Устройство для измерения излучения

р 1 873747 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 15,09.82. М. Кл.з 6 011 5/12 Государственный комитет(53) УДК 536.35(088.8 пе делам изобретений и открьпнй, А. Росновский, М.устовалов и А. А, Асфизики АН Украинск 1 Заявитель Инстит что в об- превышает асширени меряем ых Т,акс где Юср -излучения, и%макс ма ность непрер Т - периодстимая мо приемник измеряема в излучен ость редняя дада ющаясимальнаявных пот модуляци мощ3 Яок Авторыизобретения Л. С, Кременчугский,В. А. Лукашин,Т. М,(54) УСТРОЙСТВО Д Изобретение относится к тепловым приемникам излучения, предназначенным дляизмерения мощных лучистых потоков в оптическом диапазоне длин волн.Известны приемники интенсивных потоков излучения с чувствительными элементами в виде полых пироэлектрических сфери 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.Однако такое расширение верхней границы измеряемых мощностей в настоящеевремя является недостаточным, например,в связи с созданием сверхмощных лазерных установок.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения излучения, содержащее модулятор - ослабитель,пироэлектрический приемник излучения,согласующий каскад и регистрирующийприбор (21,Недостаток такого устройства заключается в том что верхняя граница мощностейне превышает 100 Вт/см 2 из-за того, чтомощный сигнал выводит приемник за границы его линейной амплитудной характеристики.Кроме то 30го, прибор обладает низкой поЗМЕРЕНИЯ ИЗЛУЧЕН роговой чувствительностью, такщем динамический диапазон не10 10 т,Цель изобретения - р е верхней границы диапазона из мощностей.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 т удовлетворяет соотношению(2) бО б 5 3На фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения излучения; на фиг, 2и 3 - эпюры мощностей % и напряжений Б.Устройство содержит пироэлектрическийприемник 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,Устройство работает следующим образом.Поток излучения %, прерываемый двумяослабителями - модуляторами 9, падаетна приемник 1, снимаемый с приемникасигнал после согласующего каскада 2 поступает на регистрирующий прибор 4 и параллельно на усилитель средней мощности3. Как показано на фиг. 2, измеряемый непрерывной поток излучения пропорционален пиковому значению последовательности периодических импульсов.Для того, чтобы устройство работало влинейном режиме, средняя мощность Ю,рпоследовательности импульсов не должнаперегревать приемник за пределы допустимых температур, соответствующих линейности амплитудной характеристики.При возрастании измеряемой мощностиЮ,ам (см, фиг. 3) снимаемый с приемникасигнал, поступая на усилитель среднеймощности 3, управляет преобразователемамплитуда - фаза 5 таким образом, чтовозникает сдвиг по фазе между двумя двигателями 7 и 8, питаемыми от звуковогогенератора 6. Модуляция потока излучения(см. фиг. 3) становится несимметричной,но с тем же периодом Т,Сдвиг по фазе будет возрастать до техпор, пока значение средней мощностиЮ,р, рассеиваемой в чувствительном элементе приемника, не достигнет допустимого значения (пунктир).При этом выполняется следующее энергетическое равенствоф ср7 ф макскмл (1)Для того, чтобы приемник излучения работал в режиме измерения мощности и неискажал импульсы, необходимо, чтобыэлектрическая постоянная времени входнойцепи приемника тал = ЛС (Я, С - суммарные значения эквивалентных сопротивлений и емкости приемника и входной цепи)не должна превышать длительности импульса ьмп.При этом в оптимальном режиме работы11 срал -- Т1 макс Таким образом, благодаря нессиметричной модуляции и ее автоматическому управлению по измеряемому сигналу возникает возможность расширить верхнюю гра 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 4ницу измеряемых мощностей по крайней мере на два порядка, сохранив при этом нижнюю.Если значение Ю, 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.При измерении слабых потоков излучения с помощью переключателя диапазонов, выполненного, например, на гирконах, необходимо увеличение значения т,л до максимальных значений в соответствии с уравнением (2)Использование предлагаемого устройства позволит сократить время измерений, повысить их точность и предотвратить выходы устройств из строя.Предположительный годовой экономический эффект при измерениях составит 20 тыс. руб, на одной установке. Формула изобретения Устройство для измерения излучения, содержащее модулятор - ослабитель, пироэлектрический приемник излучения, согласующий каскад и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения верхней границы диапазона измеряемых мощностей, модулятор - ослабитель выполнен в виде двух соосных идентичных дисков - прерывателей, один из которых непосредственно связан 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 электрическая постоянная времени входной цепи приемника тал удовлетворяет соотношению: где %,р - средняя допустимая мощность излучения, падающая на приемник;%Макс - максимальная измеряемая мощность непрерывных потоков излучения; Т - период модуляции. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мо 461315, кл. 6 011 5/00, 1978,2. Костин В. В, Тепловые генераторные приемники энергетических потоков на основе пироэлектрического эффекта, М. Электроника, 1971. с. 63 - прототип,. Кузнецова Техред А, Камышникова Корректор Т. Добровольск Реда кт а,к аз 1441/14 Изд.217 Тираж 883 Подписно ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытп 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5