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
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 — — LkëF {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