- •Определение датчика. Виды датчиков.
- •Активные датчики
- •Пассивные датчики
- •Комбинированные датчики
- •Влияние внешних факторов на показания датчика
- •Эталоны и единицы физических величин
- •Пределы применимости датчиков
- •Чувствительность датчика
- •Линейность характеристик датчика
- •Быстродействие датчика
- •Параметры измерительной системы, влияющие на точность измерений
- •Погрешности измерений
- •Определение наиболее вероятного значения измеренных величин в результате статистической обработки
- •Градуировка датчика
- •Воспроизводимость результатов
- •Области применения датчиков
- •Материалы твердотельных сенсоров
- •Технологии изготовления тонкопленочных твёрдотельных сенсоров
- •Энергетические и светотехнические величины
- •Оптический спектр излучения
- •Закон Ламберта
- •Закон Кирхгофа
- •Законы Вина
- •Закон излучения Планка
- •Излучение нечерных тел
- •Источники ик-излучения. Их классификация.
- •Источники температурного излучения.
- •Классификация приемников ик-излучения.
- •Параметры и характеристики фп
- •Тепловые (неселективные) фп
- •Фотоприемники с внутренним фотоэффектом
- •Фотоэмиссионные датчики
- •Многодиапазонные приёмники
- •Многоэлементные фп
- •Датчики изображения
- •Охлаждение фп
- •Методы осаждения пленок фоточувствительных материалов
- •Физическое осаждение из паровой фазы
- •Методы химического осаждения
- •Гидрохимическое осаждение пленок
Источники ик-излучения. Их классификация.
Излучение разделяют на когерентное и некогерентное. Первое – это связанное излучение волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз (лазеры). Второе – электромагнитные колебания не связанные между собой по частоте и фазе. Это излучение большинства источников, представляющих собой спектр частот и оно хаотически несогласованно во времени и направлению.
По физической природе и происхождению источники излучения можно разделить на 4 группы:
1) Источники температурного излучения в виде нагретых тел или в результате сжигания горючих веществ.
2) Электролюминесцентные источники, генерирующие ИК-излучение при прохождении электрического тока через газ или пары металла (газосветные лампы).
3) Когерентные квантовые источники – лазеры или ОКГ (оптические квантовые генераторы).
4) Природные естественные источники - это температурные источники (Солнце, Луна, Земля, планеты, поверхность моря, облака, участки суши).
Источники температурного излучения.
1. АЧТ – используется в качестве образцовых ИК-излучателей для градуировки фотоприемников, определения чувствительности приборов. Конструктивно – это непрозрачная замкнутая полость с равномерно нагретыми стенками и имеющая отверстие для выхода излучения.
Рабочее отверстие в диафрагме может быть 0,3-10 мм. Конус ~ 15%, сердечник l/d=4. Нагреватель – нихромовая проволока.
эфф. ≈ 0,995
2. Излучатели с открытыми телами накала металлическими и неметаллическими. Используются в качестве нагревательных элементов, в спектрофотометрии.
- карборундовые (SiC) стержни (глобары, силиты) Т от 1200 – 1400К до 2100 – 2200К ≈ 0,85
- штрифт Нернста (эталонный ИК-излучатель) стержень диаметром 1 – 3 мм из ZrO2 и Y2O3. Траб = 1700 - 2000К, = 0,5. Селективный излучатель на длинах волн λ1=1,5мкм, λ2= 5,5мкм. Для λ > 7 мкм имеет характеристики близкие АЧТ.
- металлические (W, М0, Та – проволока, лента, труба), используются при более высоких температурах в вакууме, применение – вакуумные печи.
3. Излучатели с телами накала в стеклянных оболочках.
- осветительные лампы (источники ИК для ближней области), вольфрам имеет Т=2400-3000К, <0,4, λ<3мкм, λmax = 0,8 - 1 мкм.
- ламповые термоизлучатели (для уменьшения доли видимой части спектра), вольфрам покрывают ТаС. Т=2200-2500К, λmax = 1,2 - 1,3. Используются в ИК-отражателях.
трубчатые (вольфрам в кварцевой трубке) λmax = 2 - 3 мкм
4. излучатели в металлических и керамических оболочках – Т=700-1000К , λmax = 4 - 5 мкм, их называют «темными».
Естественные источники излучения.
1. Солнце Т=5800К, 50% излучения в ИК-области, 40% в видимой, 10% в УФ, соответствует АЧТ с температурой 5600К (при прохождении излучения через атмосферу) и АЧТ – 6000К при излучении в космосе,. До поверхности земли доходит диапазон длин волн 0,3 - 3,0 мкм.
2. Поверхность Земли излучает на длинах волн:
λ1 = 0,5 мкм – отраженное солнечное излучение
λ2 = 10 мкм – собственное излучение (~288К), λmin = 3,5 мкм, =0,35.
Земля излучает в космос около 0,02 Вт с одного см2 с максимумом в области 8 - 12 мкм.
Облака эффективно отражают ИК-излучение.