海面燃油泄漏紫外線探測器數據采集板的設計
西安達泰電子有限責任公司技術部
關鍵詞：燃油泄漏、紫外線探測器、紫外線傳感器，信號放大器、數據采集、油污探測
一、新型紫外線探測器
紫外線(UV)輻射是所有波長于10與400納米之間的輻射。它們按波長分為紫外線A 、紫外線B、紫外線C 和真空紫外線四類(如圖 1所示)。在現今科技上，紫外線探測器所扮演的角色越來越重要，對于光盲(定義：對可見光不敏感)或日盲(定義：對太陽光譜不敏感)的紫外線探測器的需求亦更大。光盲的紫外線探測器對紫外線擁有特別高的敏感度，但對可見光及紅外線輻射的敏感度極低。就于地球表面的各項應用而言，日盲探測器能提供更短的截止波長，所以只能探測比可以穿透大氣層的太陽輻射更短波長的紫外線。 由于臭氧層的吸收作用，接近地球表面的太陽輻射波長均在290納米以上。因此具有截止波長少于280納米的紫外線探測器統稱為日盲類型。光盲/ 日盲的紫外線探測器能夠應用于工業器材、科學研究及消費市場。這些應用包括火警探測、火焰燃燒控制、紫外線天文學、生物和醫療應用，以及個人保健產品等。
二、探測擴散的燃油
若海面上的輪船泄漏燃油，會嚴重污染海洋生態。運用光盲紫外線探測器探測海面上擴散的燃油是非常方便的。由于燃油的擴散速度驚人，數分鐘內擴散范圍便會倍增，實時探測是十分重要的。因此，我們需要一個探測裝置，其功能不單能探測燃油泄漏的發生，而且能實時確切地告訴我們燃油擴散的范圍。換句話說，我們需要一個紫外線照相機，即具有成像功能的紫外線探測器。背后的物理概念是因為油的折射率比水的高，所以油對光的反射率比海水的較大，其差異在紫外光譜最為明顯，所以我們可以利用人造紫外線發生器向海面發射紫外線，通過紫外線傳感器和高精度采集板采集從海面反射回來的紫外線輻射信號的強度，便可探測燃油的泄漏及其擴散。
三、采集板技術要求
? 通訊接口為RS485，波特率1200bps，數據格式8，N，1；
? 單通道差動電壓信號輸入，信號電壓范圍0~20mV；信號輸入接頭用兩個SMA的座并聯。
? 輸出1路閃光燈的觸發控制信號，三極管開集電極（OC）輸出；
? 輸出1路繼電器報警輸出；
? 由上位機通過RS485發送啟動命令：設置閃光燈觸發時間間隔（0~500毫秒），延遲時間（0~60000毫秒），以及閃光次數，采集板收到此命令后按照設置參數啟動閃光；
? 由上位機通過RS485發送查詢命令：回傳閃爍前的信號平均值，燈每次閃爍后的信號峰值。在下次閃燈命令前可以隨時多次重復查詢；
? 由上位機通過RS485發送命令：設置報警值；
? 報警輸出判斷規則：
當本次閃光峰值超過報警值時，自動啟動，再次測試并判斷峰值，如果2次峰值均超過報警值，則報警繼電器動作。
重新設置報警值可以解除報警信號；發送啟動命令也可以解除報警信號；
? 信號放大系數根據實際信號，可通過選定電阻固定；
? 要求信號輸出無工頻干擾。
四、DTE112采集板通訊命令
采集板向主機發送命令時，為了在串口助手中調試方便，在每一個回復命令的結尾符“#”后面，增加了一個回車符（0x0D）和一個換行符(0x0A)。
4.1、設置參數命令
設置命令都是以DT開頭，緊跟著的是地址碼，然后是命令代碼，然后是一個冒號“：”，然后是數字，最后是結尾符“#”。
注意：設置參數具有存儲記憶功能，如果不修改參數的話，不需要重新設置。如果不清楚當前的參數，可以使用查詢參數命令。
? 設置閃光脈沖寬度：
命令代碼：DTnW:xxx#
地址碼n：一個字符，例如0~9，a~z,注意是ASCII碼。
參數范圍xxx：5～500，單位mS
例子：采集板地址為2，當設置脈沖寬度為150ms時，DT2W:150#
命令設置成功后，2號采集板返回：DT2w:150#
? 設置閃光脈沖間隔：
命令代碼：DTnI:xxxx#
? 設置閃光次數：
命令代碼：DTnN：xx#
? 設置報警閾值：
命令代碼：DTnA:xxxx#
? 修改采集板地址碼：
命令代碼：DTnD:x#
4.2、工作命令
工作命令都是以DT開頭，緊跟著的是地址碼，然后是命令代碼，最后是結尾符“#”。
? 啟動命令：
命令代碼：DTnS#
例子：主機發送啟動命令，DT3S#
3號采集板按照設置的參數輸出閃光信號，并進行數據采集和處理，閃光結束后。 3號采集板返回：
DT3=:120，2499，1#
表示背景噪聲為120mV，峰值為2499mV，1表示3號采集板報警。 如果是0# 表示未報警，系統首次執行啟動命令回復 2#，如果在測試過程中發現報警標志為2，則說明系統自動重啟了。
五、采集板的動作
當采集板接收到命令：設置閃光脈沖寬度、設置閃光脈沖間隔、設置閃光次數、設置報警閾值時，采集板會把命令字小寫后返回主機，設置參數的命令同時存儲到控制器中，除非下次重新設置。
當采集板接收到啟動命令時，先返回已啟動命令，然后執行如下的操作（假設閃光次數設置為3）：
六、采集板的圖片及接線
電源插座：連接+12V和-12V直流電源。
RS485插座：連接通信線，如果距離大于200米，建議采用線徑大于1平方mm的雙絞線.
信號輸入：SMA
輸出信號插座：報警繼電器常開觸點，閃光信號
七、信號圖片實錄：
八、紫外線探測器圖片
九、承接產品定制開發
西安達泰電子技術開發部承接數據采集、無線測控等產品的定制項目。定制流程為：
1. 雙方技術人員初步溝通；
2. 由甲方起草詳細技術要求，乙方協助完成
3. 乙方根據技術要求起草產品定制協議，其中包括詳細技術指標、定制周期、測試周期、樣機數量、定制費用、知識產權等內容。
4. 在甲方按協議條款支付費用后，乙方正式開始產品定制工作。
5. 乙方提交樣機由甲方進行測試。
6. 樣機測試合格后進行小批量生產。
7. 小批試完成后，定制任務完成。
8. 項目合作請撥打電話029-88317318技術咨詢。
9. 請在達泰官方網站下載《技術開發委托合同樣板》
