SU757874A1 - Измеритель теплового излучения 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения энергии теплового излучения.

Известны устройства с компенсацией нестабильности приемников излучения [1].

Недостатки названных устройств состоят в том, что компенсация нестабильности осуществлена или с помощью дифференциального приемника, или реперный сигнал оказывается ' многоимпульсным и схема моста, как правило, запитана переменным током, что ведет к дополнительным шумам, или регулирование ведется не в самом чувствительном элементе, а изменением коэффициента усиления усилителя, не устраняя нестабильностей самого усилителя.

Из всех известных устройств для измерения теплового излучения наиболее близким является устройство для измерения теплового излучения [2], содержащее болометр, регулируемый источник тока, предусилитель, последовательно соединенный с усилительнорегистрирующим устройством, синхронный ключ и схему автоматического регулирования.

2

Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем стабилизация чувствительности осуществлена путем автоматического регулирования 5 температуры болометра в рабочей точке. Однако чувствительность измерителя может изменяться при изменении тока смещения через болометр, при дрейфе коэффициента усиления усилителя, от изменения уровня фонового излучения и других факторов.

Целью изобретения является повышение стабильности и чувствительности.

15 Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены генератор тест-сигнала, ограничитель, усилитель с амплитудным детектором, схема сравнения, причем боло20 метр, предусилитель, синхронный

ключ, ограничитель, усилитель с амплитудным детектором, схема сравнения и регулируемый источник постоянного тока составляют замкнутый контур, ге25 нератор тест-сигнала соединен с болометром и с управляющим входом синхронного ключа.

На чертеже представлена схема измерителя теплового излучения. Измери30 тель содержит болометр 1, регулируе3

757874

4

мый источник -постоянного тока 2, предусилитель 3, усилительно-регистрирующее устройство 4, синхронный ключ 5, генератор импульсных тест-сигналов 6, ограничитель 7, усилитель с амплитудным детектором 8, схему сравнения 9.

Измеритель теплового излучения разработан для тепловизионной системы исследования ресурсов земли, работающий в двух режимах: измерения и контроля. Работает схема измерителя следующим образом. На болометр 1 в режиме измерения падает тепловой поток лучистой энергии. Полезный сигнал, развиваемый болометром, усиливают предусилителем 3 и подают на усилительно-регистрирующее устройство 4 для дальнейшей обработки. Измеряемый полезный сигнал в схему регулирования не проходит, так как синхронный ключ открывается лишь на время, отведенное для режима контроля и задается длительностью и скважностью генератора импульсных тест-сигналов 6.

В режиме контроля подлежащий измерению тепловой поток на болометр не поступает. За это время осуществляется стабилизация чувствительности болометра, основанная на автоматическом слежении за тест-сигналом от импульсного генератора тест-сигнала 5. Сигнал рассогласования после преобразования схемой управляет током через болометр посредством регулируемого источника постоянного тока 2. Работа в режиме контроля происходит следующим образом. Величиной тока, протекающего через болометр 1 или нагреватель болометра от регулируемого источника постоянного тока 2, устанавливают рабочую точку болометра. От генератора тестсигнала б на болометр 1 подают импульс. Сигнал, развиваемый болометром в ответ на этот импульс, проходит через схему регулирования-предусилитель 3, синхронный ключ 5, ограничитель 7, усилитель с амплитудным детектором 8 и, если в системе нет никакой нестабильности, компенсируется в схеме сравнения 9 до нуля, а следовательно, через болометр 1 от регулируемого источника постоянного тока 2 будет протекать начальный ток, соответствующий выбранной рабочей точке болометра. В случае изменения, например, чувствительности болометра от изменения температуры окружающей среды, развиваемые болометром импульсы окажутся промодулированными по амплитуде. Эти импульсы тест-сигнала_? несущие информацию о нестабильности в измерителе,

появляются на выходе схемы сравнения 9 в виде выпрямленного напряжения соответствующей полярности, которое поступает на вход регулируемого источника постоянного тока 2 и изменяет начальный ток через болометр 1 или его нагреватель. Изменение начального тока переводит болометр в такую рабочую точку, где его чувствительность соответствует заданной величине .

Данное изобретение позволяет использовать измеритель теплового излучения со сверхпроводящим болометром в бортовой тепловизионной многоспектральной аппаратуре, предназначен ной для исследования природных ресурсов Земли. Болометр в силу своих неселективных свойств позволяет работать во всем спектральном диапазоне например 0,5-14 мкм. Применение в аппаратуре одного приемника значитель но ее упрощает. Работа в бортовых условиях накладывает более жесткие требования к стабильности аппаратуры и в том числе к измерителю теплового излучения. Чувствительность измерителя в этом случае зависит не только от температуры чувствительного элемента, но и от стабильности источников питания, коэффициента усиления и фона. Поэтому лучшие результаты дает стабилизация чувствительности, а не температуры болометра.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Измеритель теплового излучения, содержащий болометр, регулируемый источник тока, предусилитель, последовательно соединенный с усилительнорегистрирующим устройством, синхронный ключ и схему автоматического регулирования, отличающийс я тем, что,с целью повышения стабильности и чувствительности, в него введен генератор тест-сигнала, ограничитель, усилитель с амплитудами детектором, схема сравнения, причем болометр предусилитель, синхронный ключ, ограничитель, усилитель с амплитудным детектором, схема сравнения и регулируемый источник постоянного тока составляют замкнутый контур, генератор тест-сигналов соединен с болометром и с управляющим входом синхронного ключа.