otd

Оптрон – прибор, в котором источник излучения и приемник имеют между собой оптическую связь и конструктивно объединены в единый прибор. В источнике излучения электрические сигналы преобразуются в оптические, которые воздействуют на фотоприемник и создают в нем снова электрические сигналы. Таким образом, связь между входом и выходом осуществляется оптическими сигналами. Цепь излучателя является управляющей, а цепь фотоприемника – управляемой. Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник, то его называют оптопарой. Оптроны имеют ряд существенных особенностей: отсутствие электрической связи между входом и выходом; широкая полоса частот до нескольких кГц; возможность управления выходным сигналом путем воздействия на оптический канал; высокая помехозащищенность оптического канала от внешних электромагнитных полей. Конструктивно оптроны выполняются с закрытым или открытым оптическим каналом, как показано на рис. 7.26.

Рис. 7.26. Оптопары с закрытым оптическим каналом, а), с воздушным зазором, б) и с отражением от объекта, в): 1 – корпус; 2 – излучатель; 3 – фотоприемник;

4 - оптический канал; 5 – объект

Воптронах с закрытым каналом (рис. 7.26, а) передающей средой могут быть воздушный или газовый промежуток, стекло, полимерный оптический лак и волоконные световоды. С помощью волоконного световода можно разместить приемник на значительном расстоянии от излучателя.

Особую конструкцию имеют оптопары с открытым оптическим каналом. Как вариант, между излучателем и приемником имеется воздушный зазор, в котором может перемещаться объект, управляя потоком излучения (рис. 7.26, б).

Вдругом варианте оптопары с открытым каналом световой поток излучателя попадает на фотоприемник, отражаясь от объекта, что позволяет определять положение объекта или идентифицировать (определять, различать) объект по каким либо признакам.

Многоэлементные приемники излучения можно разделить на

приемники с полной электрической развязкой отдельных чувствительных элементов – фоточувствительные координатные приемники излучения (ФКПИ) и на приемники с внутренними электрическими связями – фоточувствительные приборы с зарядовой связью (ФПЗС). КПИ позволяют осуществить произвольную координатную выборку отдельных элементов. Размеры отдельного элемента составляют несколько десятков микрометров, а их число может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч. Частота считывания сигнала достигает 1кГц.

В ФПЗС при подаче на них определенной последовательности тактовых импульсов осуществляется управляемое перемещение зарядов, накопленных под действием локального облучения, вдоль полупроводниковой подложки и формируется видеосигнал. Число элементов в линейке или по стороне ФПЗС матрицы (пикселей) может составлять 512, 1024, 2048 элементов размером 8 8 мкм,. Тактовая частота считывания 20 МГц. ФПЗС можно определить как преобразователь света в пространстве в электрическое напряжение во времени.

Более совершенными являются фоточувствительные приборы с зарядовой инжекцией (ФПЗИ). Фоточувствительный прибор с переносом заряда, в котором перемещение зарядового пакета происходит внутри фоточувствительного элемента с последующей инжекцией в подложку или в области стока заряда.

Техника оптоэлектронных приборов непрерывно развивается быстрыми темпами и весьма перспективна для целей технической диагностики.

Координатная линейка ФД1604, активная площадь ячейки 1,2х4мм — 16шт

7.13. Метод триангуляции

Самым универсальным методом, используемым в оптоэлектронных приборах контроля технического состояния объекта по геометрическим признакам, является метод триангуляции. Этот термин означает определение координат объекта по трем точкам. В данном случае это источник излучения – облучаемый объект – приемник излучения.

Метод триангуляции позволяет измерять расстояние до точки на объекте, а поскольку процесс измерения практически безинерционный, то можно определять параметры колебаний, вибрации, сканировать профиль объекта, движущегося с высокой скоростью и т. д.

В зависимости от чистоты обработки поверхность объект может иметь три вида отражения:

Для реализации метода триангуляции поверхность объекта должна иметь диффузное или при углах облучения близких 90° – зеркально-диффузное

А1

В

1

А2

3

2

а2

4

Сущность метода иллюстрируется на рис. 7.27 и заключается в облучении перемещающегося объекта 1 лазером 2 в точках А1 и А2 и фокусировки диффузного отражения объекта через объектив 3 в точках а1 и а2 на линейку или ПЗС матрицу 4. Смещение центра изображения пятна излучения по поверхности линейной фотодиодной

матрицы в соответствует изменению расстояния до поверхности объекта В.

Система контроля качества рельсов

Оптическое волокно состоит из внутреннего слоя с высоким показателем преломления (сердечника), наружного слоя с низким показателем преломления и защитной оболочки. Свет распространяется во внутреннем слое, претерпевая полное внутреннее отражение на границе слоев.

В одномодовых волокнах (рис. 2, а) с тонким (7-9 мкм) сердечником реализуется режим распространения одной моды (типа световой волны).

Многомодовые волокна (рис. 2, б) с сердечником большего размера (50 мкм и более) дают возможность использовать многие типы световых волн, поскольку возможны различные оптические пути (1, 2, 3). Для передачи сигналов по магистральным линиям связи на расстояния от нескольких десятков до сотен километров используют одномодовые волокна. При передаче сигналов на расстояние до 10 км могут быть использованы многомодовые волокна.

1- ручка управления; 2 - корпус; 3 – дистальная (подвижная) часть; 4 - погружаемая часть; 5 - куляр оптического эндоскопа, 6 - диоптрийное кольцо; 7 - кабель освещения;

8 разъем кабеля;

Гибкий Эндоскоп технический серии ЭТГ Гибкий эндоскоп технический предназначен для осмотра внутренних полостей контролируемых изделий и объектов в труднодоступных местах. Гибкий эндоскоп может быть использован в промышленности, энергетике, металлургии, авиации и железнодорожном транспорте, автомобильной технике, архитектуре и других областях техники.

Эндоскоп технический серии ЭТГ представляет собой волоконно-оптический прибор Он состоит из объектива, окуляра, дистальной части, погружаемой части и корпуса. Погружаемая часть представляет собой гибкую оболочку, внутри которой уложены два волоконно-оптических жгута: один - информационный, т.е. передающий изображение, другой служит для передачи светового потока, создающего необходимый уровень освещенности исследуемого объекта.