器。三總線制系統通過三總線與被控的各區域報警器相聯。三總線制在工程應用中有兩種形式：樓層復示器——集中報警器系統、區域報警器——集中報警器系統。
①樓層復示器——集中報警器系統
樓層復示器可以對編址探測器發碼、收碼，顯示本層的報警部位，具有斷線故障自動報警功能。該系統適用于每層不超過32個報警部位，樓層無值班點，首層設有消防總值班室的建筑。
②區域報警器——集中報警器系統
由區域報警器和標準集中報警器組成的兩級管理總線制火災報警系統，適用于每層報警部位多少不一，并設有樓層服務臺的中型賓館等建筑物。
采用總線制報警系統布線簡單，設計、施工方便，與其他報警系統相比多一些接口元件。
（二）消防聯動控制系統
消防聯動控制系統有無聯動、現場聯動、集中聯動等幾種形式。
在實際工程中，報警系統與消防聯動系統的配合有以下幾種形式：
1、區域——集中報警、橫向聯動控制系統。
此系統每層有一個復合區域報警控制器，他具有火災自動報警功能，能接收一些設備的報警信號，如手動報警按鈕、水流指示器、防火閥等，聯動控制一些消防設備，如防火門、卷簾門、排煙閥等，并向集中報警器發送報警信號及聯動設備動作的回授信號。此系統主要適用于高級賓館建筑，每層或每區有服務人員值班，全樓有一個消防控制中心，有專門消防人員值班。
2、區域——集中報警、縱向聯動控制系統。
此系統主要適用于高層“火柴盒”式賓館建筑。這類建筑物標準層多，報警區域劃分比較規則，每層有服務人員值班，整個建筑物設置一個消防控制中心。
3、大區域報警、縱向聯動控制系統。
此系統主要適用于沒有標準層的辦公大樓，如情報中心、圖書館、檔案館等。這類建筑物的每層沒有服務人員值班，不宜設區域報警器，而在消防中心設置大區域報警器，有專門消防人員值班。
4、區域——集中報警、分散控制系統。
此系統在聯動設備的現場安裝有“控制盒”，以實現設備的就地控制，而設備動作的回授信號送到消防中心。消防中心的值班人員也可以手動操作聯動設備。此系統主要適用于中、小型高層建筑及房間面積大的場所。
此外，還有自動報警和消防控制于一體的滅火裝置系統，如FJ-2714自動滅火裝置。此系統主要適用于計算機房、發電機房、貴重物品倉庫、檔案庫、書庫等場所的火災自動報警及自動滅火。氣體滅火、藥劑滅火具有能力強、效率高、對金屬腐蝕性小、不導電、長期存儲不變質、不污損滅火對象等優點，但造價高。
