Реферат: Воздействие лазерного излучения

1) ПИП - приемник (первичный) измерительный преобразова­тель

2) Измерительное устройство

3) Регулирующее или отсчетное устройство

В ПИП энергия преобразуется в тепловую или механическую или в электрический сигнал

ПИП делятся на два типа : поглощающего и проходного

В ПИП поглощающего типа, поступая на вход энергия лазер­ного излучения почти полностью поглощается и рассеивается в нем.

В ПИП проходящего типа рассеивается лишь поступившей на вход энергии излучения, а большая часть излучения проходит че­рез преобразователь и может быть использована для требуемых целей.

Измерительное устройство включает преобразовательные эле­менты и измерительную цепь. Их назначение - преобразование вы­хходного сигнала ПИП в сигнал, подаваемый на отсчетное уст­ройство.

Отсчетное или регистрирующее устройство служит для считы­вания или регистрации значения измеряемой величины.

1.1.1 Тепловой метод

Сущность метода состоит в том, что энергия излучения при взаимодействии с веществом ПИП превращается в тепловую энер­гию, которая впоследствии измеряется.

Для измерения тепловой энергии, выделяющейся в ПИП, обыч­но используют:

-термоэлектрический эффект Зеебека (возникновение тепло­вой ЭДС между нагретыми и холодными спаяными проводниками из двух разных металлов или проводников );

-боллометрический эффект (явлении изменения сопротивления металла или полупроводника при изменении температуры);

-фазовые переходы "твердое тело-жидкость" (лед-вода);

-эффект линейного или обьемного расширения веществ при нагревании ;

Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе яв­ляются калориметрами .

К достоинствам калориферов относятся :

-широкий спектральный и динамический диапазон работы;

-высокая линейность ,точность ,стабильность характеристик;

-простота конструкции ;

Тепловой поток : Ф=Gt (Tk -To ), где Gt - тепловая прово­димость; Rt/1=1/Gt - тепловое сопротивление.

Уравнение теплового равновесия имеет вид: dT(t) T(t)

P(t)=C*----- + ---- , где P(t) - мощность, рассеиваемая в dT Rt

калориметре; C - теплоемкость;

T=Tk-To

Если в ПИП чувствительным элементом является термометри­ческое сопротивление, которое непосредственно воспринимает оп­тическое излучение и в нем присутствует приемный элемент, то такой ПИП называется болометром.

Принцип работы пироэлектрических ПИП основан на использо­вании пироэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда нецент­росимметричных кристаллов при их облучении и проявляющегося в возникновении зарядов на гранях кристалла перпендикулярных особенной полярной оси. Если изготовить небольшой конденсатор и между его обкладками поместить пироэлектрик, то изменения температуры, обусловленное поглощением излучения, будут прояв­ляться в виде изменения заряда этого конденсатора и могут быть зарегестрированы.

Выходной сигнал пироэлектрических ПИП пропорционален ско­рости изменения среднего прироста температуры (d T/dt) чувс­твительного элемента. Следствием этого является высокое быст­родействие пироприемников (до 1E- c), а также их чувствительность, большой динамический диапазон; широкий спектральный диапазон (0.4..10.6 мкм). Конструктивно чувстви­тельный элемент пироприемника не отличается от калометрических ПИП, за исключение самого чувствительного элемента, выполнен­ного из пироэлектрика.

В промышленности наибольшее распространение получили при­емники на основе титана бария, на основе керамики цирконат - титанат бария.

1.1.2 Фотоэлектрический метод