Устройство для измерения энергии теплового излучения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ТЕПЛЭЮГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные болометр, усилитель, синхронный детектор , фазовращатель и блок автоматического регулирования с нагревателем , отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности чувствительности, в него введены генератор тест-сигнала, второй фазовращатель, блок сравнения, интегратор с серводвигателем и сумматор , причем выхода генератора тестсигнала соединены с входом блока сравнения, включенного между фазовращателем и синхронным детектором, с входом синхгюнного детектора через второй фазовращатель и входом сумматора , выход которого соединен с нагревателем , a второй вход через ин§ тегратор с серводвигателем - с выходом синхронного детектора. сл - J f со о со 4 О

..SU„, 4 А з(д)601 J5 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2771386/18-25 (22) 25.05.79 (46) 30. 11.84. Бюл. Ф 44 (72) В.Ф.Москаленко и И.А.Хребтов (53) 536.52(088.8) (56) 1 ° Заявка Франции В 2261665 кл. Н 04 В 9/00, опублик. 1975.

2. Патент США В 3914610, кл. 250-338, опублик. 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 483591, кл. С О! К 17/ОО, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭНЕРГИИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные болометр, усилитель, синхронный детектор, фазовращатель и блок автоматического регулирования с нагревателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности чувствительности, в него введены генератор тест-сигнала, второй фазовращатель, блок сравнения, интегратор с серводвигателем и сумматор, причем выходы генератора тестсигнала соединены с входом блока сравнения, включенного между фазовращателем и синхронным детектором, с входом синхронного детектора через второй фазовращатель и входом сумматора, выход которого соединен с нагревателем, а второй вход через ин-. тегратор с серводвигателем — с выходом синхронного детектора.

790940

Изобретение относится к измери, тельной технике и мажет быть использовано для измерения теплового излучения, для точной регистрации энергии теплового излучения при высокой стабильности чувствительности измерительного устройства во времени.

Известно устройство регулировки чувствительности оптического приемника, содержащее источник излучения, фотодетектор, соединенный с усилителем и с регистратором фототока, детектор, который управляет коэффициентом усиления усилителя 51 3.

Недостатки этого устройства 15 состоят в том, что регулирование происходит не в самом чувствительном элементе, а путем изменения коэффициента усиления усилителя, таким образом нестабильности самого чувстви- 20 тельного элемента не устраняются.

Известно устройство, содержащее чувствительный к температуре детектор, предусилитель, усилитель выходного сигнала, датчик с амплитудным детек- 25 .,тором, вырабатывающий сигнал тогда, когда выходной сигнал усилителя достигает заданной величины, который посредством логического блока управления усилителем, срабатывающего по ми-30 нимальному наперед заданному уровню с амплитудного детектора, через источник сравнения, на другой выход которого поступает сигнал от средства контроля температуры окружающей сре ды, управляет окружающей приемник температурой на двух уровнях (2 ).

Недостатки известного устройства состоят в том, что устройство позволяет фиксировать две рабочие точки 40 приемника по температуре, а не по чувствительности, не устраняя таким образом нестабильности за счет тока смещения и уровня фона.

Наиболее близким к изобретению .45 являет ся ус трой ство для изме р ения. теплового излучения. которое содержит сверхпроводящий болометр, усилитель, синхронный детектор, фазовращатель и блок автоматического регулирования 50 с нагревателем (3 )..

Недостатком известного устройства является то, что в нем стабилизация чувствительности осуществляется путем автоматического регулирования .55 температуры болометра в рабочей точке. Однако чувствительность устройства зависит Йе только от окружающей температуры болометра и может изменяться при изменении тока смещения через болометр, при дрейфе коэффициента усиления усилителей, от изменения уровня фоновой засветки. В известном устройстве изменение чувствительности от этих причин не будет отрабатываться схемой авторегулирования, и в целом чувствительность оказывается в ряде практических применений не оптимальной.

Цель изобретения — повышение стабильности чувствительности.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные болометр, усилитель, синхронный детектор, фазовращатель и блок автоматического регулирования с нагревателем, введены генератор тест-сигнала, второй фазовращатель, блок сравнения, интегратор с серводвигателем и сумматор, причем выходы генератора тест-сигнала соединены с входом блока сравнения, включенного между фазовращателем и синхронным детектором, с входом синхронного детектора через второй фазовращатель и входом сумматора, выход которого соединен с нагревателем, а второй вход через интегратор с серводвигателем — с выходом синхронного детектора.

На чертеже представлена схема устройства для измерения энергии теплового излучения.

Устройство содержит сверхпроводя1 щий болометр 1 являющийся приемниЭ

:ком энергии теплового излучения, усилитель 2, усиливающий сигналы, развиваемые болометром, усилительно-.регистрирующее устройство 3, которое усиливает и обрабатывает сигналы, первый фазовращатель 4, блок сравнения 5, вырабатывающий разностный сигнал, генератор тест-сигнала 6, который вырабатывает напряжение для питания нагревателя 7, и опорные сигналы для блока сравнения 5 и синхронного детектора 8, второй фазовращатель 9, интегратор с серводвигателем 10, регулирующий через сумматор 11 ок нагревателя 7.

Устройство для измерения энергии теплового излучения работает следующим образом.

На сверхпроводящий болометр 1 поступает измеряемое тепловое излучение, промодулированное на рабочей частоте. Сигнал, развиваемый болометТехред М.Надь Корректор О.Луговая

Редактор О.Юркова

Заказ 9157/4 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 790940 4 ром под воздействием этого излуче- фазовращатель 9 подают опорное напния, усиливают предусилителем 2, до- ряжение с тест-генератора 6. С выхо-,. полнительно усиливают и обрабатывают да синхронного детектора сигнал пос- ., усилительно-регистрирующим устройст- тупает на интегратор с серводвигавом 3, которое настроено на частоту телем 10, выполняющий функцию нульмодуляции потока излучения. Одновре- органа в следящей системе стабилизаменно на болометр. поступают тепло- ции чувствительности. Нагреватель 7 вые тест-сигналы. Их формируют с по- является нагрузкой сумматора 11, комощью тест-генератора 6, который вы- торый позволяет одновременно подарабатывает напряжение с частотой, 10 вать на нагреватель переменный сигкоторая лежит вне рабочего диапаэо- нал от тест-генератора и управляющий на частот модуляции потока излуче- сигнал от интегратора с серводвигания. Это напряжение через сумматор 11 телем. подают на нагреватель 7, который В отличие от известных устройств сделан, например, в виде пленки, íà- 1g описываемое устройство обладает бопыленной на ту же подложку, что и лее высокой стабильностью чувствич1 вствительный элемент болометра. тельности. Это обеспечивается тем, Под действием переменного напряжения что слежение осуществляется за уровнагреватель создает переменный теп- нем сигнала на выходе усилителя, а ловой поток и на выходе болометра 2б не за температурой болометра в Рабо-, появляются тест-сигналы, пропорцио- чей точке. Схема авторегулирования нальные его чувствительности. Тест- отрабатывает нестабильности сигнала, сигналы после усиления предусилите- имеющие место как из-за колебаний лем 2, поступают на блок сравнения 5, температуры, так и иэ-за дрейфа измена другой вход которого подают опор- д рительного тока через болометр, изный сигнал с тест-генератора. Первым менений коэффициента усиления предфазовращателем 4 фазируют тест-сиг- усилителя. нал с болометра и опорный. Блок срав- : Устройство на основе быстродейстнения 5 выдает разностный сигнал, вующего сверхпроводящего болометра если чувствительность болометра отк- может быть использовано в самолетной лоняется от заданного уровня. Раз- тепловизионной аппаратуре, предиазностный сигнал поступает далее на наченной для исследования природных вход синхронного детектора 8, на . ресурсов Земли, а также в спектрометдругой вход которого через второй рах инфракрасного диапазона.