,-----3 ip,

О-OB С-5,чД ц 2ПмА

- О ЫА

В га

Рис. 13.24. Принципиальная электрическая с.че.ма ПЧД-121 ПЧД-131-Х2-ЛГодкТ в, - фотодиод; I - ка; Xразъем РС-Т;

Г р1тровГс%::1ь :ё преобразователей

Рис. 13.26. Блок-схема пирометра Смотрин -

блок питания БП; 15 - измерительный преобразователь ПВЬ ~ электронный самопишущий автоматический потенциометр

ратуру которого необходимо контролировать, направляется через модулятор на приемник излучения первичного ПП. Приемник излучения служит для преобразования импульсов яркости монохроматических излучений L (Х]Т), L (кТ) в пропорциональные им импульсы напряжения iVi и Ut практически прямоугольной формы С нагрузки приемного элемента

О- 100 мВ

О-IB

0-fOB

- О ЮОмВ I

-0-ЮОмВ 0-5МА И-20/1 А

о ЮОмВ

OWOmSI

о-10 в о5м А 20мА

Рис. 13.27. Блок-схема пирометрических преобразователей и пиро- метров Веселка-4 , Веселка-5 и Веселка-6 :

/ - пирометрический преобразователь; 2 - промежуточный преобразователь; 3 - преобразователь измерительный ПВ-2! 4 - электронный самопишущий потенциометр

импульсы напряжения Ui и поступают на вход предварительного усилителя. Последний служит для усиления как по амплитуде, так и по мощности импульсов напряжения f/, и U.

Эта ступень усиления необходима для уменьщения возможеюсти прохождения шумов из первичного ПП на вход промежуточного преобразова-

Рис. 13.28, Блок схе.ма ниро.метра, Веселка :

И - излучение от объекта; / - оптическая система; 2 - модулятор; 3 - приемник излучения; 4 ~ предусилитель; 5 - пирометрический преобразователь; * - блок нормирования; 7 - блок логарифмирования; 8 - промежуточный преобразователь; .9 - электронный самопишущий автоматический потенциометр; 10 - измерительный преобразователь ПВ-2 .

теля, в котором импульсы поступают на вход блока нормирования, а с выхода последнего - на вход блока логарифмирования. Блок логарифмиро-

вания реализует передаточную функцию U ==

- + С и обес-

печивает линейный выходной сигнал 0...1 В, который поступает на вход измерительного преобразователя (ПВ-2). Через делитель напряжения линейный выходной сигнал 0...100 мВ используется для подключения к

0,2 0,3 Ofi qs OJ Ifi 2 3 it 5 7 10 15 20 30А,мии

Рис. 13.29. Зависимость коэффициента пропускания т раз.тичных материалов для лииз, окошек н фильтров от длины волны X:

1 - оптическое стекло толщиной 2 мм; >. = 0,35...2,9; 2 - плавленый кварц (SiOj) толщиной 1 мм; X- 0.3. .4,.5; S - сапфир (AI2O3) толщиной 2,5 мм; X = = 0,25. ,5,5; 4 - фторид лития (LiF.J толщиной 2,5 мм; К - 0,3...7; 5 -флюорит (CaFj) толщиной 2 мм; Я. = 0,3 ,10; Л - сервофракс (AS2S3) толщиной 2 мм; X = 0.6., 12: 7 - KRSb (TiBi- или TiJ. твердый раствор), X = 0,6. .40; 8 -кремний толщиной 2.5 мм; X = 1...15. 9 - фосфид индия (1пР); X = 1...14; 10 -германий толщиной 2 мм; X - 2,..20; - арсенид ипдня (InAs); X - 4...15; 12 - антимонид индия (InSb): X = 8.. 36; 13 - бромид калия (КВг) толщиной 10 мм; к = 0,25...40

потенциометру типа КСП2. Измерительный преобразователь преобразует линейный сигнал 0...1 В в унифицированные выходные сигналы ГСП: 0...5 м,\, 4 ,20 мА, О . 10 В н обеспечиваег возможность запоминания максимальной

измеряемой температу-

0,0001

Ц5 0,д 0,7А,тм

Рис. 13.30. Зависимость коэффициента пропускания интерференционного полосового фильтра (/) и двойного полосового фильтра (2) от длины волны иакс ~ 055 мкм; ПВ - полуширина полосы пропускания фильтра

Оптические элементы и приемники излучения комплекса АПИР-С.

Оптическая спстека, применяемая в ПП ко.мплекса АПИР-С, в основ-по.м л;п!-;овая, только у преобразователя полного излучения типа Г1Г1Т-142 - зеркальная.

Линзы ПП, применяемых для измерения температуры выше 800°С, изготоп.тяют из стекла марки К8, пропускающего излучение 0,4... ...2,5 мкм; линзы ПП, применяемых для измерения температуры выше 400 °С,- из кварца марки КИ, пропускающего излучение 0,4..;4 мкм; линзы ПП, применяемых для измерения температуры от 50 °С, изготовляют из флюорита и защищают лавсановой пленкой, которая, как и флюорит, пропускает излучение в диапазоне 0,4...14 мкм.

На рис. 13.29 показаны зависимости коэффициента пропускания раз личных материалов от длины волны. С помощью специального напыленного нросвегляющего слоя можно уменьшить отражение от линз и тем самым повысить их пропускание. Для предохранения линз или зеркал от загрязнения и химического воздействия, а также для исключения погреш-

иостн измерения рефлекторных пирометров (ППТ- 42), возникающей в результате воздействия на приемник излучения потоков воздуха, входные отверстия ПП закрывают прозрачными окнами.

Интерференционный фильтр характеризуется узкой полосой пропускания, которая может практически располагаться в любой части спектра - от видимой до инфракрасной. Он представляет собой последовательно напыленный на стеклянную полированную поверхность металлический полупрозрачный слой, прозрачный промежуточный слой из неметалла (кварц, криолит, флюорнт) и металлический слой. Вместо металлического слоя могут быть использованы слои из веществ с большим коэффициентом преломления, например, из диоксида титана или сульфида мышьяка. Напыленные слои закрываются еще одним защитным стеклом. При склеивании двух одинаковых фильтров получают двойной фильтр. Такие фильтры обладают почти постоянным коэффициентом пропускания в очень узкой полосе волн (рис. 13.30). Основными характеристиками интерференционных фильтров являются длина волны максимума пропускания, максимальный коэффициент пропускания и ширина половины полосы пропускания фильтра, прн которой коэффициент пропускания равен T ag/2 - мере спектральной ширины полосы пропускания фильтра.

В качестве тепловых приемников излучения используются термобатареи и болометры. Они юстаточно чувствительны во всем инфракрасном диапазоне длин волн (0,75... 1000 мкм) независимо от длины волны излучения. Недостатком их является относительно большая инерционность.

В фотоэлектрических приемниках поглощенная фотоэлементом энергия излучения вследствие внешнего фотоэлектрического эффекта выбивает

О,? Oif Ifi 08 1,0 А,мнм

f о I о

Ш О N О

0.5 t

Рис. 13.31. Зависимость относительной спектральной чувствительности

S () = S (X)/S {Х) фотоэлектрических приемников излучения от X:

а - приемник излучения с внен1ним фотоэффектом (/ - фотоэлемент с катодом из оксида цезия S -1; макс ~ 0,7.,.0,9; 2 -

оксида цез фотоэлемент с цезия S- 4; Я-макс

макс

катодом из антимонида 0,35,..0.45; 3 - фо-

тоумножитель прн Я-макс = 38 н -макс = 0,8; 4 - фотоумножитель при 22 С; макс = 0,38...0,50; 5 - фотоумножитель при минус 55 С; Хцацс = 0,38, ,0,47); б - приемник с анутреииим фотоэффектом

№ Приемник Л ?

кривой излучения - абсциссы

1 Селеновый фотоэлемент I

2 Фоторезистор CdS I

3 Кремниевый фотоэлемент:

меньший р-слой I

больший р-слой I

4 Германиевый фотоэлемент П

5 Фотоэлемент PbS II

6 Фотоэлемент InSb (20 °С) III

7 Фотоэлемент InSb (77 К) III

8 Фотоэлемент InAs (20 °С) II

9 Фотоэлемент из германия, легированного ртутью IV

10 Фоторезистор

PbSn - Те (77 К) IV

макс мкм

о,55 .0,63 0,51...0,64

0,5 ,1,0 0,8,.,11

1,4,.,1,55 2.0,.,2,5

6,0,..6,3

3,2 ,3,6

10 ,12 12

Таблиц a 13.12. Характеристики приемников излучения

Напряжение шумов, мкВ

Кремниевый фотодиод

Ф 0,4 ...1,3

шах = 0,9

- -60...+60

; 1;

/ = 80 °С

Интегральная: 8 10- мкА/ лк

Фоторезистор ФР-СС-138 Ф (на основе сульфида свинца с германиевым окном)

Фоторезистор СФИ-12 (на Ф основе селенида свинца с иммерсионной линзой)

1,8 ...3,0

Ks. = 2,2

2,5 ...4,0

±0,3

max = 3,6±

-60...+60

(кратковременно)

-60...+35

0,05 < < < 1.3 10-° ; < 1700 В/Вт (0,2..,0,3) X < 1,5 при f=400 Гц при /=400 Гц, X IQ-

А/=1 Гц /=300 °С

0,03<R <0,4

< 300 В/Вт при /= 1200 Гц, Т = 300 К

30 10-

Пироэлектрический приемник МГ-30

2 ...20

с германиевым окном

-45...+55

, = 50 Ом < 3 10- ; < 1000 В/Вт

при /=300 °С при /=250 Гц,

/=400 Гц /=300 °С А/=1 Гц

Мультищелочной вакуум- Ф 0,36...0,85

ный фотоэлемент Ф15

п,ах = 0.43

Малошумящий германиевый Ф (1,4 ...2,0 фотодиод ФД-93-111

015 мм 10... 50

-60...+50

7 <10-

/да<10; при /=50 °С 80

150 мкА/лм

>17 мкА/лм 1,2 . 10

Вакуумный фоторезистор ФСВ/16АН на основе сульфида свинца

1,0 ...3,2

тах = 2.5

Примечание; Ф - фотоэлектрический; Т - тепловой.

-60...+40

Km =5

1 10- при /=300 °С

500 В/Вт