[发明专利]一种发射功率可调的近红外接收与发射控制装置

说明书

本发明提供了一种发射功率可调的近红外接收与发射控制装置。包括电源模块、发射模块、接收模块、A/D转换电路、显示模块和电压放大电路。电源模块采用DC9‑36V输入，隔离输出±12V，再由12V转换为5V和3.3V，在输入端不会因市网等干扰影响到下一级。发射模块采用恒流驱动且发射功率可调，使放大器与N沟道MOS管相结合，通过高精度电位器与定值电阻串联来调节电压。接收模块采用电流转电压方式，将光电二极管产生的光电流通过放大器转换成电压。通过控制放大器的反馈电阻可控制其接收光强的灵敏度。下一级加入反向放大器对电压进行放大。两级联动调节，方便调节灵敏度和放大倍数，在实际应用中更方便，得到的信号更稳定。

技术领域

本发明涉及气液两相流检测和模拟电子技术领域，具体地说是一种发射功率可调的近红外接收与发射控制装置。

背景技术

红外技术多用于红外载波编码无线数据传输上，最常见的就是红外遥控器。现有很多专利申请已经公开了红外发射、红外接收电路的相关结构。例如：红外发射电路、红外接收电路及红外收发系统（专利申请号：201310699015.7）应用于红外无线数据通讯，通过串口的数据经过系统的红外发射器可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）辐射出去，然后由红外线接收器接收红外信号并独立完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的信号，适合于各种红外线遥控和红外线数据传输；一种用于红外探测系统的放大电路（专利申请号：201711475379.1），对中红外告警的接收放大电路进行了设计；一种收发一体化红外电路板（专利申请号：201410710503.8）由上位机发送控制信号来控制红外灯管的通断，并且将红外接收和发射做成了一体，一个灯座用于连接发射管和接收管；一种485转红外电路及数据传输方法（专利申请号：201610581236.8）利用纯硬件将485数据转换为红外数据，亦可将红外数据转换成485数据。

上述专利申请中的电路都是利用红外做数据传输的，其原理是将脉冲波经过一般波长为940nm的红外发射管，转换为光信号发射出去，载频以38kHz和40kHz为主。功率方面，通过使用功率放大管或通过外部开关的通断改变电路中并联电阻的选择，改变发射功率。红外接收IC内部经过放大--增益--滤波--解调--整形还原后，还原遥控器给出的原始编码，通过接收头信号输出脚输入到后面的代码识别电路。编码规则对于二进制信号“0”，一个脉冲占 1.2ms；对于二进制信号“1”，一个脉冲占2.4ms，而每一脉冲内低电平均为0.6ms。

在气液两相流的检测过程中，常基于近红外光谱的吸收特性对相含率进行测量。测量时，使近红外发射探头发射近红外光，近红外光穿过管道内的流体后被近红外接收探头所接收，近红外光在管道内会被流体吸收部分能量，根据近红外光被吸收前后的光强变化，结合朗伯比尔定律可计算得出两相流的相含率。

利用近红外的吸收特性对两相流相含率进行测量，尚需对近红外发射探头的驱动以及近红外接收探头接收信号后的调理做进一步研究。

发明内容

本发明的目的是在已有测量竖直管道气液两相流流量的装置上通过发射功率可调的近红外接收与发射控制装置，实现了在利用近红外测量两相流相含率的过程中，对近红外发射探头的驱动和接收信号的调理，解决了由于介质对红外光吸收能力不同，红外探头驱动功率不足，导致穿透能力弱，接收端接收信号弱的问题。

本发明是这样实现的：一种发射功率可调的近红外接收与发射控制装置，包括电源模块、发射模块、接收模块、A/D转换电路、显示模块和电压放大电路；

所述电源模块外接直流9V-36V电源；所述电源模块包括隔离高压电压源、第一LDO电源芯片和第二LDO电源芯片，直流9V-36V电源经所述隔离高压电压源后输出+12V、0V和-12V直流电压；第一LDO电源芯片和第二LDO电源芯片的输入端均连接隔离高压电压源的+12V直流输出端，第一LDO电源芯片的输出端输出+5V的直流电压，其用于为发光二极管的驱动提供电压，同时为显示模块提供工作所需电压；第二LDO电源芯片的输出端输出+3.3V的直流电压，其用于为A/D转换电路提供工作所需电压；