Прозрачность полос ступенчатого ослабителя

S	239	208	167	123	82	51	34	233
I, %	100	87	70	51	34	21	14	100

Рисунок 1б.5. Зависимость выходного сигнала S от интенсивности падающего излучения I (сенситометрическая характеристика видеокамеры Logitech в зеленой области спектра).

Как следует из рисунка 1б.5, в данном случае сенситометрическая характеристика видеокамеры в зеленой части спектра является практически линейной. Данный факт серьезно упрощает дальнейшую обработку результатов, так как исходный сигнал не нуждается в преобразовании.

1Б.2.3. Порядок проведения эксперимента

1) Съемка сенситометрической характеристики ослабителя. Следует собрать оптическую схему, изображенную на рис. 1б.6 (две линзы необходимы для получения равномерной засветки ослабителя параллельным пучком лучей). Регулируя ширину раскрытия щели спектрографа, добейтесь необходимого уровня сигнала. Сняв полученное изображение, сохраните результат.

3) Подготовка плазмотрона к работе. Соберите оптическую схему, изображенную на рис. 1б.7. Открыв соответствующие вентили, подайте на установку охлаждающую воду и аргон. Включите генератор постоянного тока. Непосредственно перед поджигом дуги включите на стенде тумблер «Поджиг дуги».

4) Поджиг дуги. После подачи электрического питания на стенд, запуск плазмоторона осуществляется с помощью вспомогательного электрода: внутрь плазмотрона вставляется вольфрамовый стержень, на короткое время замыкающий электроды, после чего стержень удаляется; в результате в плазмотроне должна зажечься электрическая дуга.

Рис. 1б.6. Схема съемки ступенчатого ослабителя. 1 – источник света,

2 – линза F=75, 3 – линза F=150, 4 – спектрограф с видеокамерой Logitech

Рис. 1б.7. Схема регистрации интенсивности излучения дуги.

1 – плазмотрон, 2 – линза F=150, 3 – спектрограф с видеокамерой Logitech

5) Съемка распределения интенсивности излучения дуги по ширине канала. Осуществляется аналогично съемке сенситометрической характеристики ослабителя. Сохраните результат – полученное изображение. Запишите также силу тока дуги, измеряемую амперметром.

6) Завершение работы. Осуществляется в обратном порядке: сначала отключается электропитание, подаваемое на стенд, затем выключается генератор постоянного тока; прекращается подача на стенд аргона и охлаждающей воды. Затем выключаются спектрограф и компьютер.

1Б.3.Обработка результатов лабораторной работы

Обработка результатов заключается в построении сенситометрической характеристики ПЗС-линейки, последующем приведении измеренного сигнала к относительной, а затем и к абсолютной интенсивности излучения, решение уравнения Абеля, получение распределения температуры электрической дуги по радиусу.

Методика построения сенситометрической характеристики описана в п. 1б.2.2. Приведение сигнала к относительной интенсивности осуществляется путем сопоставления измеренного сигнала величине , определяемой через интерполяцию значений из таб. 1б.1. Приведение к абсолютному сигналу осуществляется двумя способами.

Способ 1(контрольный). Каждому значению силы тока соответствует заранее измеренная температура в центре столба дуги (см. таб. 1б.3), что позволяет определить по формуле (1б.4) значение объемного коэффициента излучения в центре столба. Получить абсолютные значения объемных коэффициентов излучения при произвольном радиусеr можно по формуле

, (1б.10)

где – относительные объемные коэффициенты излучения, получаемые при решении уравнения Абеля с относительными интенсивностями излучения.

Способ 2. В результате выполнения лабораторной работы №3 по методу относительных интенсивностей для спектральных линий аргона определяется температура в центре дуги. Именно эта величина и используется для определения значения объемного коэффициента излучения в центре столба. Абсолютные значения объемных коэффициентов излучения при произвольном радиусеr далее вычисляются по формуле (1.10).

Таблица 1б.3