Report
Термоэлектрический приёмник оптического излучения типа ТП-1
| Title: | Термоэлектрический приёмник оптического излучения типа ТП-1 |
|---|---|
| Authors: | А C. Ильин |
| Publisher Information: | Современная электродинамика, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | thermoelectric radiation receiver, exemplary radiation receiver, boundary of the basic error, non–excluded systematic error NSP %, граница основной погрешности, коэффициент преобразования КП, thermal conductivity QΣ [W/deg], time constant C, неисключённая систематическая погрешность НСП %, термоэлектрический приёмник излучения, total heat capacity СΣ [ J/deg], суммарная теплоёмкость СΣ [Дж/град], тепловая проводимость QΣ [Вт/град], СКО –среднее квадратическое отклонение, постоянная времени с, COEX -mean square deviation, образцовый приёмник излучения, conversion coefficient КP |
| Description: | Показана необходимость создания отечественного приёмника оптического излучения, способного измерять постоянные потоки оптического излучения в диапазоне освещённостей от 1 до 2000 Вт/м2, спектральном диапазоне от 0,5 до 20 мкм со временем измерения не более 2 с. Приведены характеристики наилучших отечественных термоэлектрических приёмников излучения, работающих в этих же диапазонах, но по совокупности характеристик не удовлетворяющих поставленным требования. Рассчитаны значения основных параметров приёмника, таких как коэффициент преобразования, постоянная времени. Выбрана «штыревая» конструкция чувствительного узла приёмника. По этой модели проведены расчёты составляющих теплопроводностей и составляющих теплоёмкостей элементов конструкции, а также рассчитано электрическое сопротивление приёмника. Разработана конструкция приёмника: чувствительный узел смонтирован на стандартной ножке, корпус приёмника имеет диаметр 15 мм, высота – 9 мм. Входное окно – селенид цинка, при необходимости можно использовать окна из других материалов. Разработан стенд для измерения коэффициента преобразования и для исследования его зависимости от уровня освещённости. В качестве образцового приёмника использовался термоэлектрический приёмник типа ПОИ-1, имеющий приёмный элемент в виде конуса, на котором расположена обмотка электрического замещения. Разработанный приёмник имел следующие основные характеристики: KП = (0, 5 ± 0, 2) В/Вт, постоянная времени 𝜏 = 0, 4 с, время одного измерения 𝑡ИЗМ ≤ 2 с, сопротивление 𝑅 = (0, 5±0, 2) Ом, размер приёмной площадки 𝐴П = (4×1) мм2, спектральный диапазон от 0,5 до 20 мкм, обнаружительная способность 𝐷* = 8 · 108 см· Гц0.5· Вт−1, что соответствует лучшим неохлаждаемым тепловым приёмникам излучения. Чернящее покрытие обеспечивает высокий коэффициент поглощения 𝜀𝜆 ≈ 0, 93 − 0, 98 в диапазоне от 0,4 до 25 мкм. Граница основной погрешности Δ = 3, 5%. It is shown that it is necessary to create a domestic optical radiation receiver capable of measuring constant optical radiation fluxes in the illumination range from 1 to 2000 W/m2, in the spectral range from 0.5 to 20 microns with a measurement time of no more than 2 seconds. The characteristics of the best domestic thermoelectric radiation receivers operating in the same ranges, but, according to the set of characteristics, do not meet the set requirements, are given. The receiver design has been developed: the sensing unit is mounted on a standard leg, the receiver body has a diameter of 15 mm, height – 9 mm. The entrance window is zinc selenide, if necessary, windows made of other materials can be used. A stand has been developed to measure the conversion coefficient and to study its dependence on the level of illumination. A thermoelectric receiver of the POI-1 type was used as an exemplary receiver, having a receiving element in the form of a cone on which an electric substitution winding is located. The developed receiver had the following main characteristics: KP = (0, 5 ± 0, 2) V/W, time constant 𝜏 = 0, 4 s, time of one measurement 𝑇 =≤ 2 s, resistance R = (0.5 ± 0.2) ohms, size of the receiving area 𝐴P = (4 × 1) mm2, spectral range from 0.5 to 20 microns, detection capacity𝐷* = 8 · 108 см· Hz0.5· W−1, which corresponds to the best uncooled thermal radiation receivers. The blackening coating provides a high absorption coefficient of 𝜀𝜆 ≈ 0, 93 − 0, 98 in the range from 0.4 to 25 microns. The limit of the basic error Δ = 3, 5%. |
| Document Type: | Research |
| DOI: | 10.24412/2949-0553-2024-614-04-17 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.doi...........4f66e8704f7007a1c0cd3b89a42f6740 |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.24412/2949-0553-2024-614-04-17 |
|---|