Общая характеристика измерительных устройств ИК диапазона.

Пирометрические методы находят все более широкое применение для получения видимого изображения и регистрации температурного поля поверхности различных объектов. Приборы для наблюдения и исследования объ­ектов по их тепловому излучению называются тепловизорами, термографами или тепловизорными микроскопами.

Первые приборы, разработанные для ночного видения, основанные на при­менении электронно-оптических методов усиления и визуализации фотоэлектро­нов, имели спектральный диапазон чувствительности до 1,3 мкм и позволяли наблюдать распределение температур только выше 400°С.

Телевизионные приемные трубки-видиконы с фоторезистивным слоем из пленки оксида свинца или сульфида оксида свинца чувствительны к излучению до 2 мкм. Чувствительные телекамеры, снабженные такими видиконами, дают возможность определить температурное поле при температурах выше 250°С.

Создание чувствительных приемников инфракрасного излучения, спектраль­ная чувствительность которых простирается далеко в инфракрасную область спектра, открыло широкие возможности для развития термографии и тепловидения объектов с более низкими температурами. Применение в качестве приемни­ков излучении пироэлектрических элементов дает возможность получать ви­димое изображение температурного поля объектов с температурой от —20 до +2000 °С.

Телевизионные приемники инфракрасного излучения, в которых видикон выполнен со сканируемой поверхностью из пироэлектрического кристалла триглицилсульфата, позволяют создавать чувствительные пироэлектрические тепловизоры, известные под названием пиротронов, пироконов или видиконов пиро­электрических, которые обеспечивают прием инфракрасного излучения вплоть до 40 мкм.

В серийно выпускаемых тепловизорах и термографах пока в основном при­меняются дискретные приемники инфракрасного излучения и оптико-механические, системы развертки изо­бражения при помощи вра­щающихся или колеблющихся зеркал или призм.

Важной характеристикой тепловизоров является их порог чувствительно­сти - минимально определяемая разность температур  на поверхности АЧТ  с температурой 25°С, при которой отношение сигнала к собствен­ным шумам тепловизора должно быть равно 1. У серийно выпускаемых тепловизоров =0,1…0,3 °С.

Для исследования температурных полей малых объектов разработаны тепловизорные микроскопы и микрорадиометры, применяемые, например, для исследования температурного поля микросхем с целью обнаружения скрытых де­фектов. В таких приборах используется микроскопная оптика с увеличением от 3 до 125. Известны микрорадиометры, имеющие пространственное разрешение 10 мкм и температурное разрешение °С в диапазоне температур от —30 до +850°С.

Как показывает практика пирометрические преобразователи температуры, основанные на бесконтактном методе измерения температуры, находят всё более широкое применение. Пирометры охватывают широкий диапазон температур - от 173 до 6000К.

Пирометры и приборы, основанные на пирометрических методах измерения температуры, позволяют решать разнообразные задачи, такие как исследование температурного поля микросхем с целью обнаружения скрытых дефектов, при геологических и климатологических исследованиях земной поверхности, в медицинской практике для диагностики, в строительстве для проверки теплоизоляции в здании, для обнаружения мест перегрева в электрических цепях и у различного рода энергетического оборудования, для измерения механических напряжений и т.д.

 

Контрольные вопросы к главе 4

1. Что лежит в основе теории, бесконтактного метода измерения температуры?

2. На какие виды, в зависимости от естественной входной величины разделяются пирометры?

3. Назовите основные блоки телескопа радиационного пирометра

4. Для чего нужно звездообразное расположение термопар?

5. Что применяется для увеличения пределов измерения пирометров?

6. Почему погрешности пирометров спектрального отношения меньше, чем у пирометров полного или частичного измерения?

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: