Introductie van foto-elektrische testtechnologie
Foto-elektrische detectietechnologie is een van de belangrijkste technologieën binnen de foto-elektrische informatietechnologie. Deze omvat hoofdzakelijk foto-elektrische conversietechnologie, optische informatieverwerving en optische informatiemetingstechnologie, en foto-elektrische verwerkingstechnologie voor meetgegevens. Met behulp van de foto-elektrische methode kunnen diverse fysieke metingen worden uitgevoerd, zoals metingen bij weinig licht, infraroodmetingen, lichtscanning, lichtvolgmetingen, lasermetingen, optische vezelmetingen en beeldmetingen.
Foto-elektrische detectietechnologie combineert optische en elektronische technologie om verschillende grootheden te meten en heeft de volgende kenmerken:
1. Hoge precisie. De nauwkeurigheid van foto-elektrische metingen is de hoogste van alle meettechnieken. Zo kan de nauwkeurigheid van lengtemetingen met laserinterferometrie oplopen tot 0,05 μm/m; hoekmetingen met behulp van de grating moiré-franjemethode zijn mogelijk. De resolutie van het meten van de afstand tussen de aarde en de maan met laserbereikmeting kan 1 meter bedragen.
2. Hoge snelheid. Foto-elektrische metingen gebruiken licht als medium, en licht plant zich het snelst voort van alle soorten stoffen. Het is dan ook ongetwijfeld de snelste manier om informatie via optische methoden te verkrijgen en te verzenden.
3. Grote afstand, groot bereik. Licht is het meest geschikte medium voor afstandsbediening en telemetrie, zoals wapengeleiding, fotocelvolging, televisietelemetrie, enzovoort.
4. Contactloze meting. Het licht op het te meten object wordt beschouwd als een meetkracht zonder wrijving, waardoor dynamische metingen mogelijk zijn. Dit is de meest efficiënte van de verschillende meetmethoden.
5. Lange levensduur. In theorie slijten lichtgolven nooit; zolang de reproduceerbaarheid goed is, kunnen ze voor altijd gebruikt worden.
6. Dankzij de krachtige informatieverwerkings- en rekenmogelijkheden kan complexe informatie parallel worden verwerkt. De foto-elektrische methode is bovendien eenvoudig te besturen en informatie op te slaan, gemakkelijk te automatiseren, eenvoudig aan te sluiten op een computer en eenvoudig te realiseren.
Foto-elektrische testtechnologie is een onmisbare nieuwe technologie in de moderne wetenschap, de nationale modernisering en het dagelijks leven van mensen. Het is een nieuwe technologie die machines, licht, elektriciteit en computers combineert en behoort tot de meest veelbelovende informatietechnologieën.
Ten derde, de samenstelling en kenmerken van het foto-elektrische detectiesysteem.
Vanwege de complexiteit en diversiteit van de te testen objecten is de structuur van het detectiesysteem niet altijd hetzelfde. Een algemeen elektronisch detectiesysteem bestaat uit drie onderdelen: een sensor, een signaalconditioner en een uitgangsverbinding.
De sensor is een signaalomzetter op het grensvlak tussen het te testen object en het detectiesysteem. Hij onttrekt direct de meetinformatie aan het object, detecteert de verandering ervan en zet deze om in elektrische parameters die gemakkelijk te meten zijn.
De signalen die door sensoren worden gedetecteerd, zijn over het algemeen elektrische signalen. Deze kunnen niet direct aan de uitvoervereisten voldoen, maar vereisen verdere transformatie, verwerking en analyse. Dit houdt in dat ze via een signaalconditioneringscircuit worden omgezet in een standaard elektrisch signaal dat vervolgens naar de uitvoerlink wordt gestuurd.
Afhankelijk van het doel en de vorm van de output van het detectiesysteem, bestaat de outputketen hoofdzakelijk uit een weergave- en registratieapparaat, een datacommunicatie-interface en een besturingsapparaat.
Het signaalconditioneringscircuit van de sensor wordt bepaald door het type sensor en de eisen die aan het uitgangssignaal worden gesteld. Verschillende sensoren hebben verschillende uitgangssignalen. De output van een energiesensor is een verandering in elektrische parameters, die door een brugschakeling moet worden omgezet in een spanningsverandering. Het uitgangsspanningssignaal van de brugschakeling is echter klein en de common-mode spanning is groot, waardoor versterking door een instrumentversterker noodzakelijk is. De spannings- en stroomsignalen die door een energiesensor worden gegenereerd, bevatten over het algemeen veel ruis. Een filtercircuit is nodig om nuttige signalen te extraheren en nutteloze ruissignalen te filteren. Bovendien is de amplitude van het uitgangsspanningssignaal van een algemene energiesensor erg laag, waardoor versterking door een instrumentversterker noodzakelijk kan zijn.
Vergeleken met een elektronisch draaggolfsysteem is de frequentie van een foto-elektrisch draaggolfsysteem vele malen hoger. Deze verandering in frequentieorde zorgt voor een kwalitatieve verandering in de realisatiemethode en een kwalitatieve sprong voorwaarts in de functionaliteit van het foto-elektrische systeem. Dit komt vooral tot uiting in de aanzienlijk verbeterde draaggolfcapaciteit, hoekresolutie, afstandsresolutie en spectrale resolutie. Hierdoor wordt het systeem veelvuldig gebruikt in toepassingen zoals kanaalcommunicatie, radar, precisiegeleiding, navigatie en metingen. Hoewel de specifieke vormen van het foto-elektrische systeem die voor deze toepassingen worden gebruikt verschillen, hebben ze één gemeenschappelijk kenmerk: ze bestaan allemaal uit een zender, een optisch kanaal en een optische ontvanger.
Foto-elektrische systemen worden doorgaans onderverdeeld in twee categorieën: actief en passief. In een actief foto-elektrisch systeem bestaat de optische zender hoofdzakelijk uit een lichtbron (zoals een laser) en een modulator. In een passief foto-elektrisch systeem zendt de optische zender warmtestraling uit van het te testen object. De optische kanalen en optische ontvangers zijn in beide gevallen identiek. Het zogenaamde optische kanaal verwijst voornamelijk naar de atmosfeer, de ruimte, onder water en glasvezel. De optische ontvanger wordt gebruikt om het invallende optische signaal op te vangen en te verwerken om de informatie van de optische drager te herstellen. Deze ontvanger bestaat uit drie basismodules.
Foto-elektrische conversie wordt doorgaans bereikt met behulp van diverse optische componenten en systemen, zoals vlakke spiegels, optische spleten, lenzen, kegelprisma's, polarisatoren, golfplaten, codeplaten, roosters, modulatoren, optische beeldvormingssystemen en optische interferentiesystemen, om de gemeten waarden om te zetten in optische parameters (amplitude, frequentie, fase, polarisatietoestand, veranderingen in voortplantingsrichting, enz.). Foto-elektrische conversie wordt gerealiseerd met behulp van verschillende foto-elektrische conversieapparaten, zoals foto-elektrische detectieapparaten, foto-elektrische camera's en foto-elektrische thermische apparaten.
Geplaatst op: 20 juli 2023