RU2688904C1 - Optical signal receiver - Google Patents
Optical signal receiver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688904C1 RU2688904C1 RU2018134217A RU2018134217A RU2688904C1 RU 2688904 C1 RU2688904 C1 RU 2688904C1 RU 2018134217 A RU2018134217 A RU 2018134217A RU 2018134217 A RU2018134217 A RU 2018134217A RU 2688904 C1 RU2688904 C1 RU 2688904C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shutter
- receiver
- photosensitive element
- spring
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0418—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using attenuators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
- G02B26/023—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light comprising movable attenuating elements, e.g. neutral density filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
Abstract
Description
Изобретение относится к технике приема импульсного оптического излучения, преимущественно к приемникам импульсных лазерных дальномеров и других светолокационных устройств.The invention relates to the technique of receiving pulsed optical radiation, mainly to receivers of pulsed laser range finders and other light-emitting devices.
Известны приемники оптических сигналов [1] для систем импульсной лазерной локации, предназначенные для преобразования в электрические сигналы отраженных удаленными объектами зондирующих импульсов лазерного излучения и временной привязки электрических импульсов для определения их задержки τ относительно момента излучения лазерного зондирующего импульса. По этой задержке судят о дальности R до отражающего объекта по формуле R=сτ/2, где с - скорость света. Подобным образом построены приемники оптических сигналов [2-3], содержащие фоточувствительный элемент и схему обработки сигнала. Указанные устройства имеют ограниченный динамический диапазон, препятствующий применению таких приемников в измерителях дальности и другой аппаратуре с повышенными требованиями к точности. Существует ряд технических решений, имеющих целью расширение динамического диапазона и повышение точности временной фиксации принятых сигналов [4-5]. Однако эти решения не обеспечивают работоспособность приемника, если энергия входного излучения превышает уровень лучевой прочности фоточувствительного элемента.Known receivers of optical signals [1] for systems of pulsed laser location, designed to convert into electrical signals reflected by remote objects of the probe pulses of laser radiation and the timing of electrical pulses to determine their delay τ relative to the moment of radiation of the laser probe pulse. This delay is used to judge the distance R to a reflecting object using the formula R = сτ / 2, where c is the speed of light. Optical signals receivers [2-3] are constructed in a similar way, containing a photosensitive element and a signal processing circuit. These devices have a limited dynamic range that prevents the use of such receivers in range meters and other equipment with increased accuracy requirements. There are a number of technical solutions aimed at expanding the dynamic range and improving the accuracy of temporal fixation of received signals [4-5]. However, these solutions do not ensure the performance of the receiver if the energy of the input radiation exceeds the level of radiation resistance of the photosensitive element.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является приемник оптических сигналов, содержащий фоточувствительный элемент, схему обработки сигнала, светоделитель, фотодатчик, устройство задержки и оптический затвор, установленный перед фоточувствительным элементом [6]. В данном приемнике оптический затвор не открывается, если сигнал с фотодатчика превышает пороговое значение, соответствующее уровню входного излучения, превышающего порог лучевой прочности фоточувствительного элемента. В противном случае затвор открывается, и входное излучение поступает на фоточувствительный элемент. Время задержки сигнала в линии задержки должно превышать время реакции затвора на управляющий импульс от фотодатчика. Таким образом, обеспечивается функционирование устройства не только в рабочем динамическом диапазоне отраженных сигналов, но и за его пределами - в условиях высокоэнергетических входных сигналов.The closest in technical essence of the present invention is an optical signal receiver containing a photosensitive element, a signal processing circuit, a beam splitter, a photosensor, a delay device and an optical shutter mounted in front of the photosensitive element [6]. In this receiver, the optical shutter does not open if the signal from the photo sensor exceeds the threshold value corresponding to the input radiation level exceeding the radiation resistance threshold of the photosensitive element. Otherwise, the shutter opens and the input radiation enters the photosensitive element. The delay time of the signal in the delay line must exceed the response time of the gate to the control pulse from the photo sensor. Thus, the device ensures functioning not only in the working dynamic range of the reflected signals, but also beyond its limits - in conditions of high-energy input signals.
Недостаток приемника [6] - потери излучения в светоделителе, устройстве задержки и оптическом затворе, а также ограничения по быстродействию затвора, вынуждающие увеличивать задержку сигнала в устройстве задержки. Это, в свою очередь, приводит к потерям в приемном тракте, искажению формы принимаемого сигнала, увеличению габаритов устройства, особенно за счет светоделителя, устройства задержки и оптического затвора.The disadvantage of the receiver [6] is the radiation losses in the beam splitter, the delay device and the optical shutter, as well as the shutter speed limitations, which increase the signal delay in the delay device. This, in turn, leads to losses in the receiving path, distortion of the shape of the received signal, an increase in the dimensions of the device, especially due to the beam splitter, the delay device and the optical shutter.
Задачей изобретения является обеспечение работоспособности приемника оптических сигналов для высокоэнергетических входных сигналов и наивысшей чувствительности для слабых входных сигналов при минимальных габаритах устройства и его максимальном быстродействии и надежности.The objective of the invention is to ensure the health of the receiver of optical signals for high-energy input signals and the highest sensitivity for weak input signals with minimum dimensions of the device and its maximum performance and reliability.
Эта задача решается за счет того, что в известном приемнике оптических сигналов, содержащем фоточувствительный элемент, схему обработки сигнала и оптический затвор, установленный перед фоточувствительным элементом, оптический затвор выполнен в виде шторки с двумя рабочими положениями, а в состав устройства введен привод шторки, включающий плоскую пружину, замкнутую в виде кольца, диаметрально противоположные стороны которого стянуты растяжкой с усилием F, определяемым заданным быстродействием привода шторки, а шторка связана с пружиной с помощью передаточного звена таким образом, чтобы при изменении длины растяжки на величину Δс шторка перемещалась на заданное расстояние S между исходным и рабочим положениями, в исходном положении шторка перекрывает фоточувствительный элемент, а в рабочем положении находится вне его поля зрения, причем растяжка представляет собой токопроводящую нить, к концам которой подведен внешний источник управляющего электрического сигнала, при подаче которого температурное расширение растяжки от ее нагрева протекающим электрическим током составляет величину Δс.This problem is solved due to the fact that in a known optical signal receiver containing a photosensitive element, a signal processing circuit and an optical shutter installed in front of the photosensitive element, the optical shutter is designed as a shutter with two working positions, and a curtain drive is inserted into the device, including a flat spring, closed in the form of a ring, the diametrically opposite sides of which are stretched by a stretch with a force F defined by a given shutter speed and the shutter is connected to the springs using the transmission link so that when the length of the stretch changes by Δc, the shutter moves a predetermined distance S between the initial and working positions, in the initial position the shutter overlaps the photosensitive element, and in the working position is outside its field of view, and the stretch is conductive thread, to the ends of which an external source of the control electrical signal is connected, at the supply of which thermal expansion of the stretching from its heating by flowing electric current It leaves the value Δs.
Передаточное звено может представлять собой элемент жесткого крепления шторки к боковой стороне пружины перпендикулярно направлению растяжки, при этом противоположная от шторки сторона пружины прикреплена к корпусу приемника.The transmission link may be a fixed fastening element of the shutter to the side of the spring perpendicular to the direction of stretching, while the opposite side of the spring from the shutter is attached to the receiver body.
Передаточное звено может представлять собой качающееся коромысло, одно плечо которого длиной L1 связано с пружиной, а второе длиной L2 - со шторкой, при этом ход шторки The transmission link can be a swinging arm, one shoulder of which length L 1 is connected with a spring, and the second one with length L 2 - with a shutter, while the stroke of the shutter
Плоская пружина может быть сформирована в виде овала, больший диаметр d1 которого сориентирован в направлении растяжки, а меньший d2 - в направлении хода шторки, которая прикреплена к пружине с одной из сторон диаметра d2.The flat spring can be formed in the form of an oval, a larger diameter d 1 of which is oriented in the direction of stretching, and a smaller d 2 in the direction of the curtain stroke, which is attached to the spring on one side of the diameter d 2 .
Шторка может быть выполнена полупрозрачной с коэффициентом пропускания τ, отвечающим условию где Ефпу - энергетическая чувствительность приемника; Emin - минимальная энергия высокоэнергетического сигнала поступающего на фоточувствительный элемент; Emax - максимальная энергия высокоэнергетического сигнала; Епду - предельно допустимый уровень энергии сигнала, поступающего на фоточувствительный элемент.The shutter can be made translucent with a transmittance τ that meets the condition where E fpu - energy sensitivity of the receiver; E min - the minimum energy of the high-energy signal entering the photosensitive element; E max - the maximum energy of the high-energy signal; E remote control - the maximum allowable energy level of the signal supplied to the photosensitive element.
На чертеже фиг. 1 представлена функциональная схема приемника оптических сигналов. На фиг. 2 показаны варианты привода с жестким креплением шторки к боковой поверхности пружины. На фиг. 3 изображен вариант привода шторки с передаточным звеном в виде качающегося коромысла.In FIG. 1 shows a functional diagram of an optical signal receiver. FIG. 2 shows the drive options with a rigid fastening of the shutter to the side surface of the spring. FIG. 3 shows a variant of the drive of the curtain with a transmission link in the form of a swinging arm.
Приемник оптических сигналов (фиг. 1) состоит из фоточувствительного элемента 1 (например, фотодиода) и схемы обработки сигнала 2, включающей предусилитель 3, усилитель 4 и формирователь выходного сигнала 5, выход которого является выходом устройства. Перед фоточувствительным элементом расположена шторка 6 с приводом в виде кольцеобразной пружины 7, стянутой растяжкой 8, подключенной к выходу формирователя импульса тока 9, включенного на выходе логического модуля 10, один из входов которого связан с выходом схемы обработки сигнала 2, а второй является его управляющим входом. Устройство размещено в герметичном корпусе 11, через оптическое окно которого принимаемое излучение поступает на фоточувствительный элемент 1. Привод шторки состоит из овальной пружины 7 и растяжки 8 в виде токопроводящей нити, на которую подается управляющий сигнал с формирователя 9. Одной из своих сторон пружина 7 и растяжка прикреплены к корпусу 11. Противоположная сторона пружины жестко, но без электрического контакта связана со вторым концом растяжки, подключенным к выходу формирователя импульса тока 9. В одном конструктивном варианте шторка 6 прикреплена к боковой поверхности пружины 7 на равном удалении от концов растяжки (фиг. 1, 2). В другом варианте (фиг. 3) пружина со стороны крепления свободного конца растяжки оперта на короткое плечо коромысла 12, а шторка 6 прикреплена ко второму плечу коромысла. Растяжка своим фиксированным концом крепится непосредственно к корпусу 11, а пружина 7 - через изолирующую прокладку 13.The receiver of optical signals (Fig. 1) consists of a photosensitive element 1 (for example, a photodiode) and a
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
В исходном состоянии полупрозрачная шторка 6 находится перед рабочей площадкой фоточувствительного элемента 1, ослабляя поступающие на нее сигналы в 1/τ раз. При подаче на растяжку управляющего сигнала от формирователя 9 растяжка под действием протекающего через нее тока нагревается, и ее исходная длина с увеличивается на величину Δс = αсΔТ, где α - коэффициент температурного расширения, ΔT - приращение температуры. В результате под действием силы , создаваемой плоской пружиной, шторка перемещается на расстояние Δs, открывая рабочую площадку фоточувствительного элемента. При отключении управляющего сигнала длина растяжки принимает первоначальное значение с, и шторка возвращается в исходное положение, закрывая рабочую площадку фоточувствительного элемента. Если шторка выполнена полупрозрачной, в ее исходном положении фотоприемное устройство может принимать высокоэнергетические сигналы, превышающие уровень номинальной чувствительности ФПУ в 1/τ раз и более без ущерба для фоточувствительного элемента.In the initial state, the
Для перекрытия шторкой рабочей площадки фоточувствительного элемента должно выполняться условие где dшт - рабочий диаметр полупрозрачного участка шторки; dфчэ - диаметр рабочей площадки фоточувствительного элемента; а - расстояние от шторки до поверхности фоточувствительного элемента; α - угол зрения фоточувствительного элемента; Δ - погрешность фиксации поперечного положения шторки при отсутствии управляющего сигнала на входе привода. В величину Δ входят как погрешности юстировки, так и температурный уход в диапазоне окружающих температур.To cover the working platform of the photosensitive element with a shutter, the following condition must be met where d pcs - the working diameter of the translucent portion of the curtain; d FCE - diameter of the working area of the photosensitive element; a is the distance from the shutter to the surface of the photosensitive element; α is the angle of view of the photosensitive element; Δ is the error of fixing the lateral position of the shutter in the absence of a control signal at the input of the drive. The value of Δ includes both the alignment errors and the temperature drift in the ambient temperature range.
Коэффициент ослабления шторки τ определяется ожидаемым уровнем высокоэнергетической лазерной засветки от внешнего источника. Шторка может быть выполнена в виде прозрачной плоскопараллельной пластины с полупрозрачным покрытием, нанесенным, например, путем металлизации. Толщина этого покрытия определяет величину τ при сохранении габаритно-присоединительных параметров. Если при закрытой полупрозрачной шторке на выходе схемы обработки 2 формируется сигнал, это свидетельствует о наличии на входе фоточувствительного элемента 3 высокоэнергетического сигнала. Тогда логический модуль 10 предотвращает прохождение управляющего сигнала на формирователь 9, и шторка остается в исходном состоянии.The shutter attenuation coefficient τ is determined by the expected level of high-energy laser illumination from an external source. The shutter can be made in the form of a transparent plane-parallel plate with a translucent coating applied, for example, by metallization. The thickness of this coating determines the value of τ while maintaining the overall-connecting parameters. If a signal is formed at the output of
Для плоской кольцевой пружины, нагруженной сосредоточенным растягивающим усилием, справедлива формула [7].For a flat ring spring loaded by a concentrated tensile force, the formula [7] is valid.
гдеWhere
Δx - величина деформации (сжатие кольца) в направлении, перпендикулярном направлению растягивающего усилия, мм;Δx is the amount of deformation (compression of the ring) in the direction perpendicular to the direction of the tensile force, mm;
F - прилагаемая растяжкой нагрузка, Н;F - stretched load, N;
- средний радиус кольца, мм; - average radius of the ring, mm;
d1 - внутренний диаметр кольца, мм;d 1 - internal diameter of the ring, mm;
d2 - наружный диаметр кольца, мм;d 2 - outer diameter of the ring, mm;
Е - модуль упругости материала кольца, Па;E is the modulus of elasticity of the ring material, Pa;
- момент инерции сечения кольца; - moment of inertia of the ring section;
b - ширина кольца, мм;b - ring width, mm;
- толщина кольца, мм; - ring thickness, mm;
Предел прочности нихрома при растяжении - σВ = 0,65-0,70 ГПа.The tensile strength of nichrome under tension is σ B = 0.65-0.70 GPa.
Пример 1.Example 1
Нихром Х20Н80 ГОСТ 8803-89 сплав твердый.Nichrome X20H80 GOST 8803-89 solid alloy.
Предел прочности 0,77 ГПа. Принятая удельная нагрузка σпред = 0,1 ГПа.The tensile strength of 0.77 GPA. Adopted specific load σ before = 0.1 GPA.
Проволока диаметр 0,1 мм, длина 30 мм. Площадь сечения Sнихр = 0,00785 мм2=7,85⋅10-9 м2. Рабочая нагрузка F = σпред⋅Sнихр = 0,1⋅7,85=0,8 Н.Wire diameter 0.1 mm, length 30 mm. The cross-sectional area S nichr = 0.00785 mm 2 = 7.85⋅10 -9 m 2 . The workload F = σ before ⋅S nichr = 0.1⋅7.85 = 0.8 N.
Кольцевая пружина - бериллиевая бронза БрБ2, лента. Е = 12000 МПа.Ring spring - beryllium bronze BrB2, tape. E = 12000 MPa.
d2 = 20,1 мм; d1 = 19,9 мм. r = 10 мм. Ширина b = 2 мм.d 2 = 20.1 mm; d 1 = 19.9 mm. r = 10 mm. Width b = 2 mm.
Согласно формуле (1) начальное поперечное сужение кольца под действием продольной силы FAccording to the formula (1), the initial transverse narrowing of the ring under the action of a longitudinal force F
При температурном расширении нихромовой нити кольцо стремится восстановить прежнюю форму с силой F. Тогда, если суммарная эквивалентная масса кольца и шторки равна m, ускорение шторки (фиг. 2).With temperature expansion of the nichrome filament, the ring tends to restore the former shape with a force F. Then, if the total equivalent mass of the ring and the shutter is m, the acceleration of the shutter (Fig. 2).
Пример 2.Example 2
Масса кольца в приведенных обозначениях mк = 2πr⋅bh⋅ρ, где ρ - плотность материала кольца. Плотность бронзы БрБ2 ГОСТ 1789-70 ρ=8,8 кг/дм3. При этих данных mк = 2πr⋅bh⋅ρ = 2π⋅0,1⋅0,02⋅0,001⋅8,8 = 1,1-10-4 кг. Эквивалентная ускоряемая масса с учетом шторки и оправы m ~ 2⋅10-4 кг. Поперечная сила The mass of the ring in the above notation m к = 2πr⋅bh⋅ρ, where ρ is the density of the ring material. The density of bronze BrB2 GOST 1789-70 ρ = 8.8 kg / dm 3 . With these data, m to = 2πr⋅bh⋅ρ = 2π⋅0.1⋅0.02⋅0.001⋅8.8 = 1.1-10 -4 kg. Equivalent accelerated mass, taking into account the shutter and rim m ~ 2⋅10 -4 kg. Shear force
Ускорение шторки The acceleration of the curtain
Перемещение шторки S = 0,3 мм.Moving the curtain S = 0.3 mm.
Время перемещения Travel time
Примечание: шторка 2×2×0,2, стекло К8 ГОСТ 3514-76 с металлизацией.Note:
Плотность ρ = 2,51 г/см3. Масса 0,2⋅0,2⋅0,02⋅2,51 = 2⋅10-2 г = 2⋅10-5 кг.Density ρ = 2.51 g / cm 3 . Mass 0.2⋅0.2⋅0.02⋅2.51 = 2⋅10 -2 g = 2⋅10 -5 kg.
Рабочая температура растяжки должна существенно превышать эксплуатационный температурный диапазон, чтобы температурные условия внешней среды не оказывали заметного влияния на положение шторки. С другой стороны, температура растяжки не должна быть слишком высокой, чтобы не подвергать растяжку пластическим деформациям при рабочей нагрузке.The working temperature of the stretch must significantly exceed the operating temperature range so that the ambient temperature conditions do not have a noticeable effect on the position of the shutter. On the other hand, the stretching temperature should not be too high so as not to subject the stretching to plastic deformations under working load.
Пример 3. Растяжка - нихромовая проволока длиной с = 20 мм. α = 18⋅10-6 1/град. Эксплуатационный температурный диапазон Тэксп = 0 ± ΔТэксп. ΔТэксп = 40°С.Example 3. Stretching - nichrome wire with length = 20 mm. α = 18⋅10 -6 1 / deg. Operating temperature range T exp = 0 ± ΔT exp . ΔT exp = 40 ° C.
Перемещение шторки S = 0,3 мм (см. Пример 2). Соответствующее необходимое удлинение растяжки Δс зависит от исполнения передаточного звена 12 и пружины 7. Принято Δс = S/2 = 0,15 мм.Moving the curtain S = 0.3 mm (see Example 2). The corresponding required extension of the stretch Δc depends on the design of the
Температурное приращение растяжкиTemperature increment stretching
ΔТ = Δс/αс = 0,15/(18⋅10-6⋅20) ~ 420° >> ΔТэксп.ΔТ = Δс / αс = 0.15 / (18⋅10 -6 ⋅20) ~ 420 ° >> ΔT exp .
Температура плавления сплава Х20Н80 - Tпл = 1200°С >> ΔТ.The melting point of the alloy X20H80 - T pl = 1200 ° C >> ΔT.
Энергия, необходимая для повышения температуры растяжки, ЕΔT = βmΔТ, где β - теплоемкость материала растяжки; m - масса прогреваемого объема.The energy required to increase the temperature of the stretch, E ΔT = βmΔТ, where β is the heat capacity of the stretch material; m is the mass of the heated volume.
Пример 4. Габариты токопроводящей растяжки Объем VT ~ 2⋅10-4 см3.Example 4. Conductive Stretch Dimensions Volume V T ~ 2⋅10 -4 cm 3 .
Плотность сплава Х20Н80 ρT = 7,94 г/см3; m = ρT VT=1,6⋅10-6 кг; теплоемкость нихрома β = 0,57 Дж/кгK.The density of the alloy X20H80 ρ T = 7.94 g / cm 3 ; m = ρ T V T = 1,6⋅10 -6 kg; the heat capacity of nichrome is β = 0.57 J / kgK.
ЕT = βmΔТ = 0,57⋅1,6⋅10-6⋅420 = 0,00038 Дж = 0,38 мДж.Е T = βmΔТ = 0.57⋅1.6⋅10 -6 ⋅420 = 0.00038 J = 0.38 mJ.
Сопротивление нихромовой проволоки где ρR - удельное сопротивление;Nichrome wire resistance where ρ R is the resistivity;
с - длина растяжки; d - диаметр проволоки.c is the length of the stretch; d - wire diameter.
Импульс тока энергией ЕT через растяжку может быть прямоугольным длительностью ts или экспоненциальным при разряде через растяжку накопительного конденсатора емкостью СT, заряженного до напряжения U0.The current pulse with energy E T through the stretching may be rectangular with duration t s or exponential during discharge through the stretching of the storage capacitor C T charged to the voltage U 0 .
Пример 5.Example 5
ρR = 1,01⋅10-6 Ом⋅м (нихром Н20Х80); с = 0,02 м; d = 0,1⋅10-3 м.ρ R = 1.01⋅10 -6 Om⋅m (Н20Х80 nichrome); c = 0.02 m; d = 0.1⋅10 -3 m.
RT = 2,6 Ом.R T = 2.6 Ohms.
Прямоугольный импульс. RT = 2,6 Ом; ts = 5⋅10-4 с; ЕT = 0,38 мДж. Энергия откуда Ток через растяжку Rectangular impulse. R T = 2.6 Ohm; t s = 5⋅10 -4 s; E T = 0.38 mJ. Energy from where Stretching current
Экспоненциальный импульс. Постоянная времени разряда τC ~ ts /3 = 0,17 мс. Энергия Максимальный ток Imax = U0/RT = l,3 А.Exponential momentum. The discharge time constant is τ C ~ t s / 3 = 0.17 ms. Energy Maximum current I max = U 0 / R T = l, 3 A.
Описанное техническое решение обеспечивает безопасное применение фотоприемного устройства в составе любой аппаратуры и в любых условиях эксплуатации. При этом габариты и масса шторки с приводом, а также объем логического модуля позволяют встраивать эти узлы в существующие миниатюрные приемники без изменения их типоразмеров. Размещение элементов защиты приемника в составе его герметизированного корпуса обеспечивает их надежность, долговечность и максимальный ресурс работы.The described technical solution ensures the safe use of a photo-receiver device as part of any equipment and in any operating conditions. At the same time, the dimensions and mass of the curtain with a drive, as well as the volume of the logic module, allow these nodes to be embedded into existing miniature receivers without changing their sizes. The placement of the protection elements of the receiver as part of its sealed enclosure ensures their reliability, durability and maximum service life.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает работоспособность фотоприемного устройства для высокоэнергетических входных сигналов и наивысшую чувствительность для слабых входных сигналов при минимальных габаритах устройства и его максимальном быстродействии и надежности.Thus, the proposed technical solution ensures the performance of the photodetector for high-energy input signals and the highest sensitivity for weak input signals with the minimum dimensions of the device and its maximum speed and reliability.
Источники информацииInformation sources
1. В.А. Волохатюк и др. "Вопросы оптической локации". - М.: Советское радио, М., 1971. - с. 213.1. V.A. Volokhatyuk and others. "Questions of optical location." - M .: Soviet Radio, Moscow, 1971. - p. 213.
2. В.Г. Вильнер и др. Анализ входной цепи фотоприемного устройства с лавинным фотодиодом и противошумовой коррекцией. «Оптико-механическая промышленность». №9, 1981 г. - с. 593.2. V.G. Vilner et al. Analysis of the input circuit of a photodetector with an avalanche photodiode and noise-reduction correction. "Optical-mechanical industry". No. 9, 1981 - with. 593.
3. В.А. Афанасьев и др. Порог чувствительности приемника импульсного оптического излучения с большим входным импедансом. Электронная техника. Серия 11. «Лазерная техника и оптоэлектроника». 1988, в. 3. - с. 78-83.3. V.A. Afanasyev et al. Sensitivity threshold of a pulsed optical radiation receiver with high input impedance. Electronic equipment.
4. В.Г. Вильнер и др. Приемник импульсных оптических сигналов. Патент РФ №2506547.4. V.G. Vilner et al. Receiver of pulsed optical signals. The patent of the Russian Federation №2506547.
5. П.М. Боровков и др. Особенности схемотехники импульсных пороговых ФПУ с малым временем восстановления чувствительности после воздействия импульса перегрузки. «Прикладная физика», №1, 2015 г. - с. 61-65.5. P.M. Borovkov et al. Peculiarities of circuit design of pulsed threshold FPU with a short sensitivity recovery time after exposure to an overload pulse. Applied Physics, No. 1, 2015 - p. 61-65.
6. Radiation receiver with active optical protection system. US patent No 6,548,807 - прототип.6. Radiation receiver with active optical protection system. US patent No 6,548,807 - prototype.
7. B.B. Данилевский Лабораторные работы по технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 1971 г. - С. 85.7. B.B. Danilevsky Laboratory work on mechanical engineering technology. M .: Higher School, 1971 - p. 85.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134217A RU2688904C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Optical signal receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134217A RU2688904C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Optical signal receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688904C1 true RU2688904C1 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018134217A RU2688904C1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Optical signal receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688904C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3444794A (en) * | 1966-04-01 | 1969-05-20 | Agfa Gevaert Ag | Impeller shutter for photographic camera |
RU2065582C1 (en) * | 1992-09-28 | 1996-08-20 | Научно-исследовательский институт физической оптики и оптики лазеров, информационных оптических систем - головной институт Всероссийского научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова" | Device for testing quality of light beams |
US6548807B2 (en) * | 2000-12-21 | 2003-04-15 | Zeiss Optronik Gmbh | Radiation receiver with active optical protection system |
WO2006091791A2 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Pixtronix, Inc. | Methods and apparatus for actuating displays |
-
2018
- 2018-09-28 RU RU2018134217A patent/RU2688904C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3444794A (en) * | 1966-04-01 | 1969-05-20 | Agfa Gevaert Ag | Impeller shutter for photographic camera |
RU2065582C1 (en) * | 1992-09-28 | 1996-08-20 | Научно-исследовательский институт физической оптики и оптики лазеров, информационных оптических систем - головной институт Всероссийского научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова" | Device for testing quality of light beams |
US6548807B2 (en) * | 2000-12-21 | 2003-04-15 | Zeiss Optronik Gmbh | Radiation receiver with active optical protection system |
WO2006091791A2 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Pixtronix, Inc. | Methods and apparatus for actuating displays |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2681765C (en) | Double quench circuit for an avalanche current device | |
US4859054A (en) | Proximity fuze | |
US6548807B2 (en) | Radiation receiver with active optical protection system | |
CN107003392B (en) | Distance measuring equipment and the method for determining distance | |
JP6981747B2 (en) | Systems and methods for protection against high radiant flux light based on flight time | |
US9983054B2 (en) | Ultraviolet light sensing circuit and sensing system | |
US3862415A (en) | Opto-electronic object detector using semiconductor light source | |
CA2933870C (en) | System for transmitting and receiving electromagnetic radiation | |
RU2692830C1 (en) | Laser pulse receiver | |
RU2688904C1 (en) | Optical signal receiver | |
RU2686386C1 (en) | Optical receiver | |
RU2686406C1 (en) | Laser radiation receiver | |
RU2690718C1 (en) | Optical radiation receiver | |
RU2688906C1 (en) | Optical pulse receiver | |
RU2688907C1 (en) | Photodetector | |
CN113748584A (en) | Safety housing for wireless power supply | |
RU2694463C1 (en) | Pulse photodetector | |
RU2688947C1 (en) | Photodetector with gate | |
CN205181916U (en) | Infusion check out test set | |
JPS63186107A (en) | Method of measuring distance up to separating body and distance measuring device | |
DE60300710D1 (en) | Antenna coupled bolometric detector having a switch and imaging system based on such detectors | |
JPS59131127A (en) | Temperature variation detector | |
GB2267963A (en) | Obscuration sensor | |
US4195244A (en) | CdS Solid state phase insensitive ultrasonic transducer | |
JP6833449B2 (en) | Measuring device and measuring method |