Устройство тепловизоров.
Тепловой детектор – микроболометр.
Ячейка детектора (справа), как термопара,
при нагреве ее сопротивление изменяется.
В этом случае контакт с объектом отсутствует; ячейка нагревается за счет излучения предмета.
Принципиальная схема измерения
Необходимое условие – точный контроль температуры микроболометра.
Микроболометр в сборе.
С FPA детектора сигнал идет в АЦП (аналогово-цифровой преобразователь).
Один 14-битный АЦП на линию пикселей (всего их 320), полностью интегрированный в микросхему детектора, минимизирует риск возникновения «шумов».
Существует 2 вида тепловизоров: измерительные и неизмерительные. Измерительные позволяют получать полную тепловую картину объекта с оцифрованными значениями температуры. Неизмерительные – только цифровую картину.
Функциональная схема преобразования сигнала
КС – коммутатор сигналов
МП – микропроцессор
RS232 порт – стандартный интерфейс передачи сигнала на внешнее устройство
Vпорт – порт для выхода видеосигнала
Применение тепловизоров: тепловизионные иммеджеры (кроме теплоизображения имеется сканер в ИК области в узком диапазоне длин волн).
2. Оптические пирометры
Включают: – оптику (объектив);
– один или несколько чувствительных элементов (ЧЭ). В качестве ЧЭ может быть батарея термопар (несколько соединенных последовательно термопар).
– дисплей;
– лазерный целеуказатель для выбора объекта измерений.
Используется несколько видов пирометров:
1) Пирометры с исчезающей нитью. В них определение температуры объекта производится путем сравнения температуры (цвета) объекта с цветом нити лампы накаливания, встроенной в пирометр; сравнивает человек.
2) Радиационные пирометры (пирометры полного излучения). Измерение в соответствии с законом Стефана-Больцмана, регистрируется всё, что идет от объекта. ЧЭ – батарея термопар. Недостаток – необходимость поддерживания температуры холодных спаев постоянной.
3) Пирометры спектрального отношения. Измеряется спектральная плотность при двух близких, но неодинаковых длинах волн. Позволяют измерять с высокой точностью температуру за счет снижения влияния коэффициента нечерноты при различных длинах волн.
Функциональная схема преобразования сигнала
Верхняя часть – цифровые пирометры; нижняя – аналоговые.
ЧЭ – чувствительный элемент
АЦП – Аналогово-цифровой преобразователь
ЦИ – цифровой индикатор
> – усилитель
НП – нормирующий преобразователь
И – стрелочный индикатор
