Устройство регистрации плотности мощности импульсного излучения

 

CoIos Советск их

Сецмаяиатичеаннк

Рвапубянк

ОП ИСАКИИ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I j Дополнительное к авт. сющ-ву(22) Заявлено 23. 04. 80 (2! }2912739/18-25 с присоединением заявки ЭВ (23}Приоритет «

Опубликовано 15 05.82. Бюллетень М18 iu928175 (53)М. Кл.

6 01 } 5/28 фмударатевявй кеватвт

COCA ее делам взебрвтеев н втарытий ($3} ДК 536.52 (088. 8) Дата опубликования описания 15,05, 82 (72) Авторм изобретения

И.B.Грошев, Г.И.Рукман и Е.Б.Шелемин (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ПЛОТНОСТИ

МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано в измерительных телевизионных системах для регистрации и измерения плотности мощности импульсного излучения в инфракрасной области спектра.

Известны устройства, содержащие пленку, покрытую графитом с одной

40 стороны и люминофором на основе

i ZnS с другой, обращенной к двухмерному фоторегистратору — фотоаппарату и источнику ультрафиолетового излучения, оптически связанного с люминофором

Е1) и (23.

Недостатком этих устройств явля..ется невозможность регистрации распределения плотности мощности инфракрасного излучения, при его импульсном воздействии последовательно во времени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит входной оптический блок, оптический фильтр, люминофорную панель, возбуждаемую ультрафиолетовыми источниками излучения, фотоэлектрический сканер и регистрирующий блок (3$.

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения мощности инфракрасного излучения при импульсном воздействии, Цель изобретения — повышение точности измерения импульсного излучения в инфракрасной области спектра.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной оптический блок, оптический фильтр, люминофорную панель с источником ультрафиолетового возбуждения, фотоэлектрический сканер и регистрирующий блок, введены диск с и люминофорными панелями и обтюратор с приводом, установленные последовательно по ходу исследуемого излучения между направляется в фотоэлектрический сканер 10, на выходе которого получаем видеосигнал поля изображения. Полосовой оптический фильтр 9, так же как и ультрафиолетовые полосовые фильтры 7, необходимы для повышения контрастности и изображения наблюдаемых объектов, поскольку он отсекает вторую фоновую составляющую, tO обусловленную флюоресценцией ультрафиолетовых полосовых фильтров 7, и других деталей установки, и кроме то-. го, для обеспечения максимальной чувствительности путем выделения

1S полосы пропускания в максимуме излучения люминофорных панелей из диска 4 и спектральной характеристики чувствительности фотоэлектрического,сканера 10 с выхода Фотоэлектрического ска20 нера, видеосигнал подается на усилитель-распределитель видеосигналов

15, а от него на видеоконтрольное устройство 20, необходимое для визуализации наблюдаемых объектов (им пульсного излучения от объектов 1), на видеомагнитофон 19, необходимый для записи видеосигналов, несущих информацию об импульсном излучении, для последующего покадрового анализа

ЗО (т.е. измерения в каждом интересующем элементе поля изображения), и на электронный коммутатор 16, который видеосигнал направляет для измерения либо сразу с усилителя-распре3$ делителя видеосигналов 15, либо предварительно записанный на видеомагнитофоне 19. С выхода электронного коммутатора 16 видеосигнал направляется в блок обработки и измерения 17.

49

В этом блоке из видеосигнала выделяется и измеряется та часть, которая соответствует интересующему нас элементу поля изображения. Дпя обеспечения точности выделения и измерения

45 нужного элемента поля изображения от фотоэлектрического сканера 1О подаются синхронизирующие импульсы начала каждого кадра и начала каждой строки поля разложения, а для визуали- зации на экране ведеоконтрольного устройства 20 элемента поля, в котором производится измерение, с одного из выходов блока обработки и измерения

17 через блок формирования импульса подсветки 21 подаются специальные импульсы на. второй вход видеоконтрольного устройства 20. С другого выхода блока обработки и измерения 17 сигналы подаются на регистрирующий

3 928 еходым оптическим блоком и фотоэлек" трическим сканером, оптическая система и приемник излучения, оптически связанные с люминофорной панелью, и блок управления, вход которого связан с указанным приемником излучения, а выход с приводом обтюратора и Фотоэлектрическим сканером.

На чертеже представлена структур- ная схема предлагаемого устройства.

Устройство регистрации плотности мощности импульсного излучения содержит объект 1, входной оптический блок 2, оптический фильтр 3, диск 4 с и люминофорными панелями, двигатель 5, ультрафиолетовые источники излучения 6, ультрафиолетовые полосные фильтры 7, обтюратор 8, полосовой оптический фильтр 9, фотоэлектрический сканер 10, объектив

11, приемник излучения )2, усилительформирователь синхронизирующих импульсов 13, блок управления 14, усилитель распределитель видеосигналов 15, электронный коммутатор 16, блок обработки и измерения 17, регистрирующий блок 18, видеомагнитофон

19, видеоконтрольное устройство 20 блок формирования импульса подсветки

21.

В устройстве регистрации плотности мощности импульсного излучения по ходу излучения от объекта наблюдения 1 расположены входной оптический блок 2, оптический фильтр 3, диск 4 с люминофорными панелями, обтюратор 8, полосовой оптический фильтр 9, и фотоэлектрический сканер

10, состоящий, например, из входного объекта, телевизионного приемника изображения, в качестве которого может быть использована, например, телевизионная передающая трубка, твердотельная матрица ПЗС и другие, усилителя-формирователя видеосигнала, синхрогенератора и блока разверток. Диск 4 c n люминофорными панелями возбуждается несколькими ультрафйолетовыми источниками 6 через ультрафиолетовые полосовые фильтры 7, которые необходимы для повышения контрастности изображения, поскольку ими отсекаются засветки от ультрафиолетовых источников излучения 6 в видимом диапазоне спектра. Излучение от диска 4 с н люминофорными панелями, пройдя через обтюратор 8 (прерыватель излучения) и полосовой оптический фильтр 9, 175 4

928175

5 блок 18, в котором они могут быть представлены в цифровом виде, выпечатаны на бумажной ленте, представлены в десятичном виде для ввода в ЭВМ при дальнейшей обработке и т.д. Для обеспечения синхронной работы всего устройства, т.е. для обеспечения работоспособности устройства в моменты прихода импульсов излучения от объекта 1, в предлагаемом устройстве ю используется синхронизация, построенная по следующей схеме. Поток излучения от диска 4 с и люминофорными панелями объективом 11 проецируется на приемник излучения 12, сигнал об изменении потока излучения с приемника излучения 12 поступает на усилительформирователь синхрониэирующих импульсов 13.

Синхронизирующие импульсы с усилителя-формирователя синхронизирующих импульсов 13 блоком управления 14 направляются на двигатель 5 для обес:печения синхронизации с приходом импульсного излучения от объекта 1 поло- 25 жения люминофорных панелей диска 4, на обтюратор 8; обеспечивающий пропускание излучения на фотоэлектрический сканер 10 в момент прихода импульсов излучения от объекта 1 на фото- щ электрический сканер 10 для обеспечения начала считывания информации слюминофорных панелей диска 4 в моментнприхода импульсов излучения от объекта 1 и на

35 видеомагнитофон 19 для обеспечения на1 чала з а пи си в моменты прихода импульсов излучения. Двигатель 5 может быть выполнен как в виде аналогового, так и в виде дискретного (шагового типа), обтюратор 8 как механического типа,так и электронно-оптического,например жидкокристаллический и другой „ диск 4 с и жидкокристаллическими панелями — как в виде полосного диска с отверстиями, в которые установлены люминофорные панели, так и в виде бабин или направляющих с лентой, на ко" торых установлены экраны. Необходимость в rl жидкокристаллических панелях на диске 4 вызвана тем, что

so люминофорные панели обладают инерционностью, и поэтому для повышения точности измерения каждый новый импульс излучения приходит на ноаую ,(последующую) люминофорную панель в диске 4.

Устройство работает следующим образом.

Поток импульсного (исследуемого) излучения от объекта 1,пройдя через входной оптический блок 2,оптический фильтр 3;проецируется на одну из люминофорных панелей диска 4 и вызывает ее нагрев излучением. На предварительно возбужденной источниками ультрафиолетового излучения 6 через ультрафиолетовые полосовые фильтры 7 этой панели появляется изображение наблюдаемого ,объекта 1 (изображение появляется вследствие "тушения" люминесценции панели). При появлении иэображения изменяется интегральный поток от люминофорной панели, и зто изменение фиксирует приемник излучения 12, оптически связанный с.люминофорной панелью с помощью объектива ll. По изменению сигнала с приемника излучения l2 усилитель-формирователь.синхронизирующих импульсов 13 вырабатывает сигналы, которые через блок управления 14 подаются на двигатель 5, на обтюратор 8, на фотоэлектрический сканер 10 и на видеомагнитофон 19 для установления этих блоков в исходное положение, т.е. открывается обтю" ратор 8 и пропускает излучение от люминофорной панели через полосовой фильтр 9 на фотоэлектрический ска нер 10, который, в свою очередь, по приходу сигнала от блока управления

14 начинает сканировать изображение, полученное на люминофорной панели.

Из-за того, что в качестве фотоэлектрического сканера 10 используется телевизионный приемник изображения, то сигнал от блока управления

14 подается на синхрогенератор сканера, который обеспечивает синхронизацию всей электронной части установки и измерения блоком обработки и измерения 17 в требуемом элементе поля иэображения. Видеосигнал с выхода фотоэлектрического сканера 10 поступает на усилитель-распределитель

15, выходы которого соединены в видеоконтрольном устройстве 20, на котором наблюдается изображение объекта 1 с видеомагнитофоном 19, включаемым для записи изображения пространственного распределения импульсного излучения по приходу сигнала от блока управления 14, и электронным коммутатором

16, который направляет видеосигнал для анализа (т.е. измерения в интересующем элементе изображения) либо непосредственно, либо с видеомагнитофона 19. Анализ изображения осуФормула изобретения

3S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Клюкин Л.М., Ключников В.М.

Параметры люминисцентных экранов, предназначенных для термографии при различных режимах облучения. -"Кван« товая электроника", т.3, 11 5, 1976, с. 1095

2. Патент С6А Р 2642538, кл.250-71 опублик. 1953.

3. Патент США Р 2645530,кл.250-71, опублик. 1953 (прототип) .

7 928175 ществляется в блоке обработки и изме рения 17, а регистрация полученных результатов в регистрирующем блоке

18.

После того, как записан .и проанализирован первый импульс излуче--ния от объекта 1, блоком управления

14 Формируется сигнал о закрытии об" тюратора 8 через время, не меньшее времени считывания (т.е. времени fO кадра Тк . В этот же момент времени блок управления 14 подает соответ-, Ствующие сигналы и на смену люминофорной панели в диске 4 путем его поеорота двигателем 5 на угол, обеспечива- И ющий установку новой люминофорной панели, и включение видеомагнитофона 19

i т.е. изготавливает устройство к регистрации следующего импульса оптического излучения.На люминофорной па- щ нели, которая выведена из поля зрения фотоэлектрического сканера 10, происходит размывание изображения, а также осуществляется возбуждение ее источниками ультрафиолетового излуче- gS ния 6 (т.е. увеличивается яркость ее сечения ро насыщения, что подготавливает ее к последующему экспонированию).

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно позво-щ ляет не только регистрировать наблюдаемые объекты, но также производить измерение распределения плотности мощности вдоль объекта с повышенной точностью вследствие наличия в устройстве диска с и люминофорными панелями. Кроме этого, преимуществом предлагаемого устройства является также и то, что регистрация плотности мощности осуществляется с повышенным контрастом наблюдаемых объектов в широком спектральном интервале, начиная от видимой области спектра и кончая дальней инфракрасной областью. Кроме того, в устройстве из-за масштабного преобразования изображения от люминофорной

I панели к чувствительному слою телввизионного приемника изображения не ухудшается разрешающая способность, равная разрешающей способности телевизионных систем, что важно для регистрации импульсного узлучения от малоразмерных и малоконтрастных объектов.

Устройство регистрации плотности мощности импульсного излучения, содержащее входной оптический блок,оптический фильтр, люминофорную, панель с источником ультрафиолетового возбуждения, фотоэлектрический сканер и регистриг, рующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения импульсного излучения в

ИК-области спектра, в него введены диск с п люминофорными панелями и обтюратор с приводом, установленные последовательно по ходу исследуемого излучения между входным оптическим блоком и фотоэлектрическим сканером, оптическая система и приемник излучения, оптически связанные с люминофорной панелью, и блок управления, вход которого связан с указанным приемником излучения, а выход - с приводом обтюратора и фотоэлектрическим сканером.

Составитель В. Зуев

Редактор Н.Ромжа Техред Е.Харитончик Корректор И.йароаи

Заказ 3224/52 Тираж 883 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква,в-35, Раувская наб.,д.М5 филиал ААп "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4