Оптические фотоэлектрические системы

ОПТИЧЕСКИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ [c.296]

Размеры и форма светочувствительной поверхности приемника излучения оказывают влияние на порог чувствительности и имеют существенное значение при определении характеристик оптической фотоэлектрической системы. [c.299]

Определение диаметра входного зрачка оптической фотоэлектрической системы по интегральным характеристикам [c.299]

Принципиальная схема оптической фотоэлектрической системы приведена на рис. 233. Излучение от источника 1 проходит через ряд оптических сред, оптическую систему и поступает на приемник излучения 2. В некоторых случаях для изменения спектрального состава излучения используются светофильтры 3 Характеристики оптической системы должны быть рассчитаны из условия, при котором реакция приемника на поток излучения от источника была бы не меньше некоторой величины щщ. связанной с порогом чувствительности приемника, т. е. необходимо выполнить соотношение тт = где — коэффициент, учитывающий превышение полезного сигнала над пороговым — сигнал, соответствующий порогу чувствительности. [c.299]

В оптических фотоэлектрических системах источниками излучения часто являются нагретые тела, дающие сплошной спектр излучения. Силу и спектральный состав излучения тепловых источников определяют путем спектрофотометрического сравнения с излучением черного тела (ЧТ). [c.300]

При расчете оптической фотоэлектрической системы с учетом спектральных характеристик для теплового источника должны быть известны его температура, спектральный коэффициент теплового излучения и размеры излучаемой поверхности. [c.303]

Принципиальная схема оптической фотоэлектрической системы остается, очевидно, такой же, как и при расчете по интегральным характеристикам (см. рис. 233). [c.303]

Оптические фотоэлектрические системы с приемником излучения, расположенным в плоскости изображения источника [c.305]

Рнс. 237. Схема оптической фотоэлектрической системы источник на конечном расстоянии [c.306]

Оптическая фотоэлектрическая система для регистрации излучения звезд. Широкое развитие космических исследований за последние десятилетия привело к созданию различных фотоэлектрических систем, предназначенных для регистрации излучения звезд. При расчете таких систем необходимо учитывать специфику фотометрических единиц, принятых в астрономии и астрофизике и основанных на понятии звездной величины т. [c.308]

Принципиальная схема оптической фотоэлектрической системы для регистрации излучения звезд показана иа рис. 239. Если [c.308]

Рнс. 239. Схема оптической фотоэлектрической системы для регистрации излучения звезд [c.309]

Пусть оптическая фотоэлектрическая система с диаметром входного зрачка D расположена на поверхности Земли. Тогда с учетом коэффициента пропускания атмосферы tg определим поток излучения, поступающий от звезды во входной зрачок системы Фе = Xg E siD / . [c.309]

Рис. 241. Схема двухкомпонентной оптической фотоэлектрической системы при значительном расстоянии между компонентами

Оптические фотоэлектрические системы, в которых изображение источника больше светочувствительной поверхности приемника [c.311]

Оптическая фотоэлектрическая система с приемником излучения, расположенным в выходном зрачке [c.313]

Рис. 244. Схема оптической фотоэлектрической системы для измерения коэффициента поглощения при отражении

Рис. . й. Схема оптической фотоэлектрической системы с дифференциальным включением приемника [c.316]

Оптическая фотоэлектрическая система с лазером [c.326]

Фотоэлектрические системы отличают независимость выходного сигнала при слежении по контрастной копирной линии от изменения всех параметров разделки достаточно большое расстояние от датчика до поверхности изделия достаточно большая информативность (при использовании матричных фотоприемников). Однако необходимость защиты датчика от световых помех и оптических элементов датчика и осветителя от загрязнения и эрозии, связанных с условиями эксплуатации в сварочном производстве, существенно затрудняет расширение практического применения фотоэлектрических следящих систем. [c.111]

Временное разрешение рассмотренных выше методов, использующих в качестве импульсов возбуждения излучение лазеров с синхронизацией мод, в основном определяется фотоэлектрической системой регистрации. Временное разрешение может быть кардинальным образом повышено, если применить вместо фотоумножителя с электронными приборами, представленными на рис, 9.2, скоростной фоторегистратор (см. гл. 3). Отдельный импульс лазера, используемый в качестве возбуждающего, должен одновременно управлять временной разверткой регистратора. Люминесцентное излучение направляется оптической системой на входную щель регистратора и создает на экране изображение, которое фотографируется или заносится в ячейки оптического многоканального анализатора (ОМА). Изображение может быть обработано с временным разрешением до нескольких пикосекунд. На рис. 9.5 6 показана кривая, получен- [c.328]

Временное разрешение, во-первых, определяется теми же эффектами, что и в фотоэлектрических приемниках разброс времени выхода из катода с и разброс времени пролета вследствие разброса начальных скоростей. Последний эффект характеризуется порядком 10 с для хорошей электронно-оптической отображающей системы. (Определяющим для этого эффекта является ускорение электронов в начале пути пролета и его влияние на напряженность поля вблизи катода. При надлежащем выборе вспомогательных электродов достигаются напряженности этих полей порядка 106 д/м.) [c.61]

Простейшая схема фотоэлектрической системы с приемником излучения, расположенным в выходном зрачке, должна иметь два компонента. Принципиальная схема такой системы, состоящей из тонких компонентов, представлена на рис. 242. Источник излучения 1 с помощью первого компонента проецируется в плоскость полевой диафрагмы. Угловой размер источника, соответствующий полю оптической системы в пространстве предметов, или угловое поле оптической системы, в пределах которого может перемещаться источник излучения, составляет 2а. Второй компонент оптической системы — коллектив — проецирует выходной зрачок первого компонента в плоскость выходного зрачка всей системы, где расположена светочувствительная поверхность приемника 2. [c.313]

Фотоэлектрические приборы являются комплексом оптических, электронных и электромеханических устройств, предназначенных для преобразования энергии излучения в электрический сигнал, который после преобразования может быть использован для приведения в действие систем регистрации или управления, а также для воздействия на органы чувств человека. В этом сложном комплексе особо важную роль играет оптическая система, которая осуществляет первичную обработку поступающей информации. В соответствии с этим оптическая часть фотоэлектрической системы должна обеспечивать необходимый поток излучения, поступающий на приемник требуемый размер и качество оптического изображения спектральную фильтрацию полезного сигнала на фоне внешних помех. [c.315]

Рис. 7.32а. Фотоэлектрический пирометр с преломляющей оптической системой [44]. / — источник 2 2 — диафрагма 3 — галогенная вольфрамовая лампа 4 — полевая диафрагма 5 —линза 6 — коллимированный источник 7—поглощающие фильтры 8 — интерференционные фильтры 9 — фотоумножитель 10 — карусель // — поглощающий фильтр 12 — ограничивающая диафрагма 13 — затвор 14 — прицельный телескоп 15 — линза объектива 16 — источник 1.

При оценке погрешностей фотоэлектрической пирометрии было найдено, что имеются источники погрешностей, связанные со способа.ми взаимодействия оптической системы и источника. Погрешности этой категории исследовать довольно трудно, так как они часто являются результатом сложных комбинаций различных эффектов. Один из наиболее важных эффектов такого рода связан с размером наблюдаемого источника и распределением яркости за пределами геометрически наблюдаемой площади. Для объекта конечного размера, находящегося в плоскости источника, поток излучения, прошедший плоскость диафрагмы, из-за дифракции меньше потока, который должен иметь место в соответствии с геометрической оптикой. Чтобы эти потери свести к нулю, нужно было бы увеличить размер источника так, чтобы в отверстии диафрагмы он стягивал угол 2л стерадиан. Таким образом, если пирометр измеряет по очереди два источника с разными размерами, сравнение будет содержать погрешность, обусловленную дифракцией. Дополнительная погрешность возникает в результате рассеяния на линзах объектива или на зеркале. Она также будет зависеть от размера источника, так как рассеяние пропорционально освещенности элементов объектива. [c.379]

Фиг. 196. Оптическая система фотоэлектрического усилителя.

В яркостных фотоэлектрических пирометрах чувствительным элементом является фотоэлемент, что позволяет освободить этот тип приборов от известной субъективности измерений, присущих оптическим пирометрам, и, следовательно, повысить точность измерений, а также дает возможность проводить автоматическую запись температуры и использовать эти приборы в системах автоматического регулирования. Ток в цепи фотоэлемента пропорционален потоку излучения, падающего на него от объекта измерения, н может служить мерой его температуры. [c.187]

Для измерения угловых перемеш,ений применяют также фотоэлектрические датчики, состоящие из оптической системы, преоб- [c.432]

Разрешающая способность R (v) радиографической системы зависит в основном от радиационно-физических параметров источника излучения и объекта контроля, фотографических характеристик радиографических детекторов, фотоэлектрических параметров преобразователей оптической плотности почернения в электрический сигнал. характеристик оптической системы считывания информации. [c.353]

Импульсные фотоэлектрические преобразователи (рис. П.З, в) находят широкое применение в измерительных устройствах с цифровым отсчетом. На измерительном штоке 7 нарезана рейка, которая воздействует на шестерню 8. На валу 9 с шестерней 8 находится диск 3, имеющий прорези. Световой поток от источника света / через оптическую систему 2 и прорези диска 3 поступает на фотоприемник 5. При прохождении щели диска мимо оптической системы фотоприемник 5 выдает импульс на отсчетное устройство 10. Число импульсов при заданном числе прорезей на диске 3 пропорционально перемещению измерительного штока 7, т. е. изменению измеряемой детали 6. По описанной схеме построены штангенциркули с цифровым отсчетом фирмы Теза (Швейцария) и прибор для измерения диаметров крупногабаритных деталей модели ИД-7М, выпускаемый ЧИЗ. [c.307]

Фотоэлектрический датчик основан на изменении величины фототока в элементе / (рис. 4.13, а) в зависимости от интенсивности отраженного опорной линией 2 светового потока, излучаемого осветителем 3 и сфокусированного оптической системой 4. При отклонении луча от опорной линии интенсивность потока изменяется, что передается через усилитель 5 к исполнительному механизму 6 следящей системы. Недостатком этого способа копирования является чувствительность фотодатчика к посторонним источникам света, в том числе к бликам дуги. [c.183]

Рис. 238. Схема оптической фотоэлектрической системы источиик в бесконечности

Примененная (как в станке мод. 2А450) оптическая отсчетная система с 125-кратным увеличением с помощью специального фотоэлектрического визирующего устройства позволяет автоматически и с большой точностью регистрировать штрихи (заданный размер) эталонной линейки на экране. [c.228]

Станок модели 2А450 — одностоечный с размерами стола 630x1100 мм, оснащенный оптической измерительной системой с экранным отсчетом, устройством для предварительного набора координат, автоматическим остановом стола и салазок в заданных положениях с помощью фотоэлектрического нуль-индикатора. Эталонами длины являются плоские стеклянные штриховые меры. [c.158]

В системе с оптическими упорами программа перемещения исполнительного органа задается с помощью легкосъемного фото- наблона. На фотошаблоне наносятся линии и штрихи, которые являются оптическими упорами, воздействующими на фотоприем-иик фотоэлектрической системы отсчета. Горизонтальные линии фотошаблона показывают направления и определяют перемещение исполнительного органа. Поперечные штрихи подают команды на переключение режимов обработки согласно требуемому циклу. [c.336]

Рис, 7.326. Фотоэлектрический пирометр с отражающей оптической системой [70]. / — источник 2 — внеаксиальное эллипсоидальное зеркало 3 — нейтральные фильтры плотности фильтр, отрезающий длинноволновую часть спектра 5 — узкополосный интерференционный фильтр 6 — фотоумножитель н усилитель 7 — механизм управления установкой дисков 8 — прицельный телескоп 9 — вращающийся секторный диск 10 — прицельная решетка 11 — входное отверстие диаметром 0,75 мм 12 — качающееся зеркало 13 — плоское зеркало. [c.374]

Голот рафические методы обработки измерительной информации находят широкое применение при построении измерительных преобразователей (датчиков) положения, линейных размеров, формы, а также деформации и скорости перемещения объектов. Перспективность применения этих методов объясняется тем, что информация о геометрических параметрах и физическом состоянии объекта непосредственно и полно выражается в световых полях, рассеянных. этим объектом. Измерительная информация заключена во всех характеристиках отраженной объектом световой волны амплитуде, фазе, длине волны, а также ее поляризации. Существенной особенностью задачи контроля геометрических параметров объектов при этом является необходимость регистрации и обработки многомерных входных сообщений, содержащихся в световых полях или изображениях объектов. Эти сообщения отличаются высокой информативностью, причем повышение требований к точности и быстродействию измерительной системы приводит к необходимости увеличения количества принимаемой и обрабатываемой информации. Поэтому применение обычных оптических методов обработки измерительной информации с одномерным кодированием. электрических сигналов, вырабатываемых фотоэлектрическим преобразователем датчика в процессе сканирования изображения контролируемого объекта, либо недостаточно. эффективно, либо вообще не решает поставленной задачи. [c.87]

В первое bj емя фотоэлектрическое усиление применялось просто как средство увеличения чувствительности гальванометра (см., например, Мильнер [61] и Капица и Мильнер [60]). Хотя относительно простая оптическая система в соединен с селеновыми фотоэлементами способна во много раз увеличивать чувст1Ительность гальванометра, однако использовать можно лишь относительно л алую часть этого выи] рыша, ибо систематический или случайный [c.176]

В рассматриваемый период бурное развитие получают оптические системы связи. В 1870 г, был изобретен светосигнальный прибор Манжена, который долго применялся в XIX в. в различных армиях. Он состоял из керосиновой лампы, расположенной в металлическом яш,ике. Пламя лампы, находившееся в фокусе линзы диаметром около 100 мм, давало параллельный световой пучок, прерыванием которого и подавались телеграфные сигналы по азбуке Морзе. Примерно в это же время (середина XIX в.), когда не только не существовало фотоприемников, необходимейшей части всякого оптико-электронного прибора, но и сам фотоэлектрический эффект ещ е не был открыт, делались попытки создать прибор для передачи и приема оптических сигналов, модулированных звуковой частотой. В качестве индикаторов приходящих сигналов применялись довольно грубые устройства, действие которых основывалось на тепловом нагревании световыми лучами. Понятно, что такого рода устройства не могли работать удовлетворительно они были мало чувствительны и обладали большой инерционностью. Только после развития техники изготовления фотоэлементов оптическая телефония получила основу для своего развития. В 1880 г. А. Г. Белл построил так называемый фотофон, состоящий из передатчика, модулированного звуковой частотой пучка лучей, и приемника с селеновым фотоэлементом. Вышедший из передающей станции параллельной пучок лучей падал на зеркальную мембрану микрофона и после отражения от нее направлялся к приемной станции. При колебаниях мембраны поверхность ее деформировалась и в зависимости от степени отклонения от плоскости пучок отраженных ею лучей становился более или менее расходящимся. В приемную часть, следовательно, поступало большее или меньшее количество света. 1880 г. можно считать годом рождения оптических систем связи. На протяжении последующих лет было разработано и описано различными авторами несколько систем оптических телефонов, различающихся между собой по преимуществу способами получения модулированного пучка световых лучей. Наибольший интерес представляет способ модуляции светового потока, предложенный в 1897 г. Г. Симоном. Он использовал в качестве источника излучения дуговую лампу, предложенную русским изобретателем П. Н. Яблочковым, установленную в фокусе передающего параболического зеркала. Излучение лампы модулировалось системой, состоящей из микрофона, трансформатора и источников питания. Дальность работы телефона Симона была в десять раз больше дальности работы фотофона Белла и достигала примерно 2,5 км. [c.379]

Оптический прибор с фотопластинкой в качестве регистрирующего элемента не позволяет производить непрерывные измерения, осуществлять непосредственный контроль за правильностью проведения эксперимента и быстро оценить результаты. В ХПИ предложен метод фотоэлектрической записи интенсивности рассеяния света с помощью фотоумножителя и лампового вольтметра. При механическом перемещении фотоумножителя в направлении, перпендикулярном распространению светового пучка, создается возможность регистрации интенсивности рассеянного света при различных углах, т. е. записи индикатриссы рассеяния. Если, используя шлейфовый или другого типа вибратор с зеркальной системой, развернуть во времени значения угловой интенсивности индикатриссы рассеяния, то осуществимым станет автоматическое вычисление (с привлечением элементов вычислительной техники) значений промежуточной функции ф(Р), а затем спектра дисперсности жидкой фазы парового потока. [c.406]

Запись кинетики малых деформаций производится фотоэлектрическим устройством 5. Для этой цели между источником света и фотоэлементом установлена рамка с фигурной щелью, которая через систему рычагов соединена с внутренним цилиндром так, что ее линейные перемещения пропорциональны углу поворота цилиндра (деформации материала). Перемещение рамки вызывает изменение светового потока, поступающего на фотоэлемент, и изменение вследствие этого его анодного тока. Величина анодного тока регистрируется трехшлейфовым осциллографом на фотобумаге. Для проверки начального положения рамки и тарировки ее перемещения в цепь фотоэлемента через электронный усилитель б включен миллиамперметр. Измерение больших деформаций осуществляется фотоэлектронным способом в сочетании с оптической системой 7. В последнем случае рамка заменяется зубчатым диском. Отметки времени воспроизводятся на фотобумаге в виде прямой, прерывающейся через каждую секунду. Длина отрезка этой прямой зависит от скорости движения фотобумаги и может изменяться от 0,15 до 110 см1сек. [c.164]

Фотоэлектрические пирометры. Для автоматического измерения, записи и регулирования яркостной температуры тела с помощью фотодатчика и вторичного прибора. используют фотоэлектрические пирометры частотного излучения. Фотодатчик состоит из оптической системы, светофильтра и фотоэлемента, преобразующего энергию излучения тела в фототок, который усиливается электронным блоком и измеряется вторичным прибором. В качестве вторичного прибора чаще всего используются электронные потенциометры, обеспечивающие измерение, запись, сигнализацию и регулирование температуры. [c.439]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...