Тепловые приемники излучения

Разработка физических принципов оптико-электронной техники и создание новых приемников излучений способствовали расширению областей ее применения. Вначале инфракрасные приборы использовали только для лабораторных исследований самого излучения. С 1870 г. астрономы стали применять приемники излучения (термоэлементы) с телескопами для оценки температуры звезд и планет по их тепловому излучению. Дальнейшее развитие тепловых приемников излучений, стимулировавшееся новыми потребностями науки и техники, привело к созданию разнообразных пиро-и радиометрических приборов, которые стали новым средством для изучения тепловых явлений. [c.379]

В качестве тепловых приемников излучения используются термобатареи и болометры. Они достаточно чувствительны во всем инфракрасном диапазоне длин волн (от 0,75 до 1000 мкм) независимо от длины волны излучения. Недостатком их является относительно большая инерционность. [c.352]

Для проведения непосредственных количественных измерений эффективности осветителей и изучения неравномерности распределения излучения накачки по поверхности активного элемента были разработаны методики, основанные на применении секционированных и мозаичных тепловых приемников излучения, форма поверхности поглотителей которых соответствовала поверхности цилиндрического или пластинчатого активного элемента [28, 107]. Достоинством этого способа является возможность исследования эффективности осветителя без существенного нарушения его геометрии, так как приемник при измерениях устанавливается на место активного элемента. [c.172]

Наряду с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками излучения используется в качестве приемника и фотографическая эмульсия, наносимая на прозрачные пленки и пластинки. Эмульсия представляет собой, например, слой желатины толщиной 10—20 мкм, в котором находятся микрокристаллы бромистого серебра. Под действием света в слое фотографической эмульсии возникают процессы, которые, будучи выявлены с помощью химической обработки, делают этот слой носителем информации об излучении, воздействующем на него. [c.24]

Чтобы учесть эти искажения, необходимо воспользоваться свойством линейности спектрального прибора Следует отметить, что линейность оптической части прибора имеет место практически всегда и может нарушаться только для излучения большой мощности. Приемно-регистрирующая система спектрального прибора может быть как линейной, так и нелинейной. Фотонные и тепловые приемники излучения с линейными усилителями могут считаться линейными системами в достаточно ши1.оком диапазоне мощностей излучения фотопластинки при большом перепаде их освещенности и приемники излучения с логарифмическим усилителем являются нелинейными устройствами. Предпочтительно, чтобы приемно-регистрирующая система в целом работала в линейном режиме. [c.334]

Система параметров тепловых приемников излучения такая же, как и у фотоэлектрических приемников излучения (фоторезисторов) и ФПУ. [c.16]

Тепловой метод контроля основан на регистрации ин-фра фасного излучения, исходящего от поверхности нагретого тела. Тепловым источником нагревают контролируемый объект. В зоне несплошности отвод теплоты происходит с иной интенсивностью по сравнению с хорошо проваренным участком шва. Возникающие температурные градиенты в несколько десятых градуса предопределяют различие в тепловом инфракрасном излучении этих участков, которое регистрируется соответствующим приемником и затем преобразуется в электрические сигналы. Этот метод позволяет выявлять как поверхностные, так и внутренние дефекты в виде расслоений, пустот, раковин и других дефектов. [c.220]

Для измерения в более длинноволновой области спектра применяются тепловые приемники последние либо изменяют свою проводимость, либо на них создается э. д. с. при нагревании падающим излучением. [c.652]

Оптическая пирометрия объединяет в себе комплекс методов, с помощью которых можно измерять температуру тела в достаточно широком интервале. Диапазон температур, измеряемых в оптической пирометрии, теоретически неограничен. Нижняя граница определяется большей частью чувствительностью приемников излучения. Большинство методов оптической пирометрии основано на измерении интенсивности излучения или поглощения исследуемого тела в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной областях спектра. Интенсивность излучения или поглощения связывается обычно с температурой при помощи законов теплового [c.146]

Источники излучения, спектр которых отличается от спектра АЧТ при данной температуре, называются селективными. В случае использования в датчиках теплового контроля селективных приемников излучения целесообразно ввести понятие об эффективном коэффициенте излучения [c.118]

Представленные в сборнике результаты расчета влияния излучения посторонних источников при тепловых методах контроля и экспериментальные данные по чувствительности приемников излучения в зависимости от температуры среды и фоновой засветки позволяют учесть влияние излучения посторонних источников при измерении температуры, когда их интенсивность в несколько раз превышает полезный сигнал. Даны результаты исследования по оптимизации магнитных свойств и кристаллической структуры железо-кобальтовых сплавов, используемых в качестве материалов для полюсных наконечников в электромагнитах с высокой однородностью поля. Рассчитана оптимальная конфигурация проводников с током для коррекции поля в электромагнитах радиоспектрометров ядерного магнитного резонанса, показана возможность изготовления системы коррекции в виде плоских проводников с током. [c.4]

ВИДИМОЙ и отчасти ультрафиолетовой областей спектра. Лишь с развитием нефтеперерабатывающей промышленности и синтеза тяжелых органических соединений спектральный анализ в инфракрасной области спектра начал постепенно приобретать все большее практическое значение. Тем не менее во второй половине XIX в. развитие термоэлектрических методов регистрации инфракрасного излучения получило толчок в связи с изучением распределения энергии в спектре, потребовавших применения измерительных приборов, не обладающих селективными свойствами. Кроме того, возможность использования тепловых приемников для определения температуры удаленных источников (звезд, планет) по их тепловому излучению, давно привлекало внимание астрономов. Начиная с 1870 г. телескоп в сочетании с термоэлектрическим приемником использовали для радиометрического определения температуры Луны и других планет [68]. [c.376]

В 70-х годах XIX в. появился новый тип приемника теплового излучения, созданный Т. А. Эдисоном и названный им тазиметром. Идея создания этого приемника излучения возникла у Эдисона во время работы над проблемами постройки различных конструкций телефонных аппаратов. [c.376]

Энергетические параметры излучения измеряются тепловыми и фотоэлектрическими методами. К тепловым относятся калориметрический, болометрический, термоэлектрический и пироэлектрический методы, позволяющие производить абсолютные измерения мощности и энергии [110].Фотоэлектрические методы основаны на применении приемников излучения, в которых [c.94]

Следует подчеркнуть, что величины ЬЕ- и Е для каждого данного тела являются функциями его собственного температурного состояния и не могут зависеть ни от индивидуальных особенностей окружающих тел, ни от температуры последних. Поэтому обе степени черноты и е относятся к категории физических констант тела, которое рассматривается как источник теплового излучения. Очевидно, сопоставление с помощью формул (7-8) и (7-9) степени черноты и коэффициента поглощения допустимо лишь при том условии, что этот коэффициент также представляет собой физическую константу, характеризующую другую сторону равновесного излучения — поведение данного тела как приемника излучения. Монохроматический коэффициент поглощения действительно является физической константой. Если данное тело облучается в интервале длин волн от >- до не абсолютно черным те- [c.194]

В кажущемся противоречии с нашим утверждением, что поправку на теплообмен излучением к а, подсчитанному без его учета, приходится вводить при крупных, а не мелких частицах, находится вывод работы [Л. 619]. Авторы пришли к заключению, что роль излучения в общем теплообмене стенки с псевдоожиженным слоем увеличивается с ростом времени экспозиции частиц у стенки и уменьшением их диаметра. Вывод этот правилен, но довольно тривиален. Его можно было бы получить из элементарных соображений об асимптотическом увеличении л при сближении температур излучателя и приемника излучения. Применение мелких частиц и больших времен экспозиции (медленной смены) частиц у излучающей стенки, конечно, способствует такому сближению. Однако подобные режимы работы соответствуют ничтожным лучистым и суммарным тепловым потокам и поэтому не применяются в обычных теплообменниках. [c.105]

Из изложенного выше следует, что коэффициент излучения зависит от природы, теплового состояния тела, а также от состояния его поверхности. Зависимость коэффициента излучения не только от физических свойств и температуры тела, а еще и от состояния его поверхности не позволяет отнести его к ч исто теплофизическим параметрам. Для опытного исследования коэффициента излучения пока еще не существует достаточно разработанных и установившихся экспериментальных методик. Применительно к твердым телам получили распространение следующие методы радиационный, калориметрический и метод регулярного режима. К недостаткам радиационного метода относится неизбежная неточность наводки приемника излучения и некоторое рассеивание лучистой энергии, падающей на спай дифференциальной термопары. Кроме того, форма образца, применяемая в этом случае, является преимущественно плоской. В калориметрическом методе также нельзя применять исследуемые образцы произвольной формы. Их форма должна допускать возможность закладки в них электрических нагревателей. При этом необходимо, чтобы утечки тепла, обусловленные концевыми потерями в образцах, были пренебрежимо малыми. К общим недостаткам обоих методов относится необходимость измерения лучистых тепловых потоков и температуры поверхности исследуемых тел. В методе регулярного режима отпадает необходимость в измерении как лучи стых тепловых потоков, так и температуры поверхности Опыт сводится лишь к определению темпа охлаждения Метод регулярного теплового режима применялся ав тором в относительном и абсолютном вариантах. В обо их случаях образцы исследуемого материала могут иметь произвольную геометрическую форму и малые размеры, [c.285]

Строгий аналитический расчет значений относительных тепловых погрешностей определения времени выравнивания температур Tg требует решения двух-трехмерной сопряженной задачи кондуктивного и радиационного теплообмена между приемником излучения (ограниченной пластиной) и окружающей его средой (воздухом, электродами и другими деталями радиометра) с учетом неравномерности пространственно-временного распределения облученности. [c.644]

Пироэлектрические детекторы мощных импульсов излучения широко используются в лазерной технике как измерители мощности и энергии излучения лазеров оптического диапазона (включая УФ и ИК). Кроме того, пироэлектрические приемники благодаря большому динамическому диапазону, сочетающемуся с рядом конструктивно-технологических преимуществ, успешно применяются в измерительной технике, в частности в виде тепловых приемников, построенных по модели абсолютно черного тела. Сводка параметров пироэлектрических измерителей излучения дается в табл. 6.2. [c.172]

Рис. 6.6. Схема пироэлектрического приемника излучений (тепловой переменный поток Ф>-изменяет Рс, индуцируя переменное напряжение)

Методы измерения энергии и мощности излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра были предметом постоянного изучения и совершенствования в течение очень многих лет [1 —11]. Появление лазеров выдвинуло ряд дополнительных проблем, а также несколько упростило дело. Упрощение связано с тем, что большинство лазеров испускает почти монохроматическое излучение. Так как частотные характеристики чувствительности большинства приемников существенно не изменяются в узких спектральных областях, проще становится проблема обработки данных. Более того, поскольку требуется измерять лишь излучение с узкой спектральной полосой становится возможным использование узкополосных фильтров в сочетании с некоторыми типами приемников. Тем самым снижается влияние ряда источников ошибок, внешних шумов и уменьшаются потери, вызванные переизлучением. Разумеется, возникают и некоторые осложнения. От лазеров можно получить значительно большие плотности энергии и мощности, чем от большинства тепловых источников света, и поэтому при работе с разными фотоприемниками нужно быть осторожным, чтобы избежать насыщения или повреждения приемников излучением. Поскольку некоторые лазеры дают крайне короткие импульсы, для измерения мгновенной мощности требуются малоинерционные приемники и связанная с ними аппаратура с соответствующим быстродействием. Для преодоления таких осложнений были затрачены большие усилия по разработке надежных методик, многие из которых мы изложим ниже. Кроме материалов, содержащихся в данной главе, мы рекомендуем читателю несколько обзоров по общепринятым методикам, опубликованным ранее [12—14]. [c.107]

При наблюдении, например, звезд глаз реагирует на свет, испущенный в направлении наблюдателя всей поверхностью звезды следовательно, в данном случае удобно говорить о силе света звезды. В фотографических приборах неважно, в каком направлении прищел свет в данную точку фотопленки и вызвал ее почернение, т. е. пленка осуществляет интегрирование энергии по углам поэтому здесь регистрируется освещенность. В приборах с фотоэлектрическими или тепловыми приемниками излучения измеряется, как правило, полный поток, попадающий на всю поверхность приемника по всем направлениям. [c.50]

Крейнес Д. Л. Измерение температур 400—900 "С на макете оптического визуального пирометра повышенной точности.— Измер. техника, 1976, № 11, с. 65—66. Кременчугский Л. С. Новые достижения в развитии пироприемников излучения.— В кн. Тепловые приемники излучения. Л. Изд-во Гос. опт. ин-та, 1974, с. 83—88. [c.447]

Для регистрации СБетовых сигналов, кроме пластинок, наиболее часто применяются тепловые и фотоэлектрические приемники. В тепловом приемнике излучение поглощается на зачерненной поверхности или в объеме соответствующей среды, а вызванное им нагревание измеряется главным образом электрическим способом [c.54]

При регистрации спектров с помощью фотоэлектрического или теплового приемника излучения электрический сигнал, вырабатываемый приемником, пропорционален лучистому потоку, проходящему через выходную щель монохроматора или полихрома-тора. [c.347]

Светосила по потоку. При регистрации спектров с помощью фотоэлектрического или теплового приемника излучения электрический сигнал, вырабатываемый приемником, пропорционален лучистому потоку, проходящему через выходную щель монохроматора или полихроматора. Если спектр источника излучения состоит из отдельных узких линий, освещение входной щели можно считать монохроматическим. Тогда лучистый поток, создающий изображение входной щели шариной з и высотой [c.349]

При измерениях 8 обычно используют тепловые приемники излучения, отличающиеся неселективносгью спектральных характеристик в широком диапазоне длин волн (обычно 0,5 - 20 мкм), например болометры, термоэлементы, пироэлектрики. [c.70]

Принцип действия тепловых приемников излучения основан на использовании тер.мического эффекта. Падающее на чувствительный эле.мепг оптическое излучение приводит к повышению его температуры и изменению параметра, от нее зависящего (сопротивления, емкости и др.), что фиксируется из.меритель-ной схемой, в которую включается чувствительный элемент. [c.16]

Этот метод предусматривает дистанционное исследование тепловых полей излучения объектов в инфракрасном диапазоне. При обследовании технического состояния металла колонных аппаратов его можно использовать для исследования напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов. Контроль возможен везде, где есть градиент температур реакторы, колонны, печи, дымовые трубы. У змеевиков трубчатых печей можно выявить места закоксова-ния, перегрева. Можно количественно оценить с точностью до 10% места повреждений кладки печи, нарушения футеровки реактора. Чувствительность теплового приемника такова, что удается зарегистрировать разницу температур поверхности 0,1°С. [c.220]

Мы пользовались до сих пор для определения величины потока и всех связанных с ним величин обычными единицами энергии и мощности, например, джоулями и ваттами. Такого рода энергетические измерения и выполняются, когда приемником для света является универсальный приемник, например, термоэлемент, действие которого основано на превращении поглощенной световой энергии в тепловую. Необходимо, однако, иметь в виду, что гораздо чаще мы используем в качестве приемников специальные аппараты, реакция которых зависит не только от энергии, приносимой светом, но также и от его спектрального состава. Такими весьма распро-страненными селективными приемниками являются фотопластинка, фотоэлемент и особенно человеческий глаз, играющий исключительно важную роль и при повседневном восприятии света, и как приемник излучения во многих оптических приборах. [c.51]

Ученый обнаружил, что тепловая радиация может быть определена по изменению электрического сопротивления элемента из прессованного угля, соединенного с приемной площадкой, на которой фокусируется тепловое излучение. Эдисон использовал тазиметр совместно с зеркальным гальванометром Томсона для определения температуры нагретых тел на расстоянии. Эдисон считал свой приемник излучения более чувствительным, чем термостолбик М. Меллони, и рекомендовал его мореплавателям для распознавания приближения ледяных гор, раньше чем они станут видимы невооруженным глазом. Однако для перехода к более широкому практическому использованию инфракрасного излучения и созданию новых оптико-электронных систем необходимо было заложить научный фундамент — физические основы оптико-электронного приборостроения. [c.377]

Возможность использования оптико-электронной техники для военных нужд ускорила ее развитие. Благодаря довольно высокому уровню развития неселективных приемников (термоэлементов и болометров) в США, Англии и Германии в начале XX в. делаются попытки использовать инфракрасное излучение в военных целях. В ходе первой мировой войны в этих странах были разработаны системы оптической связи и тепловой пеленгации. С. Гофман описал в 1919 г. одну из самых ранних оптико-электронных систем с использованием неселективного приемника излучений и гальванометра [77]. С помощью этой системы человек мог быть обнаружен на расстоянии 182 м, а самолет — на расстоянии до 1,6 км. Оптическая головка теплонеленгатора Гофмана состояла из двух отражательных зеркал и трех встречно включенных термоэлектрических приемников излучений. [c.383]

То обстоятельство, что тепловое излучение обладает свойствами равновесного излучения, уже дало нам возможность связать качественно друг с другом эффекты лучеиспускания и лучепогло-щения. Закон Кирхгофа развивает еще дальше идею о соотношении, существующем между особенностями тела, рассматриваемого один раз как источник излучения, а другой раз как приемник излучения. [c.191]

Оценку тепловой погрешности, возникающей из-за теплопо-терь приемника излучения вследствие теплоотдачи, целесообразно провести при помощи методики, обеспечивающей максимизацию теп-лопотерь (си. 5.7 ). Некоторая модификация этой методики сводится к тому, что наряду с импульсами теплоотдачи, используются [c.652]

Сводные данные о средних значениях физических параметров приемника излучения, материалов деталей радиометра и воздуха, использованные в расчетах, вместе с соответствующими обозначениями помещены в табл.6.6. Полученные в результате расчетов по вы-раженшщ (6.52) - (6Л7) значения компонент расчетных относительных тепловых погрешностей приведены в табл.6.7. [c.672]

Тепловой механизм записи позвсГляет регистрировать как видимую, так и инфракрасную часгь спектра излучения. Чувствительность носителя достигает 500 мкДж/см2 при разрешающей способности не хуже 2000 мм . Мощность, необходимая в режиме запоминания, составляет менее 0,5 Вт/см . Дифракционная эффективность, по данным [101], порядка 1%- Как и для всех других тепловых приемников, для записи на окислах ванадия необходимо облучение короткими импульсами. [c.167]

Температурный шум — это электрический шум на выходе из приемника, обусловленный тепловыми флуктуациями в активном элементе он наиболее суш,ествен для тепловых приемников, которые регистрируют излучение благодаря возникновению электрического сигнала за счет изменения температуры, вызванного излучением. Сюда относятся болометры, термоэлементы, пневматический приемник Голея и термоэлектронный приемник ). Спектр мондности температурного шума представляется в форме [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...