- •1 Аналіз технічного завдання
- •2 Огляд і аналіз аналогів об'єкта проектування
- •2.1 Волоконно-оптичний зондовий термометр
- •2.2 Optitherm® III інфрачервоний термометр Pyrometer Instrument Company
- •3 Проектно-конструкторський розділ
- •3.1 Коефіцієнт термочутливості аморфних матеріалів
- •3.2 Розрахунок коефіцієнта термочутливості тче на основі стекол системи As-Se.
- •3.3 Розрахунок струму фотоприймача
- •3.4 Аналіз впливу нестабільності товщини на точність вимірювання температури
- •3.5 Структурна схема волоконно-оптичного термометра
- •3.6 Базові розрахунки по принциповій електричній схемі
- •3.6.1 Перетворювач струм-напруга
- •3.6.2 Диференціальний підсилювач
- •3.7 Обґрунтування вибору матеріалів для виготовлення основних вузлів приладу
- •3.7.1 Обґрунтування вибору матеріалів
- •3.7.2 Технічні властивості пластмас
- •3.7.3 Способи виготовлення деталей із пластмас:
- •3.7.4 Основні вимоги до конструкцій деталей із пластмас
- •5 Економічний розділ
- •5.1 Економічна характеристика проектного виробу
- •5.2 Визначення комплексного показника якості
- •5.3 Визначення показників економічної ефективності проектованих рішень
- •5.3.1. Умови економічної ефективності
- •5.3.2. Визначення собівартості і ціни спроектованого пристрою
- •5.3.3. Визначення економічного ефекту в сфері експлуатації
- •Висновки
- •Перелік посилань
- •СНиП 11-4-79. Естественное и искусственное освещение.
- •Пояснювальна записка
3.2 Розрахунок коефіцієнта термочутливості тче на основі стекол системи As-Se.
Матеріал термочутливого елемента ВОТ стекла системи
As-Se, основні параметри яких приведені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1. Основні параметри стекол системи As-Se
Склад |
n,
|
|
|
|
|
W,еВ |
|
2,2993 |
4,6 |
-3,60 |
1,90 |
1,814 |
0,055 |
|
2,298 |
4,7 |
-3,50 |
1,85 |
1,801 |
0,054 |
|
2,751 |
5,0 |
-3,40 |
1,80 |
1,792 |
0,051 |
|
2,773 |
5,2 |
-3,20 |
1,70 |
1,773 |
0,048 |
|
2,609 |
-4,2 |
-3,80 |
1,90 |
1,810 |
0,059 |
|
2,517 |
-4,9 |
-4,10 |
2,0 |
1,823 |
0,062 |
В результаті досліджень були розраховані залежності відносної зміни пропускання від температури для стекол системи As-Se при різних довжинах хвиль (рис.3.1):
а)
б)
в)
Рис.3.1.
Залежність відносної зміни пропускання
від температури для різних складів ТЧЕ
товщиною 1 см. а) при довжині хвилі
;
б) при довжині хвилі
в) при довжині хвилі
.
3.3 Розрахунок струму фотоприймача
При відомих інтегральних
чутливості
та
потужності
випромінювання, яка попадає на фотодіод,
величина фотоструму рівна[8]:
,
(3.13)
де індекс «р» - реальне джерело.
Якщо фотодіоди нормуються по еталонному джерелу і в довідниках приводяться параметри і характеристики для заданих умов, то необхідно здійснити перехід.
Чутливість для еталонного джерела:
,
(3.14)
де
– спектральна густина потоку випромінювання
АЧТ;
індекс «Е» - еталонне джерело; «а» - абсолютні одиниці(енергетичні);
-
область спектральної чутливості
приймача.
Спектральну чутливість
виразимо
через відносну (індекс «в»):
(3.15)
Тоді інтегральна чутливість від еталонного джерела:
(3.16)
Тобто задача зводиться до визначення інтегральних чутливостей та потужності випромінювання , яка падає на фотоприймач:
, (3.17)
де
діапазон спектру випромінювання;
- потужність випромінювання
світлодіода ([Вт]);
За умови, що
з (3.16) знаходимо
(3.18)
і при підстановці в (3.17) одержуємо кінцевий вираз для обчислення :
(3.19)
Або з врахуванням того, що :
(3.20)
(3.21)
Таким чином струм фотодіода знаходиться:
(3.22)
Рис.3.2 Результати розрахунків температурних залежностей фотоструму
В якості джерела випромінювання нами вибрано випромінювальний діод АЛ135А, параметри якого приведені в [9], приймач випромінювання -фотодіод ФДЛ-119А [10]. Джерело та приймач випромінювання призначені для використання в волоконно-оптичних системах зв’язку і випускаються з оптичними розємами. Результати розрахунків температурних залежностей фотоструму приведено на рис.3.2

,К-1
,еВІК
,еВІК
,еВ