0 引 言
|A(jω)|=
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调节光电传感器灵敏度的方法并不多，且以硬件调节为主：调节发射器发射光的强度和调节接收器的灵敏度。利用软件调整信号参数调节红外光电传感器灵敏度，文献[4]给出了一种创新方法，通过调节发射信号的占空比参数实现了灵敏度调节。文献[5]提出了一种通过调节脉冲信号频率调节灵敏度的技术方法，其基本原理是利用接收电路的幅频特性实现灵敏度调节。通常，光电开关传感器的信号处理电路由带通放大器和解调电路构成。当带通放大器的上限、下限截止频率等于信号处理电路的中心工作频率时，则放大器具有选频滤波作用，同时也具有较明显的幅频特性。本文在此基础上，讨论了红外调制光频率对红外光电传感器灵敏度的影响，为探索红外光电传感器调节灵敏度的方法提供了理论参考。
1 脉冲频率调节灵敏度原理
1.1 理论推导
以中心频率f0=38 kHz的巴特沃斯二阶窄带带通放大电路处理传感器接收的脉冲信号，脉冲信号以模拟信号源代替。
设输入脉冲幅值E=10 mV，占空比δ=50 %。脉冲信号傅里叶分析得[6]，当占空比为50 %时，连续周期脉冲信号的基波幅值最大，巴特沃斯二阶低通和二阶高通滤波器的传递函数分别为
|AL(jω)|=
光电开关传感器具有结构简单、形式多样、感应精度高、传输速度快、非接触等优点，被广泛应用于工业控制、可穿戴式检测装备等领域[1～3]。其中，以红外光作为检测媒介的光电传感器称红外光电传感器。其在相同检测条件下灵敏度越高，传感器可以测量的距离越远。在某些应用场所，因受到设备尺寸和环境的限制，也需根据具体情况调整红外光电传感器的灵敏度。
(1)
|AH(jω)|=
(2)
根据式(1)、式(2)，窄带带通放大电路的传递函数为
|A(jω)|=
(3)
根据式(3)，窄带带通放大电路的幅频特性关系为
然而，上述文献虽然给出了FDA最优频率增量的选取方法，但均没有深入分析干扰背景下的FDA最优频率增量选取的必要性。基于此，本文深入探究了干扰和目标导向矢量的相关程度与输出SINR的关系，进而得出干扰和目标位置对输出SINR的影响。在存在主瓣干扰的情况下，输出SINR会随着频率增量的变化出现很深的凹陷，且这种凹陷呈现周期性变化，选取不当的频率增量就会使得FDA雷达的目标检测性能急剧下降。因此，对FDA最优频率增量的选取进行研究具有重要意义。
目前，黄河流域年入河废污水排放量约为43亿t。石油化工、煤炭、造纸等行业的COD排放量占流域工业排放量的80%以上。流域内工业废水达标排放率低，城市污水处理率低于全国平均水平。
(4)
式中 A0为二阶低、高通放大电路的电路增益。式(4)为电路输出信号的电压幅值和脉冲频率的关系式，中心频率f0=38 kHz，频率调节范围选择在32 kHz≤f≤44 kHz。图1为根据式(4)绘制的输出信号幅值与脉冲频率的关系曲线，当频率等于中心频率f0时，输出信号的电压幅值为最大值。根据式(4)和图1可知，改变矩形脉冲信号的频率，能够改变输出信号的电压幅值。
2.2 单因素分析结果 nSLN转移与阳性SLN数目(Z=-1.991，P=0.047)、原发肿瘤直径(Z=-1.991，P=0.047)以及神经/脉管等淋巴结外浸润(χ2=5.630，P=0.018)情况有关；与病理类型、组织学分级、激素受体状态、是否多个病灶、人表皮生长因子受体2(HER-2)以及Ki67表达状况无关。见表1。
图1 电压幅值与频率的关系曲线
1.2 仿真分析与实验测量
利用软件Multisim对巴特沃斯二阶窄带带通放大电路进行电路的仿真分析，并在实验室环境下搭建实物电路，仅改变脉冲信号的频率f，保持输入信号的其他参数与理论推导时一致。记录不同频率下仿真与实验的输出信号幅值，分别记为Uo1和Uo2；当传感器灵敏度最大时输出电压幅值最大，分别记为Uom1和Uom2；S=Uo/Uom为传感器的相对灵敏度，分别记为S1，S2，仿真与实验数据如表1所示。
总而言之，供应紧张仍是当前最大且最稳定的利好因素，而环保的持续增压，也令供求偏紧的形势短时间内难以缓解。国际市场行情一路上扬再次带来了出口预期和稳定的价格支撑。市场整体仍是利多乏空，即使下游心态转变，也再难做低市场价格。本轮心态与价格的博弈，价格恐占上风，预计后市稳中看涨。
表1 不同脉冲频率下的输出电压幅值与相对灵敏度
f/kHzUo1/mVS1/%Uo2/mVS2/%32274.7860.3272120.44233356.7390.4242720.56734465.4490.5543240.67535600.7910.7153760.78336740.1640.8814320.90037829.8650.9874680.97538840.4351.0004801.00039794.1350.9454560.95040716.5020.8524160.86741625.1400.7443720.77542533.0080.6343280.68343448.5750.5342960.61744375.9440.6852680.558
根据表1中的数据，利用Matlab软件绘出频率—相对灵敏度的曲线对比，如图2所示。
图2 频率与相对灵敏度曲线对比
由图2可知，实验曲线与仿真曲线、理论曲线的变化趋势一致。当f<f0时传感器的灵敏度随着频率的增加而升高；f=f0=38 kHz时，传感器的灵敏度最高；当f>f0时传感器的灵敏度随着频率增加而降低。
2 传感器应用
2.1 新型对射式红外光电开关传感器设计
在传统红外光电传感器的基础上增加了灵敏度调节按钮构成一键调节式红外光电传感器，包括发射器、接收器、信号处理电路、控制电路和灵敏度调节按钮。发射器选用红外发射二极管，本文选用中心频率f0=38 kHz的集成化的红外接收模(infrared receiver module,IRM)组作为接收器,包括接收电路、带通放大电路和比较电路，IRM对输入信号具有滤波、选频和放大等作用。
大纲告知所有学生任课教师会在课程预定时间内按时上课，要求学生在教师开课前已在教室等候并保质保量完成课前预习任务，准备参与课堂讨论。迟到者对于整个学习环境是一种干扰，迟到或早退者至少扣三分，三次迟到或早退相当于一次缺席。对于测试时迟到的学生，不允许其参加测试，直接记零分。
如图3所示，U1为单片机系统， P 3.3口发出脉冲驱动信号驱动二极管L1发出红外调制脉冲光，接收电路接收红外光并将其转换为电信号，经IRM内的窄带放大电路处理，比较后将输出结果发送至P 3.0进行临界抖动检测，由单片机判断监测范围内是否存在物体。P 3.4连接按键K1，通过软件调节频率实现“一键式”灵敏度控制。
图3 对射式红外开关传感器原理
2.2 频率对灵敏度影响的实验
对上述传感器进行了实际测量实验，令f=f0=38 kHz时的最大检测距离为Lm，取S=L/Lm为相对灵敏度。测量结果如表2所示。
表2 不同频率下的相对灵敏度
频率f/kHz输出电压Uo/mV灵敏度S/%频率f/kHz输出电压Uo/mV灵敏度S/%32.024.60.39238.561.50.97932.528.00.44639.059.00.93933.031.40.50039.555.70.88733.534.50.54940.052.00.82834.037.60.59940.548.60.77434.540.80.65041.045.30.72135.044.60.71041.542.40.67535.548.20.76742.039.70.63236.052.00.82842.537.40.59636.556.40.89843.035.00.55737.059.60.94943.533.00.52537.562.20.99044.030.90.49238.062.81.000
根据表2数据，画出脉冲频率和相对灵敏度关系曲线，如图4所示。由实验曲线可知，脉冲频率在f<f0范围内逐渐增大时，传感器的检测距离也逐渐变远，灵敏度升高；频率f=f0时，传感器的检测距离最远，灵敏度最高；脉冲频率在f>f0范围内逐渐增大时，传感器的检测距离逐渐减小，灵敏度降低。
但最早引入并非一帆风顺——医院员工及管理层对精益的陌生、困惑，到目标承担的任务性、机械性和对战略理解的差异性大；精益与医疗结合无经验可借鉴，医疗行业的特殊性，以及同时段内中国医院普遍爆发式求规模增长的逆精益环境等，都是精益医疗铺开曾一度面临的难题。
图4 频率与相对灵敏度的实验曲线
2.3 实验结论讨论
1) 理论曲线、仿真曲线、实验曲线在f=f0左、右区域的变化不完全对称，比较可知f>f0时的灵敏度比较大，原因是:脉冲信号的倍频信号在实验中无法被完全消除，存在干扰信号的叠加，增大了输出信号的幅值。
2) 传感器设计中实验曲线与其余3条曲线虽然走势相同但曲线有差异，原因是：新型传感器设计中采用接收器的内部电路与其余3个不同，其次与反射光的强弱、发射管工作电流、检测距离、光信号发射角度、反射面材料、环境光照等因素相关。实验环境中的可见光对实验有一定的影响，一般选择在室内或有遮挡的环境下使用[7]。因此,实验在室内无日光灯条件下进行，为了减少环境光的影响，可以采用调制光进行测量[8]。
3 结 论
当f<f0时，传感器的灵敏度随着频率的增大逐渐升高；当f=f0时，传感器的相对灵敏度最高；当f>f0时，传感器的灵敏度随着频率的增大逐渐降低。 据此，可以通过调节脉冲频率来调整超声传感器的灵敏度。经过一系列理论推导、电路仿真和实验分析可知，f<f0频率段的曲线线性度比较高，可调范围大，所以,实际应用中脉冲频率选择在f<f0的范围内比较适合。
