51单片机天然气水合物光透过率检测系统设计(3)
2.1.3 光电转换电路设计
光电检测的核心部分就是实现光信号转换成电信号（光电转换）。由于目前的技术并不能直接就光信号进行十分完善的信号处理，所以需要对收集到的光信号进行光电转换处理。而光学检测中光电检测不同于其他检测的地方就在于此，可以说是光电检测的一个标志。依靠各种类型的光电和热电探测器实现光信号转换形成电信号，随着探测器的快速发展和新种类探测器的不断出现，都为光电检测的进一步发展提高了有力的条件。
本文光电转换电路采用的是两路光信号同时探测的结构，在测量透射光信号的同时，并对参考光信号进行测量用来补偿光源的波动，使得系统得到的结果更加准确，在一定范围内降低了光源波动对系统数据的影响。光电转换光路存在测试光转换光路以及参考光转换光路（两光路类似）。有两个光电转换电路分别接收参考光信号和测量光信号转换为电信号，并通过设备的A / D放大和转换的信号相位匹配，供给A/D采集卡采集数据。两光电转换电路相似（如图3所示），主要由双光路探测电路，信号放大电路和输出箝位保护电路等三部分电路组成[17]。
图2.3 可燃冰光透过率检测系统光电转换电路原理图
电信号的进一步处理可谓多种多样，但目的都是为了实现各个系统电路的功能，来进行分析的。虽然可以根据不同功能的电路实现某一个检测目的，但在进行电路处理时，应该注意并保持整个系统的完整性以及可行性。
在两个光强度测量电路，采用双探测器结构消除暗电流的影响，光敏双光电探测器电路使用两个相同的管Q1和Q2的两个在同一组织电阻R1和R2的差分电桥电路[18]，接收管Q1的传输光信号或参考光信号的光敏检测，在盒中的补偿光敏管Q2安装，不接受光信号，用于X系统温度补偿。因为这两种光管与相同的暗电流特性，当温度变化时，光敏管Q1的暗电流检测是暗电流消除光敏管Q2补偿。使电路输出的差动桥和透射光信号或IR相关的参考光信号，从而提高测试精度的强度。放大电路采用两级的比例，使电路的增益调节范围变宽，提高了检测的输出驱动能力，输出钳位保护电路由稳压二极管D，最大限制输出电压，以防止数据采集板由于光信号过强产生损伤。