现代文明的结构建立在电子技术的基础上。计算机、互联网、移动电话和许多其他技术的存在归功于电子技术。
传感器在电子和控制系统中的重要性
传感器是电子或机电系统中必不可少的组件之一。传感器使电子电路能够与环境交互,并从周围环境中收集有价值的数据。在某种程度上,传感器充当智能数字电子系统的眼睛和耳朵。如下图所示,现代自校正反馈控制系统完全依赖于传感元件的反馈回路。
图1 反馈控制系统
为了更好地理解这个反馈控制回路,让我们以空调为例。用户使用遥控器设置所需的温度(设定值),集成的温度传感器提供当前的室温测量值。如果设定值和传感器信号差不为零,则控制器(微控制器或数字电路)打开压缩机。当室温(工厂)等于设定值时,误差信号变为零,压缩机关闭。结果是室温保持在所需的设定点。
火焰传感器简介
火焰或热释电传感器是火灾探测和消防系统的重要组成部分。消防系统用于商业建筑和工厂,并广泛用于住宅设施。在许多第一世界国家,安装住宅消防安全系统甚至是强制性的。
热释电传感器包含热释电晶体,其极化随温度变化。随着入射红外光强度的增加,热释电晶体的温度升高,并且由于热释电效应而产生成比例的电荷。
家庭和楼宇自动化是积极采用尖端物联网(iot)技术的领先行业。由于消防系统在任何建筑物的布局中都起着至关重要的作用,因此火焰传感器的重要性成倍增加。
图2:热释电效应
模拟传感器与数字传感器
从历史上看,传感器一直是模拟设备,因为测量的物理量也是模拟的,例如声音、光、温度、压力等。然而,现代控制系统使用数字控制器,如微控制器、fpga 和 plc。 将模拟传感器连接到这些数字设备需要额外的子系统(adc 和信号调理电路),这会增加成本和复杂性。为了解决这个问题,制造商现在已经开始生产数字传感器,这些传感器可以很容易地与数字控制器连接,而无需额外的adc和信号调理电路。这种发展对物联网系统特别有利,因为节点设备需要在同一电路板上集成微控制器和数字传感器。因此,可以在建筑物中安装大量低成本的智能数字传感器以实现自动化。
kemet 数字热释电传感器
kemet 的 qfs 和 qfce 系列数字热释电传感器具有更高的可靠性、更低的功耗和增强的性能。这些数字火焰传感器将高灵敏度与快速响应时间相结合,可确保快速准确地检测火焰和火灾。得益于薄膜pzt材料,这些数字火焰传感器可以在室外条件下检测最远85米的点烟器。这些高质量传感器采用 smd (qfs) 和 to-39 (qfce) 封装。
凯美特qfce & qfs数字火焰传感器不需要额外的转换或调理电路,因为所有必要的模拟电路都集成到传感器封装中。这些传感器可以很容易地插入数字控制器ic。我2c 通信协议可确保与微控制器和微处理器进行快速简便的通信。
下面是qfce系列数字火焰传感器的简单框图。该图显示,传感器封装包含模拟前端、adc、数字滤波器和模拟传感器。数字火焰传感器使用 i2用于数字通信的c接口,只需要两条数据线(sda,scl)。
图 3:qfce 数字火焰传感器框图
除了数字输出外,qfce系列数字火焰传感器也是可编程的。因此,不同的传感器参数是可调的,包括增益、闪烁率、采样频率以及高通和低通滤波。通过选择相关零件编号提供光学滤波。此功能为系统设计人员和工程师提供了更大的灵活性和控制力。
图 4:kemet qfce 数字火焰传感器
qfce数字火焰传感器的应用
由于其高灵敏度、可靠性、高检测范围和集成模拟电路,qfce数字火焰传感器是物联网和工业物联网应用的理想选择。这些传感器的一些主要应用领域包括:
• 石油和天然气
• 制造业
• 森林保护 • 智能家居 • 智能建筑
• 交通
• 基础设施保护
qfce数字火焰传感器的优势
与模拟火焰传感器相比,qfce数字火焰传感器具有许多优势。这些传感器的一些显着特点是:
• 高灵敏度
• 100o宽视野
• 数字输出和i2c 接口
• 可编程增益和滤波 • 提供各种
光学滤
光片 • 集成放大器、adc 和数字滤波器
• 低功耗
下表比较了模拟 (qfc)、数字 to-39 (qfce) 和数字 smd (qfs) 火焰传感器:
图 5:传感器比较表
qfce火焰传感器的视场图如下:
图 6:视野
qfce数字火焰传感器的电气特性
数字火焰传感器的重要电气特性如下:
• 额定电流消耗:22 μa
• 工作电压:1.75 v 至 3.60 v
• 数字 i/o:i2c
• 工作温度:-40°c 至 +85°c
结论
传感器是电子和机电控制系统中最常用的组件之一。火焰或热释电传感器在消防系统中起着至关重要的作用。从历史上看,火焰传感器一直是模拟的,需要adc和信号调理电路来实现微控制器接口。然而,随着数字火焰传感器的出现,微控制器接口已经大大简化。
kemet qfce 数字火焰传感器提供低功耗、高可靠性、增强的视场、可编程增益和滤波,以及 i2c 通信。这些特性使qfce系列传感器成为物联网和工业物联网应用的理想选择。使用我们的高质量qfce系列数字火焰传感器构建下一代消防解决方案。
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