Основные светотехнические понятия

Основные светотехнические понятия Анемометр

Светотехнические величины и единицы

Световой поток (Ф) характеризует мощность видимого излучения по ее воздействию на орган зрения человека в специальных единицах — люменах, сокращенно лм. Световой поток является важнейшей светотехнической характеристикой ламп. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток Ф = 1300 лм, а люминесцентная лампа мощностью 40 Вт — 3200 лм.

Освещенность (Е) — это поверхностная плотность падающего на освещаемую площадь светового потока. Единица освещенности — люкс, лк. Одна из самых главных величин в нормах освещения. Чаще всего нормируется в горизонтальной плоскости (горизонтальная освещенность). Диапазон уровней освещенности составляет при искусственном освещении от 1 до 20 лк на улице и от 20 до 5000 лк в помещении. В природных условиях освещенность Е = 0,2 лк в полнолуние, 5000—10 000 лк днем при сплошной облачности и до 100 000 лк в ясный день.

Световая отдача (Н) — это главная характеристика энергоэкономичности ламп, равна отношению светового потока лампы к ее мощности. Применение ламп с высокой световой отдачей — основной путь экономии электроэнергии в осветительных установках. Например, путем замены ламп накаливания, световая отдача которых

7—22 лм/Вт, люминесцентными лампами (50—90 лм/Вт) можно снизить расход электроэнергии в среднем в 5—6 раз, не уменьшая уровень освещенности.

Яркость (L) для матовых (диффузных или равно ярких) поверхностей эта величина пропорциональна поверхностной плотности отраженного или излучаемого этой поверхностью светового потока. В более общем виде она равна отношению силы света в направлении точки наблюдения к видимой из этой точки площади светящей поверхности (рис. 7.2).

К определению яркости поверхности

Рис. 7.2. К определению яркости поверхности: dS] элементарный участок светящего элемента; dS2 участок сетчатки глаза, воспринимающий излучение от dSx D — расстояние от светящего элемента до зрачка глаза; / — расстояние от зрачка глаза до сетчатки; п — нормаль к светящему

элементу

‘I

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м ). Яркость непосредственно связана с уровнем зрительного ощущения, а распределение яркости в поле зрения (например, в интерьере) характеризует качество (или степень комфортности, удобства) освещения. В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2. Сплошной светящий потолок при яркости более 500 кд/м2 оказывает дискомфортное влияние. Яркость солнца — около миллиарда кд/м2, а люминесцентной лампы — 5—11 тыс. кд/м2.

Сила света (/) — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом со. Единица силы света — канделла, кд — воспроизводится эталоном и входит в Международную систему основных единиц (СИ). Распределение силы света в пространстве (кривая силы света, КСС) — одна из важнейших характеристик осветительных приборов, необходимая для расчета освещения. КСС све-

К определению силы света

Рис. 7.3. К определению силы света: г — радиус сферы

тальников обычно приводится в полярных координатах для условной лампы со световым потоком 1 клм или 1000 лм, т. е. в кд/клм (рис. 7.3).

Средняя сила света лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет около 100 кд.

На рис. 7.4 представлены кривые относительной спектральной эффективности, характеризующие чувствительность глаза человека к видимому излучению. Кривая 1 относится к сумеречному зрению (при пониженных уровнях освещенности), кривая 2 — к дневному зрению.

Кривые относительной спектральной эффективности (относительной видимости)

Рис. 7.4. Кривые относительной спектральной эффективности (относительной видимости):

1 — сумеречное зрение; 2 — дневное зрение

Основные световые понятия, величины и единицы представлены в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Основные световые понятия величины и единицы

Понятие

Определяющее

уравнение

Единица

измерения

Определение

единицы

Сила света

I=d Ф/da

Кандела(кд)

Световой поток

Ф = 680J (p iV(X)dk

Люмен (лм)

1 лм = 1 кд-ср

Освещенность

E=d<&amp;/dS2

Люкс (лк)

1 лк = 1 лм Г2

Светимость

M=dO/dSi

Яркость

L = dI/(dSi cos (p) или

L = dE/dm

1 -2 1 кдм

Световая отдача

sc:

и

.e

«T3

лм/Вт

В табл. 7.1 величина V(X) — нормализованная функция относительной спектральной световой эффективности излучения (относительная спектральная чувствительность глаза); — спектральная плотность лучистого потока; ш — телесный угол измеряется отношением плошали S, которую он вырезает на поверхности сферы, описанной из его вершины, к квадрату радиуса г этой сферы:

Основные светотехнические понятия

За единицу телесного угла — стерадиан (ср) — принимается угол, который, имея вершину в центре сферы, вырезает на ее поверхности участок, равный квадрату радиуса (рис. 7.5).

Показатели ослепленности и дискомфорта характеризуют прямое слепящее действие источников света и светильников. По показателю ослепленности можно судить о степени ухудшения видимости при действии блеских источников света. Например, при значении этого показателя, равном 100, видимость снижается на 10 %. По Российским нормам для точных производственных работ значение показателя ослепленности должно быть не выше 20. Показатель дискомфорта (М) характеризует степень неудобства или напряженности при наличии в поле зрения источников повышенной яркости. Границе комфорт — дискомфорт соответствует значение М = 25. По нормам России это значение не должно быть превышено, например, в палатах больниц.

Цилиндрическая освещенность (?ц) характеризует насыщенность помещения светом и определяется (в люксах) как средняя вертикаль-

Телесные углы для десятиградусных зон

Рис. 7.5. Телесные углы для десятиградусных зон

ная освещенность, создаваемая в заданной точке наблюдения. В России эта величина нормируется в таких помещениях как холлы, парадные вестибюли, зрительные, выставочные, читальные и торговые залы, залы заседаний и приемов и т. п. Повышенная насыщенность светом создается при уровнях Ец не менее 100 лк.

Цвет и цветность. Понятие цвета определяется как свойство видимого излучения вызывать зрительное ощущение цветности (цветовой тон насыщенность) и яркости предметов. Цветовой тон (красный, оранжевый и т. д.) характеризуется длиной волны видимого излучения (см. рис. 7.1), а насыщенность — чистотой цвета, связанной со степенью приближения к спектрально чистому цвету от точки белого. Например, малонасыщенные цветовые тона получают путем большого разбавления красителя белой краской. Цвет одного и того же предмета может сильно изменяться в зависимости от спектрального состава освещения.

Про анемометры:  Средства измерения направления ветра

Цветовая температура (Тп) определяет цветность ламп и цветовую тональность (теплую, нейтральную или холодную) освещаемого этими лампами пространства. Она примерно равна температуре нагретого тела одинакового по цвету с заданным источником света. Выражается в температурной шкале Кельвина: Т = (градусы Цельсия 273) К. Приведем значения Ти некоторых источников: пламя свечи — 1900 К; лампы накаливания — 2500—3000 К; люминесцентные лампы 2700—6500 К; Солнце — 5000—6000 К; облачное небо — 6000—7000 К; ясное небо — 10 000—20 000 К.

Индекс цветопередачи (Ra) является одним из основных цветовых показателей качества разрядных ламп. Характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении лампой при сравнении с эталонным источником света. Наивысшее значение Ra= 100.

Коэффициенты отражения (р) и пропускания (т) характеризуют световые свойства тел. Определяются как отношение отраженного (р) или пропущенного (т) материалом светового потока к упавшему световому потоку. Для матовых поверхностей коэффициенты отражения и пропускания связывают освещенность и яркость.

Световой поток, падающий на непросвечиваюшее тело, частично поглощается им, а частично отражается. В случае просвечивающего тела, кроме отражения и поглощения, имеет место также пропускание светового потока. Согласно закона сохранения энергии, сумма коэффициентов р, а и т равна 1 (рис. 7.6).

Распределение световых потоков

Рис. 7.6. Распределение световых потоков: отраженного (Фр), поглощенного (Ф) и пропущенного (Фт); Ф — падающий световой поток

Коэффициенты отражения некоторых отделочных материалов: белая краска — (0,7—0,8); светлые обои — (0,5—0,7); белый мрамор — 0,45; кирпич красный — 0,3; темное дерево — (0,1—0,25); асфальт — 0,07. При светлой отделке помещений (особенно при малых по отношению к высоте размерах) очень заметно возрастают уровни освещенности. Коэффициент отражения фона, на котором рассматривается объект, входит в число показателей, характеризующих условия зрительной работы на рабочем месте. По нормам России фон считается светлым при коэффициенте отражения более 0,4, средним — от 0,2 до 0,4 и темным — менее 0,2. При увеличении коэффициента отражения фона видимость объекта улучшается.

Пример 1. Определить световой поток источника света, представляющего собой равномерно светящийся шар, сила света которого по всем направлениям пространства составляет 10 кд.

Решение

Согласно уравнению

Основные светотехнические понятия

так как в нашем случае сила света постоянна, Ia — I — const, то уравнение примет вид:

Основные светотехнические понятия

Подставляя значение силы света, получаем:

Основные светотехнические понятия

Пример 2. Световой поток источника света составляет 400 лм и равномерно распределен в пределах телесного угла 0,5 ср. Определить силу света источника.

Решение

Основные светотехнические понятия

Пример 3. Определить среднюю освещенность поверхности стола

‘у

площадью S = 0,9 м , если лампа местного освещения имеет световой поток Фл = 730 лм. На поверхность стола падает световой поток, равный 0,1 Фл.

Решение

Определим световой поток, падающий на стол:

Основные светотехнические понятия

Определим среднюю освещенность поверхности стола по формуле:

Основные светотехнические понятия

Пример 4. Рассчитать световой поток светильника, значения силы света которого приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2. Зональные телесные углы

a

5

15

25

35

45

55

65

75

85

4>кд

234

229

206

185

167

140

114

16

3

Расчет светового потока ведем по уравнению

Основные светотехнические понятия

где oq и а2 — границы десятиградусной зоны телесных углов (рис. 7.5); (/а)ср — среднее значение силы света в пределах зоны оц — а2; Лео = = 27i(cosaj — cosoc2) — телесный угол рассматриваемой десятиградусной зоны.

Определяя зональные световые потоки для каждой десятиградусной зоны, получим значения Фа, которые представлены в табл. 7.3.

Таблица 7.3. Зональные световые потоки

a

5

15

25

35

45

55

65

75

85

234

229

206

185

167

140

114

16

3

Дсо, кд

0,095

0,283

0,463

0,628

0,774

0,897

0,993

1,058

1,091

Фа = /аДсо, лм

22,3

64,7

95,7

116

129

125

113

17

3,3

Общий световой поток светильника будет равен сумме зональных световых потоков в пределах от a = 0 до a = л;/2.

Основные светотехнические понятия

Нормы освещенности. На практике при проектировании освещения уровень требуемой освещенности выбирают на основе нормативных документов: в России — это СНиП «Естественное и искусственное освещение» и нормы освещенности, действующие в различных отраслях (отраслевые нормы). Среди норм, действующих в странах Западной Европы, можно выделить немецкие нормы (DIN 5035), на основе которых ведется разработка общеевропейских норм. В США обычно основываются на нормах, рекомендуемых Северо-Американским светотехническим обществом. Мировой опыт нормирования обобщается в рекомендациях Международной комиссии по освещению.

В России нормируется минимальный уровень освещенности (?НОрм) на рабочей поверхности.

При освещении любым источником света важно, насколько правильно будут глазом человека восприниматься цвета. Для оценки цве- торазличения введен специальный показатель — общий индекс цветопередачи (Ra). Зрительный аппарат человека сформировался за многие тысячи лет эволюции в условиях, когда единственным источником света было Солнце. Мы привыкли считать правильными те цвета предметов, которые они имеют при солнечном освещении. С конца XIX в. в жизнь людей стали активно вторгаться электрические источники света. Пока были только тепловые источники света (лампы накаливания), имеющие сплошной спектр излучения, зрительный аппарат человека подсознательно вносил коррективы в восприятие цветов при искусственном освещении, и проблем с оценкой качества цветопередачи не возникало. Положение резко изменилось с массовым внедрением газоразрядных источников света, имеющих не сплошной, а линейчатый или полосчатый спектр излучения. Люди стали замечать, что при освещении таким светом цвет предметов изменяется, и иногда изменение цвета бывает настолько сильным, что предметы становятся трудноузнаваемыми. Поэтому в 1970-е гг. была выработана методика оценки качества цветопередачи при освещении искусственным светом.

Международными организациями было выбрано и согласовано несколько типов предметов, цвет которых оценивался при освещении их различными источниками света: человеческая кожа, зеленые листья растений, специальные выкраски. Оценки качества цветопередачи каждого из таких предметов при освещении их оцениваемым источником света по сравнению с освещением «стандартным» источником были названы «частными индексами цветопередачи (/?,, R2, …, /?и), а средняя из полученных 14 оценок — общим индексом цветопередачи Ra. За «стандартный источник» был принят свет тепловых излучателей (ламп накаливания). Их общий индекс цветопередачи по соглашению равен 100. Таким образом, у всех ламп накаливания Ra = 100; у всех газоразрядных ламп Ra меньше 100.

Про анемометры:  HEPCO&BECKER : Боковий корпус праворуч 30 / зліва 30 провідника [3528-XP-SCS-S]

В мире принята такая система оценки качества цветопередачи:

Ra > 90 — отличное;

  • 90 > Ra > 80 — очень хорошее;
  • 80 > Ra > 70 — хорошее;
  • 70 > Ra > 60 — удовлетворительное;
  • 60 > Ra > 40 — приемлемое;

Ra < 40 — плохое.

В российских нормах освещения установлено, что для предприятий полиграфической, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, а также для хирургических отделений больниц Ra должен быть не ниже 90.

Тепловой метод

Сущность этого метода состоит в том, что энергия излучения при взаимодействии с веществом приемного преобразователя превращается в тепловую энергию, которая впоследствии измеряется тем или иным способом. Для измерения тепловой энергии, выделившейся в ПИП, обычно используют: —термоэлектрический эффект Зеебека (возникновение ТЭДС между нагретым и холодным спаями двух разнородных металлов или полупроводников); —явление изменения сопротивления металлов и полупроводников при изменении температуры (болометрический эффект); фазовые переходы «твердое тело-жидкость» (лед-вода); —эффект линейного или объемного расширения веществ при нагревании и др

Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе являются калориметрами. Однако в литературе сформировались устойчивые названия ПИП, ассоциируемые обычно с некоторой совокупностью характерных признаков, свойственных приемным преобразователям определенных типов (термоэлементы, болометры, пироприемники и пр. )

Наиболее широкое распространение для измерения таких усредняемых во времени энергетических параметров лазерного излучения, как энергия и средняя мощность, получили калориметры. Они имеют достаточно конструктивно развитый приемный элемент, не объединенный с чувствительным элементом.

К достоинствам калориметров относятся широкий спектральный и динамический диапазон работы, высокая линейность, точность и стабильность характеристик, простота конструкции, возможность их использования с высокоточными, хотя и инерционными цифровыми приборами, возможность калибровки преобразователей по эквивалентному электрическому воздействию

Любая калориметрическая система (рис.1.1) содержит внутреннее калориметрическое тело К (приемный элемент), в котором протекает процесс выделения (или поглощения) тепла, и внешнюю оболочку О , с которой происходит теплообмен калориметрического тела путем теплопроводности, конвекции и излучения

Рисунок 1 . 1 Принципиальная схема калориметра

Тепловой поток Д от калориметрического тела на оболочку зависит главным образом от разности температур их поверхностей Ф=G T (T k -T o ) , где G T — параметр, характеризующий тепловую проводимость cреды между калориметрическим телом и оболочкой.

Часто теплообмен между K и O характеризуют также обратной величиной R T =1/G T, имеющей смысл теплового сопротивления среды. Наиболее широкое распространение для измерения таких усредненных во времени энергетических параметров лазерного изучения, как энергия и средняя мощность, получили калориметры переменной температуры (или неизотермические калориметры), у которых в процессе измерения Т K =f(t) ¹ const .

(1.1) где P(t) — мощность, рассеиваемая в калориметре; c — теплоемкость K : T=T K -T O

У непрерывных лазеров характерным энергетическим параметром, который указывается в паспорте, является мощность лазера P . У лазеров, работающих в режиме свободной генерации одиночных импульсов лазерного излучения, обычно нормируется энергия импульса W u.

Лазеры, работающие в режиме модуляции добротности резонатора и в режиме синхронизации мод, обычно характеризуются значением W uи дополнительно значением максимальной P Umaxили средней P Uсрмощности импульса.

В соответствии с этим рассмотрим некоторые частные решения дифференциального уравнения (1.1)

1. Мощность, рассеиваемая в калориметре, не изменяется во времени, т.е. P(t)=P O =const . Тогда

(1.2) где t =R T C постоянная времени калориметра

Максимальное значение Т(t) достигается при t ® v и равно T max =R T x P O .

2. Мощность в калориметре выделяется в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов: P O , t uи q — импульсная мощность, длительность и скважность импульсов соответственно. Можно показать, что в этом случае для значений параметров лазерного излучения, наиболее часто встречающихся на практике ,

(1.3) 3. В калориметре рассеивается энергия одиночного прямоугольного импульса. Температура калориметрического тела в этом случае изменяется во времени следующим образом:

Рисунок 1 . 2 Упрощенная конструкция калориметрического ПИП прибора ИМО-2

В качестве примера на рис.1.2 изображен ПИП прибора ИМО-2, серийно выпускаемого отечественной промышленностью для измерения средней мощности и энергии импульсов лазерного излучения. Здесь приемный элемент 1 выполнен в виде медного конуса со встроенным электрическим нагревателем для градуировки, причем на его приемную поверхность нанесено поглощающее покрытие, В качестве чувствительного элемента 2 применена медно-константановая термобатарея, содержащая более 2000 термопар, равномерно распределенных между наружной поверхностью приемного элемента и поверхностью пассивной теплоемкой оболочки 3 калориметра.

Термобатарею получают путем меднения полувитков спирали прямоугольного сечения из константановой — проволоки. Такие элементы не требуют включения в состав ПИП источников питания, так как их выходной величиной является термо-ЭДС, возникающая между холодным и нагретым спаями разнородных металлов и полупроводников. Большое количество термопар в составе термобатареи повышает чувствительность таких ПИП

Измерительная головка ИМ0-2 содержит две одинаковые калориметрические секции с ПИП, которые находятся внутри пассивного термостата, образованного толстостенным медным корпусом и кожухом измерительной головки. Для уменьшения нестабильности ПИП термобатареи включены последовательно навстречу друг другу, что позволяет исключить влияние температуры окружающей среды.

Измерительной блок содержит стабильный усилитель постоянного тока для усиления сигнала с выхода термопреобразователя, стабилизированный источник постоянного напряжения для проверки сохранности градуировочной характеристики прибора в процессе эксплуатации, цепи коммутации и регулировки коэффициента усиления УПТ и аналоговое отсчетное устройство

Для расширения верхнего предела измерения мощности непрерывного лазерного излучения в комплекте прибора имеется ослабитель

Основные технические характеристики прибора ИМО-2 и некоторых других тепловых средств измерений мощности и энергии лазерного излучения, серийно выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 2

Про анемометры:  Магнитная индукция, магнитный поток: определение, формулы, смысл

В приборе ИКТ имеется также конический элемент, который обладает более высокой стойкостью к лазерному излучению в вследствие того, что на его конический приемный элемент действует лазерное излучение, прошедшее рассеивающий матированный сапфировый элемент.

В результате этого излучение распределяется по всей приемной поверхности и плотность его снижается. В качестве чувствительного элемента здесь используется термометр сопротивления, выходной величиной которого является изменение электрического сопротивления ПИП под действием изменения температуры приемного элемента, возникающего при поглощении падающего излучения.

Примером ПИП проходного типа может служить малоинерционный проволочный болометрический измеритель средней мощности излучения (рис.1.3). Такой ПИП выполнен в виде двух редких решеток из тонких металлических проволок, перекрывающих все сечение пучка излучения и соединенных последовательно.

Для редкой двойной решетки, если ее период cзначительно превышает диаметр d проволоки, полные потери оптического излучения, включающие потери на отражение, дифракцию и поглощение в элементах решетки, не превышают 4 d/ c.

Наиболее подходящими материалами для проволок являются платина, золото и никель, которые обладают высокой механической прочностью и технологической простотой изготовления решеток с малым диаметром d и большим периодом c

Рабочий диапазон длин волн, мкм

Время одного измерения для мощности

Время установления показания

Диапазон длительностей измеряемых импульсов, с

Диапазон измеряемых диаметров пучков, мм

Основная погрешность измерения, %

ОСИСМ — образцовое средство измерений средней мощности

ОИМ-1-1 — образцовый измеритель мощности излучения ( 80 кг )

ИМО-2-2М — образцовый измеритель мощности и энергии лазерного излучения

ИМО-2 — измеритель средней мощности и энергии лазерных импульсов

МК 3 — 18А — ваттметр поглощаемой мощности калориметрический

МЗ — 24 — измеритель мощности калориметрический

ПВ — 1 — пироэлектрический ваттметр

ФПМ -01 — фотометр переносной малогабаритный для импульсных и непрерывных лазеров

ФПМ -02 — то же для импульсных лазеров (модификация ФПМ — 01)

ОСИЭ — образцовое средство измерения энергии

ИКТ — 1Н — измеритель калориметрический твердотельный

Так, например, из платиновых нитей диаметром 3…5 мкм можно изготовить решетки с поперечным размером более 10 см и периодом 1 мм . В этом случае общие потери но превышают 4 · 5 · 10 -3 =0.02, а коэффициент пропускания приемного измерительного преобразователя достигает 98%. Постоянная времени прибора не превышает 10 -3 с

Рисунок 1 . 3 Функциональная схема малоинерционного болометрического измерителя мощности лазерного излучения проходного типа

Если в ПИП чувствительным элементом является термометр сопротивления, который непосредственно воспринимает оптическое излучение и в нем отсутствует конструктивно развитый приемный элемент, то такой ПИП традиционно называют болометром, а в качестве термометра сопротивления могут использоваться не только проволочные проводники, а и пленочные.

Приемно-чувствительные элементы этих приборов часто помещают в вакуумированную оболочку И тогда их называют вакуумными. Глубокоохлаждаемые болометры, работающие при температурах жидкого азота и гелия, используют для измерения сверхмалых потоков излучения (эквивалентную мощность шума можно снизить до 10 -14 Вт · Гц -1/2 ) либо при стремлении достичь максимального быстродействия (субнаносекундный диапазон)

Калориметры, в которых тепловые процессы не приводят к изменению температуры калориметрического тела (т.е. Т K =T O =const ), ю называются изотермическими калориметрами, или калориметрами постоянной температуры. Принцип действия таких калориметров основан либо на использовании эффектов фазового перехода вещества и состоит в измерении количества калориметрического вещества (льда), перешедшего под действием поглощенной энергии лазерного излучения в другую фазу (воду) при температуре существования фазового перехода (0 ° ) (калориметры с фазовым переходом), либо на эффекте компенсации в самом калориметре выделенного излучением тепла за счет теплового эффекта с противоположным знаком (компенсационные калориметры и калориметры с предварительным подогревом).

Следует отметить, что на практике такие приборы используются редко, за исключением калориметров с предварительным подогревом. В этих приборах калориметрическое тело предварительно (до поступления и ПИП измеряемого излучения) подогревается до некоторой стационарной температуры, превышающей температуру окружающей среды.

При подаче лазерного излучения мощность подогрева вручную или автоматически уменьшают ты, чтобы температура калориметрического тела оставалась прежней. Поглощенная ч в калориметре мощность в этом случае равна изменению мощности подогрева. По такому принципу работает образцовый измеритель мощности лазерного излучения ОИМ-1-1, у которого мощность подогрева уменьшается вручную

Принцип работы пироэлектрических ПИП основан на использовании пироэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда нецентросимметричных кристаллов при их облучении и проявляющегося в возникновении разрядов на гранях кристалла, перпендикулярных особенной полярной оси.

Если изготовить небольшой конденсатор и между его обкладками поместить пироэлектрик, то изменения температуры, обусловленные поглощением излучении, будут проявляться в виде изменения заряда этого конденсатора и могут быть зарегистрированы. Входное сопротивление пироэлектрического приемника является почти чисто емкостным.

Выходной сигнал пироэлектрических ПИП пропорционален скорости изменения среднего прироста температуры d( D T)/dt чувствительного элемента, а не величине D T , не на которую реагируют тепловой приемники. Следствием этого является высокое быстродействие приемников (до 10 -8 ), в также высокая их чувствительность(10 -7 …10 -8 Дж), большой динамический диапазон работы (10 -8 …10 Дж) и широкий спектральный диапазон (0.4…10.6 мкм).

Конструктивно чувствительный элемент пироприемника не отличается от колориметрических ПИП(см. рис. 1.2), за исключением самого чувствительного элемента 2 , выполненного из пироэлектрика. Среди промышленных разработок измерения малых (до 10 -9 Вт/см 2 ) и сверхмалых (до 10 -12 Вт/см 2 ) потоков излучения наибольшее применение нашли пироэлектрические преемники на основе титаната бария, триглинсульфата и на основе керамики цирконат-титанат бария.

Чувствительные элементы таких ПИП представляют собой плоскопараллельную пластину толщиной 20…100 мкм с нанесенными на обе стороны электродами. На облучаемую сторону пластины наносят поглощающее покрытие либо его роль выполняет полупрозрачный электрод.

Обладая рядом преимуществ перед тепловыми преобразователями, пирозлектрические ПИП находят все более широкое применение для измерения энергетических и пространственно-энергетических параметров лазерного излучения

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий