Внедрение технологии фотоэлектрического контроля
Технология фотоэлектрического обнаружения является одной из основных технологий фотоэлектрической информации, которая в основном включает в себя технологию фотоэлектрического преобразования, технологию оптического получения и измерения оптической информации, а также технологию фотоэлектрической обработки измерительной информации. Фотоэлектрический метод используется для различных физических измерений, включая измерения в условиях низкой освещенности, инфракрасные измерения, сканирование света, измерения с отслеживанием света, лазерные измерения, оптоволоконные измерения и измерения изображений.
Технология фотоэлектрического обнаружения объединяет оптическую и электронную технологии для измерения различных величин и имеет следующие характеристики:
1. Высокая точность. Фотоэлектрические измерения обладают наивысшей точностью среди всех видов измерительных методов. Например, точность измерения длины с помощью лазерной интерферометрии достигает 0,05 мкм/м; измерение угла методом муаровых полос на решетке может быть достигнуто. Разрешение измерения расстояния между Землей и Луной методом лазерной локации достигает 1 м.
2. Высокая скорость. Фотоэлектрические измерения используют свет в качестве среды, а свет — самая быстрая среда среди всех видов веществ, и, несомненно, он является самым быстрым способом получения и передачи информации оптическими методами.
3. Дальность и дальность действия. Свет — наиболее удобный способ дистанционного управления и телеметрии, например, наведения оружия, фотоэлектрического слежения, телевизионной телеметрии и т. д.
4. Бесконтактное измерение. Воздействие света на измеряемый объект можно считать неэффективным, поэтому трение отсутствует, что позволяет проводить динамические измерения, и это самый эффективный из всех методов измерения.
5. Длительный срок службы. Теоретически световые волны не подвержены износу, и при условии хорошей воспроизводимости их можно использовать вечно.
6. Благодаря мощным вычислительным возможностям и высокой эффективности обработки информации, сложная информация может обрабатываться параллельно. Фотоэлектрический метод также прост в управлении и хранении информации, легко автоматизируется, легко подключается к компьютеру и прост в реализации.
Технология фотоэлектрического контроля является незаменимой новой технологией в современной науке, национальной модернизации и жизни людей, это новая технология, объединяющая машину, свет, электричество и компьютер, и одна из самых перспективных информационных технологий.
В-третьих, состав и характеристики фотоэлектрической системы обнаружения
Ввиду сложности и разнообразия объектов контроля структура системы обнаружения различна. Обычная электронная система обнаружения состоит из трёх частей: датчика, преобразователя сигнала и выходного канала.
Датчик представляет собой преобразователь сигналов на интерфейсе между контролируемым объектом и системой обнаружения. Он непосредственно извлекает измеренную информацию из объекта, регистрирует её изменение и преобразует её в электрические параметры, которые легко измерить.
Сигналы, регистрируемые датчиками, как правило, являются электрическими. Они не могут напрямую соответствовать требованиям к выходу и требуют дальнейшего преобразования, обработки и анализа, то есть преобразования в стандартный электрический сигнал через схему преобразования сигнала, которая затем подается на выход.
В зависимости от назначения и формы выходного сигнала системы обнаружения выходное звено в основном представляет собой устройство отображения и записи, интерфейс передачи данных и устройство управления.
Схема преобразования сигнала датчика определяется типом датчика и требованиями к выходному сигналу. Разные датчики имеют разные выходные сигналы. Выходной сигнал датчика контроля энергии представляет собой изменение электрических параметров, которое необходимо преобразовать в изменение напряжения с помощью мостовой схемы. Выходной сигнал напряжения мостовой схемы мал, а синфазное напряжение велико, и его необходимо усилить с помощью инструментального усилителя. Сигналы напряжения и тока, выдаваемые датчиком преобразования энергии, как правило, содержат сильные шумовые сигналы. Для извлечения полезных сигналов и отфильтровывания бесполезных шумовых сигналов необходима схема фильтра. Кроме того, амплитуда выходного сигнала напряжения общего датчика энергии очень мала, и его можно усилить с помощью инструментального усилителя.
По сравнению с несущей электронной системы, частота несущей фотоэлектрической системы увеличивается на несколько порядков. Это изменение порядка частоты приводит к качественному изменению метода реализации фотоэлектрической системы и качественному скачку в её функционировании. Это, главным образом, проявляется в ёмкости несущей, значительном улучшении углового, дальностного и спектрального разрешения, поэтому она широко используется в таких областях, как радиолокация, связь, точное наведение, навигация, измерения и т. д. Хотя конкретные формы фотоэлектрических систем, применяемых в этих случаях, различны, у них есть общая черта: все они имеют связующее звено из передатчика, оптического канала и оптического приёмника.
Фотоэлектрические системы обычно делятся на две категории: активные и пассивные. В активной фотоэлектрической системе оптический передатчик состоит, главным образом, из источника света (например, лазера) и модулятора. В пассивной фотоэлектрической системе оптический передатчик испускает тепловое излучение от контролируемого объекта. Оптические каналы и оптические приёмники идентичны для обоих типов. Так называемый оптический канал в основном относится к атмосфере, космосу, воде и оптоволокну. Оптический приёмник используется для сбора падающего оптического сигнала и его обработки для восстановления информации с оптического носителя, включая три основных модуля.
Фотоэлектрическое преобразование обычно осуществляется с помощью различных оптических компонентов и оптических систем, включая плоские зеркала, оптические щели, линзы, конические призмы, поляризаторы, волновые пластины, кодовые пластины, дифракционные решетки, модуляторы, оптические системы формирования изображений, оптические интерференционные системы и т. д., для преобразования измеряемой величины в оптические параметры (амплитуду, частоту, фазу, состояние поляризации, изменение направления распространения и т. д.). Фотоэлектрическое преобразование осуществляется различными фотоэлектрическими преобразователями, такими как фотоэлектрические детекторы, фотоэлектрические камеры, фотоэлектрические тепловые устройства и т. д.
Время публикации: 20 июля 2023 г.