Пироэлектрический приемник излучения

 

Q n И C A Н И E (ii)752I45

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.03.78 (21) 2587923/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М. Кл.

С 01 3 5/58

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 536.52.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. 3. Бородин, Ю. Н. Захаров, Л. Е. Сошников, И. И. Дейников и Б. Ц. Шпитальник

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИ

Изобретение относится к радиационной пирометрии, а более конкретно к пирометрам с электрическими детекторами излучения, и может быть использовано как на

Земле, так и в космосе для пирометрических измерений в широком интервале температур.

Известны пироэлектрические приемники излучения, в которых чувствительный элемент термостатируется. Для этого его размещают в камере-термостате, которая поддерживает температуру чувствительного элемента в пределах 0,1 С в районе температурного фазового перехода. Этим достигается максимальная вольт-ваттная чувствительность для данного типа элемента.

Однако, из сказанного выше не следует, что изменение температуры окружающей среды в широких пределах (20 — 100 С) никак не повлияет на стабильную работу чувствительного элемента. Таким образом, термостатирование не обеспечивает устойчивой работы пироприемников в широком интервале, вследствие чего они не могут быть использованы при измерениях в условиях с частым изменением температуры окружающей среды, например, космического пространства.

Ближайшим техническим решением является приемник теплового излучения, содержащий усилитель, чувствительный элемент, подключенный ко входу усилителя и систему термостабилизации. Этот приемник имеет довольно широкий интервал температур

5 эксплуатации до 400 С. Однако,постоянство обнаружительной способности, выходной мощности сигнала и шума сохраняется лишь в диапазоне (от +20 до — 60 С), несмотря на то, что пироэлектрический коэф10 фициент остается постоянным в пределах

5% от 20 до 100 С. Изменение выходных характеристик пиропрпемника объясняется рассогласованием между импедансом чувствительного элемента и сопротивлением

I5 входа усилителя, которое происходит за счет изменения сопротивления сегнетоэлектрика. При этом значительно уменьшается рабочий диапазон температур, в котором наблюдается постоянство характеристик

20 пироприемника.

Целью изобретения является повышение точности и расширение рабочего диапазона температур за счет компенсации помех, об25 условленных колебаниями проводимости материала чувствительного элемента.

Цель достигается тем, что чувствительный элемент, разделен на поляризованную и неполяризованную части равной площа30 ди, а неполяризованная часть включена по752145 следовательно в цепь обратной связи усилителя.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного пироэлектрического приемника; на фиг. 2 — чувствительный элемент прием- 5 ника; на фиг. 3 — график зависимости вольт-ваттной чувствительности приемника от температуры окружающей среды. . Пироприемник содержит усилитель 1, чувствительный элемент из поляризованного 2 10 и неполяризованного 3 элементов. Элемент

2 подключен ко входу усилителя, а элемент 3 включен в цепь обратной связи усилителя.

На фиг. 2 показана конструкция чувстви- 15 тельного элемента, который состоит из поляризованной части (приемный элемент)—

2, неполяризованной части (согласующий элемент) — 3, электродов — 4.

Чувствительный элемент выполнен из 20 сегнетоэлектрической керамики ТВ-2, у которой Т,=640 С, в=200, у=0,4 10 — 8 ед.

СС вЂ” SE. На вырезанный в виде диска элемент через маску напылением в вакууме наносятся электроды, и затем средняя часть 25 (элемент 2) поляризуется в электрическом поле.

Пироприемник работает. следующим образом. При изменении температуры окружающей среды одновременно меняются 30 импедансы как приемного 2, так и согласующего 3 элементов. Так как оба элемента идентичны, то их импедансы меняются одинаково, следовательно коэффициент передачи изменяться не будет. Таким образом, 35 идеальное согласование обеспечивает неизменность выходного сигнала.

На фиг. 3 показана зависимость вольтваттпой чувствительности S(T) от температуры окружающей среды, полученная для пироприемника. Случай компенсации проводимости иллюстрируется кривой — 1, а кривая — 11 отображает зависимость S(T) для обычного режима работы пироприемника.

Из приведенного графика видно, что постоянство характеристики S (T) достигается в диапазоне температур от 20 до 400 С.

Такие технические данные позволяют применить пироэлектрический приемник с компенсацией помех, вызванных проводимостью при работе в жестких климатических условиях, а также в условиях космического пространства.

Формула изобретения

Пироэлектрический приемник излучения, содержащий усилитель, чувствительный элемент, подключенный ко входу усилителя и систему термостабилизации, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона температур, чувствительный элемент разделен на поляризованную и неполяризованную части равной площади, а неполяризованная часть включена последовательно в цепь обратной связи усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2027934, кл. G 01 J

5/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 309255, кл. G 01 J 5/20, 1971 (прототип)..риаз т д гаа таа

ыа т, а

Составитель В. Петухов

Техред А. Камышникова Корректор Т. Трушкина

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1462/14 Изд. № 395 Тираж 729 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5