2. Устройство и принцип действия измерительного преобразователя пи- 7

ПИ-7 предназначен для преобразования средней мощности лазерного излучения в электрический сигнал измерительной информации при следующих характеристиках излучения на входе: диапазон мощности (10 мкВт - 1 Вт), спектральный диапазон (0.4 – 120) мкм, максимальная плотность мощности - 50 Вт/см², диаметр пучка излучения – не менее 4 мкм.

Преобразователь (см. рис. 1.1) представляет собой массивный блок пассивного термостата, в котором установлены два чувствительных приемных элемента, один из которых (верхний) является рабочим, другой (нижний) – компенсационным.

Ч

Рис. 1.1. Конструкция измерительного преобразователя ПИ-7: ЭН – электрический нагреватель; ТБРЭ – термобатарея рабочего элемента; ТБКЭ – компенсационного элемента; U_k – сигнал калибровки; U_l – сигнал, пропорциональный мощности лазерного излучения.

увствительный приемный элемент представляет собой приемный конус с высокой поглощающей способностью в широком спектральном диапазоне. На наружной поверхности конуса намотана обмотка нагревателя, предназначенная для электрической калибровки преобразователя. К наружной поверхности выравнивающего медного конуса приклеены термобатареи, «горячие» спаи которых расположены на наружной поверхности выравнивающего конуса, а «холодные» на массе блока. Термобатареи рабочего элемента включены навстречу термобатареям компенсационного элемента.

Работа преобразователя основана на преобразовании средней мощности лазерного излучения, падающего в приемный конус рабочего приемного элемента, в термо-ЭДС, пропорциональную мощности падающего излучения. Измеряемое излучение, попадая в приемный элемент, поглощается в нем, в результате чего происходит нагрев конуса. Тепловой поток перетекает с приемного конуса через обмотку нагревателя, выравнивающий конус с термобатарей на массу пассивного термостата. Возникшая разность температур между наружной поверхностью выравнивающего конуса и блоком термостата с помощью термобатарей преобразуется в электрический сигнал.

На передней панели ПИ-7 размещены два входных отверстия, имеющих маркировки «ПРИЕМНИК РАБОЧИЙ» и «ПРИЕМНИК КОМПЕНСАЦИОННЫЙ», закрытых защитными крышками. На боковой стенке установлены разъемы: «Щ₁» и «Щ₂» для подключения калибровочного сигнала от внешнего источника. Кроме того, на боковой стенке установлена клемма заземления. На противоположной боковой стенке расположен выделенный под шлиц потенциометр «РЕГ. ЧУВСТВИТ.» – для регулировки коэффициента преобразования ПИ-7.

3. Устройство и принцип действия измерителя средней мощности и энергии лазерного излучения имо–2н

И

Рис. 1.2. Устройство измерительной головки ИМО-2Н: РЭ – рабочий элемент; КЭ – компенсационный элемент; ЭН – электрический нагреватель; U₁ – сигнал, пропорциональный мощности лазерного излучения; U_k – сигнал калибровки.

МО–2Н является сдвоенным калориметром с конусным приемным преобразователем. Принцип работы прибора состоит в преобразовании энергии лазерного излучения в тепловую и измерении выходного сигнала, пропорционального значению теплового потока, протекающего через термобатарею, расположенную между приемным преобразователем и оболочкой калориметра.

Прибор состоит из измерительной головки и измерительного блока. Измерительная головка содержит две одинаковые калориметрические секции, помещенные в массивную оболочку, находящуюся внутри пассивного термостата, образованного толстостенным медным корпусом и кожухом измерительной головки (см. рис. 1.2). Приемные элементы аналогичны приемным элементам ПИ–7.

Измерительный блок содержит стабильный усилитель постоянного тока для усиления сигнала с выхода термопреобразователя, стабилизированный источник постоянного напряжения для проверки сохранности градуировочной характеристики прибора в процессе эксплуатации, цепи коммутации и регулировки коэффициента усиления и аналоговое отсчетное устройство. Для расширения верхнего предела измерения мощности непрерывного лазерного излучения до 100 Вт в комплект прибора включен секторный ослабитель со сменными дисками.