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

где й, и По— показатели преломления сред, где расположены источник излучения и его изображение;

п— показатель преломления среды, где расположен приемник излучения;

d — диаметр входного зрачка объектива;

/об— линейное поле зрения объектива в плоскости изо­ бражения; !

8 — угол мгновенного поля зрения объектива; «об— апертурный угол объектива; ипр— апертурный угол приемника.

Обычно n1= по= п= 1, и энергетического выигрыша применение конденсора не дает. Существенно улучшить энергетические ха­ рактеристики системы можно, если выбрать п>1. В этом случае приемник излучения монтируется непосредственно на конденсорной линзе так, что между приемником и линзой существует хоро­ ший оптический контакт. Такой приемник излучения называют иммерсионным. Его применение может обеспечить различный энергетический выигрыш в зависимости от назначения аппара­ туры.

В том случае, когда мгновенное поле зрения б задано, линей­ ный размер приемника излучения при использовании иммерсии можно уменьшить в п раз:

Порог чувствительности приемника пропорционален его ли­ нейным размерам, поэтому при неизменных диаметре и относи­ тельном отверстии объектива порог чувствительности прибора

1 97

т. е. его порог чувствительности, увеличить угол поля зрения в п раз:

т. е. при прежнем относительном отверстии порог чувствительно­ сти системы улучшается в п2 раз, а при прежнем пороге чувстви­ тельности можно уменьшить относительное отверстие в п раз.

§ 6.3. МИНИМАЛЬНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР, ОБНАРУЖИВАЕМАЯ СКАНИРУЮЩИМ РАДИОМЕТРОМ

Минимальная энергетическая светимость источника излучения, еще обнаруживаемая прибором, определяется уравнением (6.5).. Обычно интерес представляет не абсолютная величина энергети­ ческой светимости объекта, а разность энергетических светимостей последовательно визируемых объекта и фона. При сканировании поля обзора происходит сравнение излучений, поступающих з прибор в соседние промежутки времени.

Разность излучений должна сопоставляться с порогом чувст­ вительности аппаратуры. При этом необходимо учитывать, что разностный сигнал возникает в схеме не мгновенно, а нарастает со скоростью, зависящей от постоянных времени приемника излуче­ ния и соответствующей электросхемы. Если скорость скаиирова-

128

имя велика, а размер регистрируемого объекта мал, выходном сигнал может и не достичь своего максимального установившегося значения,

В общем случае отношение сигнала к его установившемуся значению определяется некоторой функцией длительности импульса и постоянных времени приемника излучения и усилителя. В пер­ вом приближении инерционность системы учитывается экспонен­

Е — 0,82 J <р(Х)5(Х) та т0х ~ .

о

Коэффициент Е показывает, какая часть полного разностного излучения двух абсолютно черных источников используется при­ емником.

Входящий в уравнение интеграл | ?(/.)5\л)-:., ;.то). ~ имеет тот

о

же смысл, что и интеграл уравнения (6.5) и по аналогии можег быть назван относительной или логарифмической спектральной ‘шириной полосы пропускания приемника излучения:

В случае теплового приемника излучения и отсутствия ослаб­ ления в атмосфере и в оптике относительная спектральная шири­ на полосы пропускания соответствует относительной величине раствора планковского распространения излучения и равна

(рис. 6.4)

Рис. 6.4. К расчету относительной спектральной

■ полностью даже на самых коротких дистанциях. Значение относи-

130'

тельной спектральной полосы пропускания теплового приемника при температуре источника 20°С и наблюдении сквозь слой атмо­ сферы толщиной 400 м составляет величину 0,53. >

Сравнивая уравнения (6.20) и (6.24), можно найти выражение для минимальной разности температур, обнаруживаемой скани­ рующим радиометром:

меренная в полосе пропускания усилителя, для лучших образцов