SU873747A1 - Device for measuring radiation - Google Patents

Device for measuring radiation Download PDF

Info

Publication number
SU873747A1
SU873747A1 SU792842840A SU2842840A SU873747A1 SU 873747 A1 SU873747 A1 SU 873747A1 SU 792842840 A SU792842840 A SU 792842840A SU 2842840 A SU2842840 A SU 2842840A SU 873747 A1 SU873747 A1 SU 873747A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
receiver
radiation
measured
value
average power
Prior art date
Application number
SU792842840A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.С. Кременчугский
А.Ф. Котюк
В.В. Андреев
А.Я. Шульга
В.А. Лукашин
О.А. Росновский
М.В. Дверницкий
Т.М. Пустовалов
А.А. Асташев
Original Assignee
Институт Физики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Ан Усср filed Critical Институт Физики Ан Усср
Priority to SU792842840A priority Critical patent/SU873747A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU873747A1 publication Critical patent/SU873747A1/en

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

Изобретение относится к тепловым приемникам излучения, предназначенным для измерения мощных лучистых потоков в оптическом диапазоне длин волн.The invention relates to thermal radiation detectors designed to measure powerful radiant fluxes in the optical wavelength range.

Известны приемники интенсивных потоков излучения с чувствительными элементами в виде полых пироэлектрических сфер и конусов, в которых происходит уменьшение плотности исследуемого потока излучения, падающего на чувствительный элемент, за счет отражения пучка либо расположения приемной площадки под острым углом к падающему потоку [1].Known receivers of intense radiation fluxes with sensitive elements in the form of hollow pyroelectric spheres and cones in which the density of the studied radiation flux incident on the sensitive element decreases due to reflection of the beam or the location of the receiving area at an acute angle to the incident flux [1].

Однако такое расширение верхней границы измеряемых мощностей в настоящее время является недостаточным, например, в связи с созданием сверхмощных лазерных установок.However, such an expansion of the upper limit of the measured powers is currently insufficient, for example, in connection with the creation of super-powerful laser systems.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения излучения, содержащее модулятор — ослабитель, пироэлектрический приемник излучения, согласующий каскад и регистрирующий прибор |[2].Closest to the proposed is a device for measuring radiation, containing a modulator - attenuator, a pyroelectric radiation detector, matching cascade and recording device | [2].

Недостаток такого устройства заключается в том что верхняя граница мощностей не превышает 100 Вт/см2 из-за того, что мощный сигнал выводит приемник за границы его линейной амплитудной характеристики.The disadvantage of this device is that the upper limit of the power does not exceed 100 W / cm 2 due to the fact that a powerful signal takes the receiver beyond its linear amplitude characteristic.

Кроме того, прибор обладает низкой по2 роговой чувствительностью, так что в общем динамический диапазон не превышает ΙΟ6—107.In addition, the device has a low threshold sensitivity, so that in general, the dynamic range does not exceed ΙΟ 6 —10 7 .

Цель изобретения — расширение верхней 5 границы диапазона измеряемых мощностей.The purpose of the invention is the expansion of the upper 5 border of the range of measured powers.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения излучения, содержащем модулятор — ослабитель, пироэлектрический приемник излучения, согласующий каскад и регистрирующий прибор, модулятор — ослабитель выполнен в виде двух идентичных соосных дисков — прерывателей, один из которых непосредственно связан со звуковым генератором, а другой через амплитудно-фазовый преобразователь, последний присоединен к усилителю средней мощности, который, в свою очередь, соединен с согласующим каскадом, при этом электрическая постоянная времени входной цепи приемника тЭл удовлетворяет соотношению w w макс где Wcp — средняя допустимая мощность излучения, падающая на приемник;This goal is achieved by the fact that in a device for measuring radiation containing a modulator - attenuator, a pyroelectric radiation detector, matching cascade and recording device, the modulator - attenuator is made in the form of two identical coaxial disks - choppers, one of which is directly connected to the sound generator, and the other through an amplitude-phase converter, the latter is connected to an average power amplifier, which, in turn, is connected to a matching cascade, while the electric constant I time of the input circuit of the receiver t E l satisfies the relation w w max where Wcp is the average allowable radiation power incident on the receiver;

WMa«c — максимальная измеряемая мощность непрерывных потоков излучения;W M a «c is the maximum measured power of continuous radiation fluxes;

Т — период модуляции.T is the modulation period.

\ - - 3\ - - 3

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения излучения; на фиг. 2 и 3 —эпюры мощностей W и напряжений U.In FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring radiation; in FIG. 2 and 3 - diagrams of power W and voltage U.

Устройство содержит пироэлектрический приемник 1, согласующий каскад 2, усилитель средней мощности 3, регистрирующий прибор 4, преобразователь амплитуда — фаза 5, звуковой генератор 6, двигатели 7 и 8 ослабителя — модулятора 9.The device contains a pyroelectric receiver 1, a matching stage 2, an average power amplifier 3, a recording device 4, an amplitude-phase converter 5, an audio generator 6, motors 7 and 8 of the attenuator - modulator 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Поток излучения W, прерываемый двумя ослабителями—-модуляторами 9, падает на приемник 1, снимаемый с приемника сигнал после согласующего каскада 2 поступает на регистрирующий прибор 4 и параллельно на усилитель средней мощностиThe radiation flux W, interrupted by two attenuators — the modulators 9, falls on the receiver 1, the signal removed from the receiver after the matching stage 2 is fed to the recording device 4 and in parallel to the medium-power amplifier

3. Как показано на фиг. 2, измеряемый непрерывной поток излучения пропорционален пиковому значению последовательности периодических импульсов.3. As shown in FIG. 2, the measured continuous flux of radiation is proportional to the peak value of the sequence of periodic pulses.

Для того, чтобы устройство работало в линейном режиме, средняя мощность Wcp последовательности импульсов не должна перегревать приемник за пределы допустимых температур, соответствующих линейности амплитудной характеристики.In order for the device to operate in linear mode, the average power W cp of the pulse train should not overheat the receiver beyond the permissible temperatures corresponding to the linearity of the amplitude characteristic.

При возрастании измеряемой мощности WH3m (см. фиг. 3) снимаемый с приемника сигнал, поступая на усилитель средней мощности 3, управляет преобразователем амплитуда·—фаза 5 таким образом, что возникает сдвиг по фазе между двумя двигателями 7 и 8, питаемыми от звукового генератора 6. Модуляция потока излучения (см. фиг. 3) становится несимметричной, но с тем же периодом Т.With an increase in the measured power W H 3m (see Fig. 3), the signal taken from the receiver, arriving at the medium-power amplifier 3, controls the amplitude · -phase 5 converter in such a way that a phase shift occurs between the two motors 7 and 8, fed from sound generator 6. Modulation of the radiation flux (see Fig. 3) becomes asymmetric, but with the same period T.

Сдвиг по фазе будет возрастать до тех пор, пока значение средней мощности WCp, рассеиваемой в чувствительном элементе приемника, не достигнет допустимого значения (пунктир).The phase shift will increase until the value of the average power W C p dissipated in the sensitive element of the receiver reaches an acceptable value (dotted line).

При этом выполняется следующее энергетическое равенство wcp-T = wuaKC-xUMn (1)In this case, the following energy equality holds: w cp -T = w uaKC -x UM n (1)

Для того, чтобы приемник излучения работал в режиме измерения мощности и не искажал импульсы, необходимо, чтобы электрическая постоянная времени входной цепи приемника тэп = РС (R, С — суммарные значения эквивалентных сопротивлений и емкости приемника- и входной цепи) не должна превышать длительности импульса ТцмпПри этом в оптимальном режиме работыIn order for the radiation receiver to work in the power measurement mode and not distort the pulses, it is necessary that the electric time constant of the input circuit of the receiver TEP = PC (R, C are the total values of the equivalent resistances and capacitance of the receiver and input circuit) should not exceed the pulse duration In this case, in the optimal mode of operation

Таким образом, благодаря нессиметричной модуляции и ее автоматическому управлению по измеряемому сигналу возникает возможность расширить верхнюю гра4 ницу измеряемых мощностей по крайней мере на два порядка, сохранив при этом нижнюю.Thus, due to asymmetric modulation and its automatic control by the measured signal, it becomes possible to expand the upper limit of the measured powers by at least two orders of magnitude, while preserving the lower one.

Если значение Wcp выбрать с определенным запасом, то исключаются погрешности, связанные с нестабильностью скважности импульсов, так как изменяется импульсное значение сигнала. Это также ослабляет требования к точности изготовления перфораций модуляторов, соосной установки и их люфтов двигателей. Изменение частоты модуляции также не влияет.If the value of W cp is chosen with a certain margin, then errors associated with the instability of the duty cycle of the pulses are excluded, since the pulse value of the signal changes. It also weakens the accuracy requirements for the manufacture of perforations of modulators, coaxial installation and their engine backlash. Changing the modulation frequency is also not affected.

При измерении слабых потоков излучения с помощью переключателя диапазонов, выполненного, например, на гирконах, необходимо увеличение значения тЭл до максимальных значений в соответствии с уравнением (2).When measuring weak radiation fluxes using a range switch made, for example, on reed switches, it is necessary to increase the value of t E l to the maximum values in accordance with equation (2).

Использование предлагаемого устройства позволит сократить время измерений, повысить их точность и предотвратить выходы устройств из строя.Using the proposed device will reduce the measurement time, increase their accuracy and prevent device failures.

Предположительный годовой экономический эффект при измерениях составит 20 тыс. руб. на одной установке.Estimated annual economic effect when measured will be 20 thousand rubles. on one installation.

Claims (2)

На фиг. 1 показана блок-схема устройства дл  измерени  излучени ; на фиг. 2 и 3 -эпюры мощностей W и напр жений и. Устройство содержит пироэлектрический приемник 1, согласующий каскад 2, усилитель средней мощности 3, регистрирующий прибор 4, преобразователь амплитуда - фаза 5, звуковой генератор 6, двигатели 7 и 8 ослабител  - модул тора 9. Устройство работает следующим образом . Поток излучени  W, прерываемый двум  ослабител ми--модул торами 9, падает на приемник 1, снимаемый с приемника сигнал после согласующего каскада 2 поступает на регистрирующий прибор 4 и параллельно на усилитель средней мощности 3. Как показано на фиг. 2, измер емый непрерывной поток излучени  пропорционален пиковому значению последовательности периодических импульсов. Дл  того, чтобы устройство работало в линейном режиме, средн   мощность Wcp последовательности импульсов не должна перегревать приемник за пределы допустимых температур, соответствующих линейности амплитудной характеристики. При возрастании измер емой мощности WHSM (см. фиг. 3) снимаемый с приемника сигнал, поступа  на усилитель средней мощности 3, управл ет преобразователем амплитуда -фаза 5 таким образом, что возникает сдвиг по фазе между двум  двигател ми 7 и 8, питаемыми от звукового генератора 6. Модул ци  потока излучени  (см. фиг. 3) становитс  несимметричной, но с тем же периодом Т. Сдвиг по фазе будет возрастать до тех пор, пока значение средней мощности Wcp, рассеиваемой в чувствительном элементе приемника, не достигнет допустимого значени  (пунктир). При этом выполн етс  следующее энергетическое равенство W,p-T W,,,-.,n(1) Дл  того, чтобы приемник излучени  работал в режиме измерени  мощности и не искажал импульсы, необходимо, чтобы электрическа  посто нна  времени входной цепи приемника тэл (, С - суммарные значени  эквивалентных сопротивлений и емкости приемника и входной цепи) не должна превышать длительности импульса ТимпПрИ этом в оптимальном режиме работы Таким o6pai30M, благодар  нессиметричной модул ции и ее автоматическому упр-авлению по измер емому сигналу возникает возможность расширить верхнюю границу измер емых мощностей по крайней мере на два пор дка, сохранив при этом нижнюю. Если значение Wcp выбрать с определенньш запасом, то исключаютс  погрешности , св занные с нестабильностью скважности импульсов, так как измен етс  импульсное значение сигнала. Это также ослабл ет требовани  к точности изготовлени  перфораций модул торо-в, соосной установки и их люфтов двигателей. Изменение частоты модул ции также не вли ет. При измерении слабых потоков излучени  с помощью переключател  диапазонов, выполненного, например, на гирконах, необходимо увеличение значени  Тэл до максимальных значений в соответствии с уравнением (2). Использование предлагаемого устройства позволит сократить врем  измерений, повысить их точность и предотвратить вы ходы устройств из стро . Предположительный годовой экономический эффект при измерени х составит 20 тыс. руб. на одной установке. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  излучени , содержащее модул тор - ослабитель, пироэлектрический приемник излучени , согласующий каскад и регистрирующий прибор , отличающеес  тем, что, с целью расширени  верхней границы диапазона измер емых мощностей, модул тор - ослабитель выполнен в виде двух соосных идентичных дисков - прерывателей, один из которЫХ непосредственно св зан со звуковым генератором, а второй - через амплитудно-фазовый преобразователь, последний подсоединен к усилителю средней мощности, который, в свою очередь, соединен с согласующим каскадом, при этом электрическа  посто нна  времени входной цепи приемника тпл удовлетвор ет соотношению: где Wcp - средн   допустима  мощность излучени , падающа  на приемник; WwaKc - максимальна  измер ема  мощность непрерывных потоков излучени ; Т - период модул ции. Источники инфорМации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 461315, кл. G 01J 5/00, 1978. FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring radiation; in fig. 2 and 3 -epenes of powers W and voltages and. The device contains a pyroelectric receiver 1, matching cascade 2, medium power amplifier 3, recording device 4, amplitude converter - phase 5, sound generator 6, motors 7 and 8 attenuator - modulator 9. The device operates as follows. The radiation flux W, interrupted by two attenuators - modulators 9, falls on receiver 1, the signal taken from the receiver after matching stage 2 is fed to recording device 4 and in parallel to average power amplifier 3. As shown in FIG. 2, the measured continuous radiation flux is proportional to the peak value of the sequence of periodic pulses. In order for the device to operate in the linear mode, the average power of the Wcp pulse train should not overheat the receiver beyond the limits of permissible temperatures corresponding to the linearity of the amplitude response. With an increase in the measured power WHSM (see Fig. 3), the signal taken from the receiver, fed to the average power amplifier 3, controls the amplitude-Phase 5 transducer in such a way that a phase shift occurs between the two motors 7 and 8, powered by sound generator 6. The modulation of the radiation flux (see Fig. 3) becomes asymmetric, but with the same period T. The phase shift will increase until the value of the average power Wcp dissipated in the sensitive element of the receiver reaches (dotted line). In this case, the following energy equality W, pT W ,,, -., N is fulfilled (1) In order for the radiation receiver to operate in the power measurement mode and not distort the pulses, it is necessary that the electrical time constant of the receiver input circuit is tel (, С - total values of equivalent resistances and capacitance of the receiver and input circuit) should not exceed the pulse width. In this case, in optimal mode. Thus, due to the asymmetric modulation and its automatic control using the measured signal, be extend the upper limit of the measured capacity at least two orders of magnitude, while retaining the bottom. If the value of Wcp is chosen with a certain margin, then errors associated with the instability of the pulse duty cycle are eliminated, since the pulse value of the signal changes. It also weakens the accuracy requirements for the manufacture of modular perforations, coaxial mounting and engine backlash. Changing the modulation frequency is also not affected. When measuring weak fluxes of radiation using a range switch made, for example, on reed switches, it is necessary to increase the value of Tel to maximum values in accordance with equation (2). The use of the proposed device will reduce the measurement time, improve their accuracy and prevent the device from running out. Estimated annual economic effect in measurements will be 20 thousand rubles. on one installation. Apparatus for measuring radiation containing modulator - attenuator, pyroelectric radiation receiver, matching stage and recording device, characterized in that, in order to expand the upper limit of the range of measured powers, the modulator - attenuator is made in the form of two coaxial identical disks - interrupters, one of which is directly connected to the sound generator, and the second through an amplitude-phase converter, the latter is connected to an average power amplifier, which, in turn, It is connected to the matching cascade, while the electrical time constant of the receiver input circuit TPL satisfies the relation: where Wcp is the average permissible radiated power incident on the receiver; WwaKc is the maximum measured power of continuous radiation fluxes; T is the modulation period. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Copyright Certificate № 461315, cl. G 01J 5/00, 1978. 2. Костин В. В. Тепловые генераторные приемники энергетических потоков на основе пироэлектрического эффекта. М. Электроника, 1971. с. 63 -прототип.2. Kostin V.V. Thermal generator receivers of energy flows based on the pyroelectric effect. M. Electronics, 1971. with. 63 is a prototype. w,w, U3HU3H W,W, WtfWtf маЗMAZ У AU a иг.гIG M Wto M wto WW анп anp УHave Ptn.SPtn.S
SU792842840A 1979-11-22 1979-11-22 Device for measuring radiation SU873747A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792842840A SU873747A1 (en) 1979-11-22 1979-11-22 Device for measuring radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792842840A SU873747A1 (en) 1979-11-22 1979-11-22 Device for measuring radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU873747A1 true SU873747A1 (en) 1982-09-15

Family

ID=20860567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792842840A SU873747A1 (en) 1979-11-22 1979-11-22 Device for measuring radiation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU873747A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874251A (en) * 1984-04-04 1989-10-17 Wayne State University Thermal wave imaging apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874251A (en) * 1984-04-04 1989-10-17 Wayne State University Thermal wave imaging apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2678581A (en) Signal comparison apparatus
US4470710A (en) I. R. Radiation pyrometer
JPS5826558B2 (en) Laser distance measuring device based on the principle of travel time measurement
KR910014890A (en) Record carrier providing method and device thereof
SU873747A1 (en) Device for measuring radiation
US2488430A (en) Method and apparatus for measuring the dimensions of objects by the radiation differential between the object to be measured and a comparison object
US5614716A (en) Alternating current method and apparatus for ambient temperature compensation for modulated energy sensors
US3487225A (en) Linearized radiation sensitive transducer apparatus
US5209567A (en) Apparatus for measuring the radiation capacity of lasers
US4436437A (en) High energy single pulse laser calorimeter
US3039006A (en) Radiometers with linearized final output
US4019381A (en) Transparent optical power meter
JPH0115832B2 (en)
JPS592349B2 (en) power measurement device
RU2636256C2 (en) Method for measuring power and frequency of laser radiation pulses and device for its implementation
JPH03189584A (en) Distance measuring instrument
JP2500733B2 (en) Laser distance measuring device
US5184189A (en) Non-intrusive beam power monitor for high power pulsed or continuous wave lasers
EP1116233B1 (en) Disturbance detection in a data signal
JP2518062B2 (en) Laser distance measuring device
Hanchang et al. A dynamic calibration system for transcient surface temperature transducers
JPH06138231A (en) Distance measuring equipment
US3691383A (en) Device to measure infrared radiation
SU907461A1 (en) Automatic meter of microwave section parameters
SU974143A1 (en) Method and device for measuring pulse irradiation time and energy characteristics