光纤液位测量：CCD与CMOS图像传感器的应用解析

第十章（下）光电传感器主要探讨了光纤液位测量中的关键组件——光电传感器的应用技术，包括CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器。这部分内容深入讲解了这些传感器的工作原理和特性。 首先，CCD图像传感器作为核心部分，其工作原理涉及光敏元（MOS电容器）的设计，它通过捕捉光信号并将其转化为电信号存储。在积分时间内，光敏元根据光照强度积累电荷，然后在转移栅的控制下逐个转移到移位寄存器，形成连续的视频信号。这种传感器具有高集成度、高分辨率和宽动态范围的优点，广泛应用于军事、卫星、医疗、天文、图像识别和工业显微镜等领域。 相比之下，CMOS传感器则因其较低的成本、低功耗、快速响应和大感光面积而受到青睐，特别适用于视频设备、照相机和监视器等消费电子产品。尽管它的性能稍逊于CCD，但在特定应用场景下，如实时视频处理，CMOS显示出优势。 课程还区分了CCD和CMOS的不同类型，如线阵和面阵设计。线阵适合一维光强检测，而面阵则适用于二维图像采集，如数码照相机。此外，还提到了彩色CCD，它能够捕捉和再现逼真的色彩信息。 第十章（下）的光电传感器内容涵盖了从基本原理到实际应用的全面讨论，旨在帮助读者理解这两种重要传感器如何在工业检测和自动控制系统中发挥作用，并掌握它们在不同场景下的选择和优化策略。通过学习这一章节，学生和专业人士可以深化对现代光学检测技术的理解，提升其在相关领域的实践能力。