Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

otd

.pdf
Скачиваний:
63
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
9.99 Mб
Скачать

Типичный импульсный сигнал АЭ

Основные параметры АЭ:

Число импульсов NΣ – число зарегистрированных импульсов АЭ за интервал времени наблюдения;

Суммарный счет N – число зарегистрированных превышений импульсами АЭ установленного уровня (порога) за интервал времени наблюдения;

Активность

N отношение суммарного счета к интервалу времени

 

 

наблюдения;

Амплитуда U – сигнала АЭ

 

N

U, N

 

 

 

U

σост 0 σу σТ σв σ

Зависимость активности

и амплитуды U

 

АЭ от

сигналовN

приложенного напряжения σ

 

 

 

Эффект Кайзера: Характерной особенностью АЭ является быстрое уменьшение числа импульсов АЭ и их амплитуд при последующих нагруженных. Это явление называется эффектом Кайзера. Кратко эффект Кайзера можно сформулировать как явление невоспроизводимости АЭ при повторном нагружении вплоть до максимальной нагрузки предшествующего нагружения.

6

Структурная схема аппаратуры для контроля методом АЭ :

1 – преобразователь; 2 – предварительный усилитель; 3 – фильтр; 4 - амплитудно-частотный усилитель; 5 – блок обработки сигналов; 6 – блок определения координат дефекта.

7.12. Оптико-электронные преобразователи

7.12.1 Общие сведения об оптико-электронные приборах

Часто проводят аналогию между датчиками, преобразователями и органами чувств человека, хотя полной аналогии быть не может. Технические системы могут получать и анализировать информацию недоступную человеческому ощущению (ультразвук, инфракрасное

излучение, рентгеновское излучение, радиоволны и т. п.).

Следует отметить, что 90,6% всей информации о внешней

среде человек получает с помощью зрения.

Оптико-электронные системы измерений (ОЭСИ) находят все более широкое применение в различных областях техники, в том числе, в области автоматизированного контроля и технической диагностики вагонов.

 

Среда

 

 

 

 

 

распространения

 

 

 

 

 

излучения

 

 

 

 

 

 

Приемная

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник

 

Исследуе

 

 

Приемник

 

 

оптическая

 

излучения

 

мый

 

 

излучения

 

 

система

 

 

 

объект

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аппаратура

обработки

сигналов

Фон

Помехи

 

Регистратор

Рис. 7.14. Структура ОЭСИ

7.12.2. Основные параметры оптического излучения.

Распределение энергии излучения в зависимости от длины волны называется спектром излучения. Весь спектр излучения электромагнитных волн условно делится на следующие диапазоны: рентгеновский диапазон,

длина волны = 10-5мкм 10-3 мкм ; оптический диапазон, длина волны =10 3 мкм 1 мм; радиодиапазон, радиоволны длиной = 1мм 10000м.

Оптический диапазон по сравнению с другими диапазонами излучения электромагнитных волн имеет ряд особенностей: возможность повысить угловое расширение, уменьшить габариты и массу аппаратуры, значительно повысить информативную емкость сигнала. Недостаток – большие потери в среде распространения.

Оптический спектр электромагнитных колебаний в свою очередь подразделяется на области:

ультрафиолетового УФ излучения, = 10-3 0,4 мкм; светового (видимого) излучения, = 0,4 мкм 0,76 мкм и инфракрасного ИК излучения, = 0,76 мкм 1мм

Весь спектр оптического излучения определяется энергетическими величинами.

Основной энергетический параметр оптического излучения – поток излучения Фе – средняя мощность, переносимая оптическим

излучением за время, значительно большее периода электромагнитных колебаний.

Источник излучения характеризуется спектральным распределением потока излучения. В каждом интервале длины волны d имеем мощность оптического излучения Фе( ), тогда поток источника излучения будет равен

е

 

 

е

 

 

 

( )d

Ф

 

Ф

 

 

0

 

 

.

(7.12.)

Световое излучение, то есть излучение, видимое человеческим глазом, характеризуется фотометрическими величинами.

Поток излучения Фе, измеряется в Вт, а световой поток Фv – в люменах, лм

Энергетические и фотометрические параметры

Поток излучения, Вт

 

 

Ôå

Ôå ( )d

 

0

Световой поток, лм

0,76

 

Ôv

Ôv Ê Ôå d

Ê

Ôå

0,4

 

(К спектральная световая эффективность)

Сила излучения, Вт/ср

 

 

I

 

 

 

å

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

å

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì 2

 

 

Облученность, Вт/

 

 

 

E

 

 

 

å

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

å

 

 

 

dA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ie cos

 

 

 

 

 

β

Ee

 

 

 

 

dA2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила света, кандела = лм/ср

S= r2

 

v

Iv

 

d

 

 

Освещенность, люкс = лм/ì 2

E

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

v

 

dA

 

 

 

 

2

 

 

 

 

l

 

I v cos

E

 

v

 

l 2

 

 

 

Источники оптического излучения

Источники излучения с непрерывным спектром – тепловые (излучение в результате теплового возбуждения частиц вещества – атомов, молекул, ионов, которое происходит хаотично, несогласованно по времени, фазе и по направлению)

Источники излучения с полосовым и линейчатым спектрами:

люминесцентные излучатели; светодиоды СИД; лазеры.

Фе,% V

 

 

 

 

Фе относительная спектральная плотность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V - относительная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спектральная

 

 

 

 

 

 

Фел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чувствительность глаза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фсид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Светоизлучающий диод (светодиод). Принцип работы светодиода основан на том, что при прямом включении происходит инжекция электронов из высокоэнергетической зоны

проводимости (n-область) через запрещенную зону шириной W на

низкоэнергетическую валентную зону (р-область), при этом выделяется фотон, энергия которого равна приблизительно ширине запрещенной зоны W (в электронвольтах). Длина волны излучения светодиода

 

мкм,

 

W

h – постоянная Планка (6,626 10-34, Дж с); с – скорость распространения излучения, м/с.

 

W

h

n-область

 

(7.21)

W

р-область

Рис. 7.17. Принцип работы светодиода

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]