Файл: Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 80

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При однострочном режиме работы видикона, который является основным при контроле геометрических размеров предметов, на­ блюдается снижение чувствительности и возникают условия, спо­ собствующие прожигу фотослоя в место прохождения строки.

Снижение чувствительности объясняется уменьшением времени накопления по отношению к стандартному режиму работы в раст­ ровом режиме (приблизительно в 600 раз при сохранении той же

Рис. 1.12. Схема включения пиднкома:

СК — строчные катушки; КК — кадровые катушки; ФК — фо­ кусирующая катушка

строчной частоты); существенным является и понижение скорости развертки относительно стандартной при работе в наиболее благо­ приятном режиме однострочного разложения в 2-нЗ кГц1).

Отмеченные недостатки можно значительно уменьшить при ис­ пользовании однострочного импульсного режима {46, 81]. В этом режиме видикон работает только в то время, когда производится измерение, а в остальное время электронный луч или заперт или сильно расфокусирован. Процесс управления лучом проходит в та­ кой последовательности. При подаче команды на контроль луч открывается на время, равное 3—4 периодам частоты развертки, в течение которого происходит интенсивное стирание ранее образо­ ванного потенциального рельефа; для повышения эффекта стирания луч расфокусировывается, а ток пучка устанавливается возможно ббл ьшим.

Затем луч запирается на время, необходимое для накопления зарядов на фотослое, причем при увеличении этого времени полез­ ный сигнал возрастает. Пределом, ограничивающим увеличение времени накопления, является удлинение экспозиции, снижающее, быстродействие системы, особенно неблагоприятные при контроле быстро перемещающихся предметов.

‘•Как известію [41], величина сигнала в первом приближении пропорциональ­ на скорости перемещения сканирующего луча.

— 30 —

В дальнейшем происходит обычное считывание полезной инфор­ мации за один период строчной развертки.

Рассмотренный режим обеспечивает получение значительно большего тока сигнала, снижает возможность прожига фотослоя и уменьшает инерционность трубки.

Д и с с е к т о р применяется в ТД для преобразования света в сигнал в тех случаях, когда можно обеспечить большую освещен­ ность на объекте контроля (несколько тысяч люкс), а вопрос на­ дежности ТД играет особо существенную роль. Практически не­ ограниченный срок службы, отсутствие затрат мощности на накал, способность хорошо работать в широком интервале световых и температурных перепадов, отсутствие инерционности являются большими преимуществами диссектора. Существенным можно счи­ тать также простоту работы диссектора и связанное с ней мини­ мальное число органов управления.

К недостаткам диссектора следует отнести, кроме необходимой большой освещенности контролируемых предметов, также низкую разрешающую способность, составляющую 250—300 линий. Наи­ более вероятно, что некоторые недостатки диссектора в ближай­ шее время будут устранены, так как уже известно о значительном повышении чувствительности и разрешающей способности этой трубки '[183].

Исходя из сказанного, можно полагать, что диссектор найдет применение в контрольных системах круглосуточного действия и там, где возможны сильные локализованные подсветки за счет внешних источников света или за счет собственного излучения (го­ рячий прокат). Последнее относится особенно к диссектору, чувст­ вительному к инфракрасным лучам.

Технические параметры диссекторов приведены в табл. 1.3. Сле­ дует указать, что в режиме однострочного разложения диафрагме диссектора часто придают щелевидную форму, в результате чего

Т а б л и ц а 1.3

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ

ПАРАМЕТРЫ

 

ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДИССЕКТОРОВ

о

 

 

 

 

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Область

Разрешаю­

Выходнойсиг

 

 

 

 

Темновойток мкА

Освещенность

Размеррабо­ поверхчей ­ ности, мм

н

 

мкА,нал

Отношение

снгнал/шум

Неравномер­ ностьсигна­ Ѵо,ла

Н а.

максималь­

щая способ­

ная

ная

Ъ

 

 

 

 

 

 

 

на фотокатоде

 

и

 

ной спек­

ность линий

 

 

 

 

 

 

лк

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Й

 

тральной

в цен­

на

 

 

 

 

 

 

кратко­

дли­

 

С

чувстви­

 

 

 

 

 

 

 

S

сч

тельности

тре

краях

 

 

 

 

 

 

времен­

тель­

 

Рабочая температу­ ра, °С

ЛИ-60і|о, 444-0,58

60

ЮО1)

1500

100

24x24 —60-ь+70

ЛИ-603 0,654-0,85

1002)

20

50

0,5

1000

50

10X32 —304- +50

ЛИ-604 0,42 4-0,5

300

250

100

5

30

0,08

2800

100

025 —604 - +85

') При освещенности 60 лк.

 

 

ІІКіС-2

толщиной 2

мм.

 

3) При освещенности 230 лк с фильтром

 

— 31 —


можно значительно повысить чувствительность трубки при сохра­ нении ее разрешающей способности. Схема включения диссектора приведена на рис. 1.13.

Б е г у щ и й луч применяется в тех случаях, когда объект на­ блюдения может быть помещен в темном помещении и размер объекта не превышает приблизительно 1 м2. При дальнейшем уве­ личении поля изображения отношение сигнал/шум становится не-

Рис. 1.13. Схема включения диссектора

удовлетворительным. Поэтому основное применение системы бегу­ щего луча находят при контроле небольших и особенно микроско­ пических предметов: например, при контроле формы изделий с точностью в несколько микрон, при счете частиц под микроскопом и т. д. Система бегущего луча позволяет получить достаточно ров­ ный сигнал и фон по растру без дополнительных устройств.

Система бегущего луча является незаменимой при создании ТД с очень высокой разрешающей способностью-—2000—3000 линий, причем этот предел будет в дальнейшем увеличен [52].

Применяя бегущий ультрафиолетовый луч, можно производить

уверенный подсчет микроорганизмов, клеток, бактерий и других

благодаря тому,

что в ультрафиолетовом свете резко возрастает

их контрастность.

Более того, удается подсчитывать также и жи­

вые объекты, так как они в этом случае находятся под опасным облучением всего доли секунды даже за несколько часов работы.

Недостатком бегущего луча является сравнительно длительное время затухания, приводящее к ухудшению крутизны фронтов видеоимпульсов, что, в свою очередь, повышает погрешность конт-

— 32 —

роля. К недостаткам рассматриваемой системы следует отнести и большие габариты передающей части.

В качестве просветных трубок для системы бегущего луча могут, быть рекомендованы трубки, данные которых помещены в табл. 1.4, В табл. 1.5 приведены основные технические характеристики ФЭУ, рекомендуемые для работы в системе бегущего луча.

 

 

Т а б л и ц а

1.4

 

 

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРОСВЕТНЫХ

ТРУБОК

ДЛЯ СИСТЕМЫ БЕГУЩЕГО

ЛУЧА

 

Технические параметры

 

Типы трубок

 

13ЛК5Л

18ЛКІ7А

ІЗЛКІ9Л

І8ЛК17Г

 

 

Максимум спектральной ха­

400

450

400

550

рактеристики, нм

 

Послесвечение

 

очень корот-

короткое

0,2 мкс на

очень корот-

 

 

кое

 

уровне 5 %

кое

Разрешаюідая способность,

 

 

 

 

линий:

 

 

 

 

 

в центре

 

удельная

1000

2500

1000

 

 

35%

 

 

 

на краях

 

 

800

800

Яркость экрана, кд/м2

0,5

300

15—20

700

 

 

услов. ед.

 

услов. ед.

 

Неравномерность яркости,%

±15

 

1.5

Рабочий ток, мкА

 

200

30

200

 

 

 

 

 

Диаметр экрана, мм

 

130

167

167

167

Размер изображения,

мм

110X110

90x120

110x116

Рекомендуемые типы

ФЭУ

ФЭУ-17А

ФЭУ-16В

ФЭУ-17А

ФЭУ-63

 

 

ФЭУ-19А

ФЭУ-71

ФЭУ-19А

ФЭУ-65

Рабочая температура,

°С

—60ч-+85

- 6 0 ч - +85

бО-г+85

—60ч- +85

Как следует из данных таблиц, в системе бегущего луча могут успешно работать трубки в диапазоне фиолетово-желтой части спектра (от 0,4 до 0,55 мкм) с разрешающей способностью до 1000 линий и яркостью экрана до 700 нит.

За последние годы в ТД начали применять с к а н и с т о р ы — новые безвакуумные устройства — аналоги передающих трубок, ра­ ботающих в. однострочном режиме, имея при этом значительно меньшие габариты, вес и потребление энергии и обладая большим сроком службы. Известны два типа сканисторов — сплошной и дискретный [70, 72].

Сплошной сканистор выполняется на основе монокристалла и состоит из слоя полупроводника (обычно кремния) с созданными в нем двумя параллельными р-д-переходами (рис. 1.14а). Дискрет­ ный сканистор выполняется в виде отдельных ячеек, каждая из ко-

2-214 — 33 —


торых представляет собой пару встречно включенных диодов (рис. 1.146), причем один или два диода в зависимости от конкретных требований могут быть сделаны светочувствительными. Отдельные ячейки соединяются между собой с помощью сопротивлений, обра­ зующих делитель напряжения батареи Е0.

Т а б л и ц а 1.5

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ФЭУ ДЛЯ ПРОСВЕТНЫХ

 

 

ТРУБОК

 

 

 

Область макси­

Чувствительность

Анодная чувстви­

Размер рабочей

Тип ФЭУ

мальной спектраль­

ной чувствитель­

фотокатода,

тельность, А/лм

площади катода

 

ности, мкм

мкА/лм

 

мм

ФЭУ-16В

0,41ч-0,47

20

30

0 2 0

ФЭУ-17В

0,364-0,42

20

104-1000

16x5

ФЭУ-19А

0,384-0,42

154-20

1004-1000

034

ФЭУ-63

0,354-0,60

20

1 0 0 4 - 1 0 0 0

0 1 0 0

ФЭУ-65

0,364-0,60

20

1004-1000

0150

ФЭУ-71

0,424-0,46

30

104-1000

016

Рабочая температура всех ФЭУ от —50 до +60°С.

Рис. і1Л4. Схема включения сканисторон: а) спло­ шной сканистор; б ) дискретный сканистор;

/ — генератор пилообразных импульсов; 2 — дифферен­ цирующий усилитель

— 34 —


В обоих типах сканисторов на один из внешних слоев проециру­ ется изображение контролируемого предмета. Если между средней точкой батареи и внешним слоем приложить пилообразное напря­ жение с амплитудой Е0 от специального генератора, то в момент перехода напряжения через нуль в элементарном участке сплошно­ го сканистора или в ячейке дискретного возникает скачок тока (рис. 1.15), причем величина его определяется освещенностью дан­ ного элемента сканистора {13]. Поскольку к сканистору прилагается

Рис. 1.15. Вольтамперные характерис­ тики и видеосигнал с одного элемен­ та сканистора:

I/

/ св — относительные

значения

соот-

ветственно напряжения

и

тока

сигнала

для

освещенных диодов;

С/Ті / т

— то

же,

для неосвещенных

монотонно изменяющееся напряжение, то постепенно будут опроше­ ны все элементы вдоль строки. Для получения видеосигнала необ­ ходимо продиффенцировать выходной ток, так как при развертке получается суммарный ток от всех элементов. Если обозначить ос­ вещенность вдоль сканистора через E — F(x), где х = кі— координа­

та точки строки изображения, а чувствительность через е=

, то

ток, проходящий в цепи фотодиода,

 

 

X

K t

 

I = ^ е F (х) dx =

к е j1 (nt) dt

 

о

6

 

представляет собой сумму всех элементарных токов вдоль ска­ нистора. Если продифференцировать этот ток, то получим напря­ жение видеосигнала

Е і = L — — LF {Kt) = aF {Kt), dt

которое окажется величиной, жестко связанной с координатами то­ чек изображения, чем будет обеспечена его передача.

В схемном отношении сканисторы являются очень удобными, так как позволяют контролировать форму самых сложных профи­ лей предметов, применяя простую пилообразную или даже синусо­ идальную форму развертки. Для этого необходимо спроецировать