Файл: Данилин Н.С. Теория и методы неразрушающего инфракрасного контроля радиоэлектронных схем.pdf

Как видно из последнего выражения, коэффициент сжатия больше единицы и возрастает при возрастании девиации частоты, если длительность импульса т„ будет постоянной. Это в свою очередь означает, что временное и пространственное разрешение сигналов модулированных линейно меняющейся частотой тем больше, чем больше произведение Дшхи.

118

/

ГЛ ABA 6

ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ик АППАРАТУРЫ

§ 6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОМЕТРОВ

Получить картину распределения температур по поверхности нагретого тела можно с помощью различных устройств, которые разделяются на два больших класса: радиометры без сканирова­ ния и сканирующие радиометры.

В радиометрах без сканирования преобразование ИК излуче­ ния в видимое производится одновременно по всему полю зрения, в то время как использование сканирования или пространствен­ ной развертки изображения позволяет осуществлять это преобра­ зование последовательно от точки к точке.

Радиометры без сканирования. К ИК приборам, создающим изображение без сканирования, естественно, в первую очередь отнести фотографическую пластинку и электронно-оптический преобразователь изображения, которые, однако, в настоящее вре­

Сканирование электронным лучом осуществляется в инфра­ красной телевизионной трубке видикон. Ее основным элементом является фоточувствительная мишень из тонкого слоя фотосопро­ тивления, нанесенного на прозрачное входное окно. Благодаря из­ менению проводимости фотссопротивлеиия при облучении элемент мишени, облученный сильнее, успевает зарядиться до более высо­ кого потенциала за время, пока электронный луч, сканирующий мишень, вернется к этому элементу (время кадра). Когда элект­ ронный луч проходит над облученным элементом, потенциал это­ го элемента понижается до потенциала катода, причем чем выше

Cl 19

потенциал элемента мишени при облучении, тем больше электро­ нов используется для компенсации этого потенциала и, следова­ тельно, тем меньше электронов, отразившихся от мишени, попа­ дает на коллектор. Значит, ток коллектора будет зависеть от сте­

заряда на мишени ее удельное сопротивление должно быть вели­ ко ( 10 10 ом-см), а полупроводник с большим удельным сопротив­ лением не имеет фоточувствителыюсти е длинноволновой области спектра, где энергия кванта весьма мала.

Существующие модели видикона чувствительны к излучению с длинами волн до 2 мкм и позволяют наблюдать объекты, собст­ венная температура которых не ниже 150°С.

Трудности создания телевизионных ИК трубок и желание реа­ лизовать преимущества систем с накоплением заставляют пред­

нием близки устройства со сканированием световым пучком. При­ мером такого устройства является термоэлектронный преобразо­ ватель изображения — (трубка термином). Приемная поверх­ ность термикона состоит из очень тонкой, свободно закрепленной пленки, покрытой с одной стороны слоем, поглощающим ИК излу­ чение, которое направляется на него объективом, а с другой — специальным фотоэлектрическим слоем. Фотослой приготовлен из материала, фотоэлектрическая эффективность которого зависит от температуры.

Объективом на фотослой проецируется изображение яркого светящегося пятна, движущегося по экрану индикатора, по задан­ ному закону, определяемому током, который поступает в откло­ няющие катушки индикатора от генератора развертки. В зависи­ мости от положения светящегося пятна на фотослое и распределе­ ния температуры по поверхности количество эмитируемых элект­ ронов и фототок в цепи кольцевого коллектора изменяются на

2—3% на каждый градус изменения температуры. Изменение фототока усиливается усилителем, выходной сигнал которого воз­ действует на модулирующий электрод второго индикатора. В от­ клоняющие катушки индикатора поступает сигнал от генератора, общего для индикаторов. Таким образом, на экране второго ин­ дикатора можно получить изображение предмета, не видимого глазом.

Максимальная разрешающая способность термикона огранш чивается теплопроводностью вдоль поверхности и зависит от вели­ чины температурных перепадов, которые желательно зарегиетри-

120

ровать. При Д-Т=1° максимальное разрешение оказывается рав­ ным 50 линиям на всю картинку.

В оптико-механических сканирующих устройствах процесс ска­ нирования осуществляется в результате изменения направления оптической оси прибора. При этом общее поле обзора последова­ тельно анализируется мгновенным полем зрения оптической систе­ мы. Сканирование может производиться качанием всей системы

.пли щелыо, движущейся в фокальной плоскости. Такое сканирова­ ние было использовано Нипковым для систем механического теле­ видения. Изменять направление оптической оси можно также оп­ тическими элементами — вращающимися или качающимися зер­ калами, призмами и клиньями.

Рассмотрим некоторые основные соотношения, характеризую­ щие общие свойства приборов с оптико-механическим сканирова­ нием. Если перед объективом прибора установлено вращающееся N-гранное зеркало (рис. 6.1), то угол сканирования (угловой раз­

может быть и нелинейной. Если перед объективом установить два оптических клина и вращать их навстречу друг другу, можно обес­ печить сканирование по прямой, причем угол отклонения луча а

121