Учебное пособие 800670

Литература

1.Неметаллические материалы [Текст]: учеб. пособие для вузов / А. В. Чернышов. - Воронеж, 2000. – 80 с.

2.Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппа-ратуры [Текст] / под ред. А.П. Достанко. - М.: Радио и связь. 2001. - 623с.

3.Березняк, А. П. Электронные компоненты [Текст] / А.П. Березняк. - Воронеж.: Арго, 2000. - № 24. – 26 с.

4. Методические указания по курсу «Организация и планирование радиотехнического производства. Управление радиотехническим предприятием» для студентов специальностей 200700 «Радиотехника» и 200800 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» всех форм обучения [Текст] / И. Г. Орлова, Б. Г. Преображенский. - Воронеж, 1999. - 27 с.

Воронежский государственный технический университет

181

УДК 621.9

В.В. Вереитин, М.Г. Хламов

АНАЛОГОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Основным элементом тепловизора является фотоприемник. Его расчет является важнейшей частью в проектировке и дальнейшем создании полноценного прибора. В качестве фотоприемника выбирается пироэлектрический датчик. Ниже приведен расчет и сравнение зависимостей. Показана расчетная схема оценки величины потока излучения поступающего на один пиксель. Расчет приведен для устройства, используемого в диагностике холодильных камер. На основе приведенного расчета автором предлагается более простой способ выбора фотоприемника для проектирования полноценного устройства контроля притока тепла

Для бесконтактного метода, предназначенного для определения значения температуры и превращения ее в визуальную картину распределения тепловых полей по поверхности объекта, необходимо использовать матричный фотоприемник. В качестве базового выбираем IRA-E420QW1. Его параметры: Диапазон длин волн - от 0,4 до 25 мкм; Количество каналов 1024 шт; Вольтовая чувствительность одного канала 0,4 В / Вт; Порог чувствительности по мощности -0,5 не более 6 * 10-6 В / Гц; Порог чувствительности по энергии - 0,5 не более 6 * 10-6 Дж / Гц.

Модель измерения низких температур, включает в себя оценку удельной спектральной плотности абсолютно черного тела

:

t=-20 0С, =0 – 25 мкм, Тфчт(t)= t+ 273, С1=3,74*104 Вт*см2, C2=1,438*104:

Учет излучения реального объекта осуществляется с использованием коэффициента излучения реального объекта –

:

182

Плотность потока излучения объекта:

183

Рис. 2. Пространственные характеристики проецируются на один пиксель

Согласно техническому заданию параметры принимают значения: расстояние до объекта L1=2м, угол обзора 32 :

радиус зоны изображения:

линейный горизонтальный размер в области отображения:

вертикальный:

184

Рис. 3. Математическая модель объекта для выполнения расчета стенки камеры

Параметры объекта отображаются на одном пикселе:

Размер на объекте:

Размер на пиксели:

координаты центра:

185

Элементарная площадь при интегрировании: dx, dy – элементарные отрезки:

Элементарный поток излучается поверхностью dS:

Расстояние от центра площади dS к линзы:

Телесный угол в котором оптическое излучение вводится в

линзу:

Согласно предшествующего формул элементарный поток выражается через координаты х, у (местоположение dS):

186

Рис. 4. Расчетная схема оценки величины потока излучения поступает в 1 пиксель

Координаты объекта отображаются на одном пикселе:

, ,

,

В качестве материала оптического компонента избрана искусственно кристаллизованная бромистая медь (CuBr) с оптическими параметрами:

Коэффициент преломления:n10=1,65;

Коэффициент отражения:

187

;

Коэффициент пропускания:

Расчетное значение величины потока поступает в линзу и поступает в фотоприемник:

Чувствительность фотоприемника:

Su=1000;

Коэффициент полинома расчета спектральной чувствительности:

188

Его спектральная характеристика рассчитана полиномом:

189

Коэффициент спектрального согласия:

sсинт=0,604;

Интегральная чувствительность фотоприемника к сигналу:

Величина выходного напряжения пироэлектрического фотоприемника (Амплитуда переменной составляющей выходного сигнала):

;

Величина амплитуды выходного сигнала в зависимости от температуры

190