Introdução à tecnologia de testes fotoelétricos
A tecnologia de detecção fotoelétrica é uma das principais tecnologias da tecnologia da informação fotoelétrica, que inclui principalmente tecnologia de conversão fotoelétrica, aquisição de informação óptica, tecnologia de medição de informação óptica e tecnologia de processamento fotoelétrico de informação de medição. O método fotoelétrico permite realizar uma variedade de medições físicas, como baixa luminosidade, medição de baixa luminosidade, medição infravermelha, varredura de luz, medição de rastreamento de luz, medição a laser, medição de fibra óptica e medição de imagem.
A tecnologia de detecção fotoelétrica combina tecnologia óptica e tecnologia eletrônica para medir diversas grandezas, que possui as seguintes características:
1. Alta precisão. A precisão da medição fotoelétrica é a mais alta entre todos os tipos de técnicas de medição. Por exemplo, a precisão da medição de comprimento com interferometria a laser pode chegar a 0,05 μm/m; a medição de ângulos pode ser realizada pelo método de franjas de moiré em grade. A resolução da medição da distância entre a Terra e a Lua pelo método de alcance a laser pode chegar a 1 m.
2. Alta velocidade. A medição fotoelétrica utiliza a luz como meio, e a luz tem a velocidade de propagação mais rápida entre todos os tipos de substâncias, sendo, sem dúvida, a mais rápida para obter e transmitir informações por métodos ópticos.
3. Longa distância, grande alcance. A luz é o meio mais conveniente para controle remoto e telemetria, como orientação de armas, rastreamento fotoelétrico, telemetria de televisão e assim por diante.
4. Medição sem contato. A luz incidente sobre o objeto medido pode ser considerada como uma força de medição inexistente, portanto, não há atrito, permitindo a medição dinâmica, sendo o método de medição mais eficiente entre os diversos métodos.
5. Longa vida útil. Em teoria, as ondas de luz nunca se desgastam; desde que a reprodutibilidade seja bem feita, elas podem ser usadas para sempre.
6. Com fortes capacidades de processamento e computação de informações, informações complexas podem ser processadas em paralelo. O método fotoelétrico também é fácil de controlar e armazenar informações, fácil de automatizar, fácil de conectar ao computador e fácil de implementar.
A tecnologia de testes fotoelétricos é uma nova tecnologia indispensável na ciência moderna, na modernização nacional e na vida das pessoas, é uma nova tecnologia que combina máquina, luz, eletricidade e computador, e é uma das tecnologias de informação com maior potencial.
Terceiro, a composição e as características do sistema de detecção fotoelétrica
Devido à complexidade e diversidade dos objetos testados, a estrutura do sistema de detecção não é uniforme. Um sistema de detecção eletrônica geral é composto por três partes: sensor, condicionador de sinal e link de saída.
O sensor é um conversor de sinal na interface entre o objeto testado e o sistema de detecção. Ele extrai diretamente as informações medidas do objeto medido, detecta suas alterações e as converte em parâmetros elétricos fáceis de medir.
Os sinais detectados pelos sensores são geralmente sinais elétricos. Eles não conseguem atender diretamente aos requisitos de saída, necessitando de transformação, processamento e análise adicionais, ou seja, através do circuito de condicionamento de sinal para convertê-los em um sinal elétrico padrão, enviado para o link de saída.
De acordo com a finalidade e a forma da saída do sistema de detecção, o link de saída é principalmente um dispositivo de exibição e gravação, uma interface de comunicação de dados e um dispositivo de controle.
O circuito de condicionamento de sinal do sensor é determinado pelo tipo de sensor e pelos requisitos do sinal de saída. Sensores diferentes têm sinais de saída diferentes. A saída do sensor de controle de energia é a mudança de parâmetros elétricos, que precisa ser convertida em uma mudança de tensão por um circuito em ponte, e a saída do sinal de tensão do circuito em ponte é pequena, e a tensão de modo comum é grande, que precisa ser amplificada por um amplificador de instrumento. Os sinais de tensão e corrente emitidos pelo sensor de conversão de energia geralmente contêm grandes sinais de ruído. Um circuito de filtro é necessário para extrair sinais úteis e filtrar sinais de ruído inúteis. Além disso, a amplitude do sinal de tensão emitido pelo sensor de energia geral é muito baixa e pode ser amplificada por um amplificador de instrumento.
Comparado com a portadora do sistema eletrônico, a frequência da portadora do sistema fotoelétrico é aumentada em várias ordens de grandeza. Essa mudança na ordem de frequência faz com que o sistema fotoelétrico tenha uma mudança qualitativa no método de realização e um salto qualitativo na função. Manifestado principalmente na capacidade da portadora, resolução angular, resolução de alcance e resolução espectral são significativamente melhoradas, tornando-o amplamente utilizado nas áreas de canal, radar, comunicação, orientação de precisão, navegação, medição e assim por diante. Embora as formas específicas do sistema fotoelétrico aplicadas a essas ocasiões sejam diferentes, elas têm uma característica comum: todas possuem a conexão de transmissor, canal óptico e receptor óptico.
Os sistemas fotoelétricos são geralmente divididos em duas categorias: ativos e passivos. No sistema fotoelétrico ativo, o transmissor óptico é composto principalmente por uma fonte de luz (como um laser) e um modulador. Em um sistema fotoelétrico passivo, o transmissor óptico emite radiação térmica do objeto em teste. Canais ópticos e receptores ópticos são idênticos para ambos. O chamado canal óptico refere-se principalmente à atmosfera, ao espaço, à água e à fibra óptica. O receptor óptico é usado para coletar o sinal óptico incidente e processá-lo para recuperar as informações da portadora óptica, incluindo três módulos básicos.
A conversão fotoelétrica é geralmente realizada por meio de uma variedade de componentes e sistemas ópticos, utilizando espelhos planos, fendas ópticas, lentes, prismas cônicos, polarizadores, placas de onda, placas de código, grades, moduladores, sistemas de imagem óptica, sistemas de interferência óptica, etc., para obter a conversão medida em parâmetros ópticos (amplitude, frequência, fase, estado de polarização, mudanças na direção de propagação, etc.). A conversão fotoelétrica é realizada por diversos dispositivos de conversão fotoelétrica, como dispositivos de detecção fotoelétrica, dispositivos de câmera fotoelétrica, dispositivos térmicos fotoelétricos, etc.
Data de publicação: 20 de julho de 2023