Оптоэлектронные и квантовые приборы и устройства. Энергетический расчет пирометра (фотометра)
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ительное спектральное распределение энергетической светимости паспортного ИИ (данные берем из таблицы 1) представлено на рисунке 3
Рисунок 3 - Относительное спектральное распределение энергетической светимости паспортного ИИ
Таблица 1 - Значения функции Планка у=f(x) [3]
x y х y x y x y 0,14,70?10-150,660,6151,290,8671,940,4340,157,91?10-90,670,6381,30,861,960,4240,27,37?10-60,680,6611,310,8521,980,4150,211,88?10-50,690,6831,320,84520,4050,224,37?10-50,70,7041,330,8382,050,3830,239,31?10-50,710,7251,340,832,10,3620,241,85?10-40,720,7451,350,822,150,3410,253,45?10-40,730,7641,360,8152,20,3230,266,10?10-40,740,7831,370,8082,250,3050,271,02?10-30,750,8011,380,82,30,2890,281,62?10-30,760,8171,390,7932,350,2730,292,54?10-30,770,8341,40,7852,40,2580,33,80?10-30,780,8491,410,7782,450,2450,315,50?10-30,790,8621,420,772,50,2320,327,74?10-30,80,8771,430,7632,550,220,330,01060,810,891,440,7552,60,2080,340,01420,820,9031,450,7482,650,1980,350,01870,830,9141,460,742,70,1870,360,02410,840,9251,470,7332,750,1780,370,03050,850,9341,480,7252,80,1690,380,0380,860,9431,490,7182,850,1610,390,04670,870,9521,50,712,90,1530,40,05650,880,9591,510,70330,1380,410,06650,890,9661,520,6963,10,1260,420,080,90,9721,530,6883,20,1140,430,09360,920,9831,540,6813,30,1040,440,1080,940,991,550,6743,40,09470,450,1240,960,9961,560,6673,50,08660,460, 142 0,980,9991,570,6593,60,07970,470,16111,580,6523,70,07260,480,181,020,9991,590,6453,80,06670,490,21,040,9961,60,6383,90,06140,50,2221,060,9921,620,62440,05650,510,2441,080,9861,640,614,50,03830,520,2671,10,9791,660,59750,02680,530,2911,120,971,680,5860,01420,540,3151,140,9611,70,57170,20?10-30,550,3391,160,9511,720,55880,05?10-30,560,3651,180,941,740,54690,27?10-30,570,391,20,9281,760,534100,20?10-30,580,4151,210,9211,780,522201,6?10-40,590,4411,220,9151,80,51303,2?10-50,60,4661,230,9081,820,498401,0?10-50,610,4921,240,9021,840,487504,3?10-60,620,5171,250,8951,860,476? 00,630,5421,260,8881,880,465- - 0,640,5671,270,8811,90,455- - 0,650,6151,280,8741,920,444- -
2.Относительного спектрального распределения энергетической светимости заданного ИИ (рисунок 4)
Спектральное распределение излучения АЧТ описывается законом Планка
, (5)
где Вт•с2 - постоянная Планка;
- длина волны, мкм;
см•с-1 - скорость света;
Вт•см-2• мкм4;
Вт•с• К-1 - постоянная Больцмана.
мкм•К
Рисунок 4 - Спектральное распределение излучения АЧТ при 2000 К
3.Относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения по данным таблицы 2 (рисунок 5)
Таблица 2 - Относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения [3]
?, нм3004005006007000- 0,00040,3230,6310,004110- 0,00120,5030,5030,002120- 0,00400,7100,3810,0010530- 0,01160,8620,2650,0005240- 0,0230,9540,1750,0002550- 0,0380,9950,1070,0001260- 0,0600,9950,0610,0000670- 0,0910,9520,0320,00003800,0000390,1390,8700,0170,000015900,000120,2080,7570,0082-
Рисунок 5 - Относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения
4.относительной спектральной характеристики чувствительности заданного ПОИ (ФР1-3) (рисунок 6).
ФР1-3 фоторезистор на основе сульфида свинца предназначены для применения в качестве приемников и датчиков инфракрасного излучения в составе оптико-электронной аппаратуры, систем фотоэлектрической автоматики и телемеханики, в радиометрах и измерительных приборах, работающих в диапазоне длин волн от 0,4 до 3,6 мкм.
Рисунок 6 - Спектральная характеристика чувствительности заданного ПОИ (ФР1-3) [1]
8.2 Расчет коэффициентов использования паспортного и заданного ПОИ
Коэффициенты использования и излучения паспортного () и заданного () ИИ заданным ПОИ. С учетом того, что приняли =1:
(6)
(7)
КПД глаза и для излучения паспортного и заданного ПОИ (с учетом того, что приняли =1):
(8)
(9)
Ход расчета отразим в таблице 3.
Из таблицы 3
Таблица 3 - К расчету коэффициентов использования излучения паспортного и заданного ИИ заданным ПОИ
, мкм 00,000,000,000,000,000,000,000,000,10,000,000,000,000,000,000,000,000,20,000,000,000,000,000,000,000,000,30,000,000,000,000,000,000,000,000,40,060,060,000,000,000,000,000,000,50,220,6710,000,322,226,670,070,220,60,472,9616,000,637,4647,280,291,860,70,707,5920,000,0014,08151,840,000,030,80,8614,0932,000,0027,58450,790,000,000,90,9721,2543,000,0041,54913,940,000,0011,0027,9453,000,0052,951480,990,000,001,10,9933,4162,000,0061,132071,430,000,001,20,9337,3570,000,0064,962614,410,000,001,30,8639,7780,000,0068,803181,510,000,001,40,7940,8690,000,0070,653677,080,000,001,50,7140,8798,000,0069,584005,130,000,001,60,6440,07100,000,0063,804006,800,000,001,70,5738,69100,000,0057,103868,960,000,001,80,5136,9397,000,0049,473582,040,000,001,90,4634,9492,000,0041,863214,210,000,0020,4132,8386,000,0034,832823,520,000,002,10,3630,7080,000,0028,962455,700,000,002,20,3228,5972,000,0023,262058,470,000,002,30,2926,5564,000,0018,501699,370,000,002,40,2624,6158,000,0014,961427,380,000,002,50,2322,7850,000,0011,601138,840,000,002,60,2121,0644,000,009,15926,660,000,002,70,1919,4638,000,007,11739,590,000,002,80,1717,9832,000,005,41575,440,000,002,90,1516,6227,000,004,13448,610,000,0030,1415,3623,000,003,17353,170,000,00?13,45673,96615370,959854,25447919,870,3692,112оптический излучение амплитуда чувствительность
Интегральная токовая или вольтовая чувствительность заданного ПОИ к излучению заданного ИИ в энергетических величинах (А/Вт, В/Вт):
(10)
или
(11)
где - интегральная чувствительность ПОИ к излучению паспортного ИИ в световых величинах;
- интегральная чувствительность ПОИ к излучению паспортного ИИ в энергетических величинах.
Если параметры ИИ были заданы в световых величинах и был рассчитан световой поток , падающий на ПОИ, то необходимо рассчитать соответствующий поток излучения:
(12)
Для ПОИ ФР1-3 =240 В/Вт (не менее) [1]
(В/Вт)
9. Расчет амплитуды переменной составляющей сигнала и величины постоянной составляющей тока на выходе ПОИ
При синусоидальной модуляции поток излучения, падающий на ПОИ, описывается выражением
(13)
где - постоянная составляющая потока излучения;
- амплитуда переменной составляющей потока излучения.
Постоянная составляющая потока излучения может быть обусловлена наличием фоновых засветок от окружающих объектов, а также средним значением потока излучения исследуемого ИИ.
Если излучение фона отсутствует или пренебрежимо мало, а глубина модуляции исследуемого излучения составляет 100%, то
(14)
(Вт)
Поток излучения, падающий на ПОИ, обуславливает возникновение тока, проходящег