Измеритель обобщенной площади сечения пучка излучения Советский патент 1985 года по МПК G01J5/14 

11

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использовано для определения обобщенной площади сечения пучков излучения, в том числе лазерного.

Цель изобретения - упрощение конструкции измерителя.

На чертеже изображена схема измерителя .

Измеритель состоит из расположенных по ходу пучка 1 излучения первог преобразователя 2 излучения и второго преобразователя 3 излучения, а также первого алгебраического сумматора 4 напряжений- с первым и вторым входами 5 и 6, второго алгебраического сумматора 7 напряжений с первым и вторым входами 8 и 9, умножителя-делителя 10 напряжений с первым, вторым и третьим входами 11, 12 и 13 и индикаторного прибора 14.

Измеритель работает следующим образом.

Пучок 1 излучения проходит первый преобразователь 2 излучения и второй преобразователь 3 излучения, выполненные в виде болометрических решеток из различных материалов. За счет частичного поглощения энергии излучения и нагрева сопротивление болометрических решеток изменяется и появляются сигналы на выходах первого и второго преобразователей 2 и 3 излучения соответственно U, которые могут быть выражены следующим образом:

u,-,:(l,t)cJ5-y | R,t)cis-, «)

5 -5

.. , U)

S .5

. где 1 У, Чг Ti соответственно

коэффициенты при линейном и квадратичном члене коэффициента преобразования первого преобразователя 2 излучени и второго преобразова теля 3 излученияJ 3(R,-t) - пространственно-временное распределение интенсивности по сечению пучка излучения; S - поверхность интегрирования (апертура преобразователей излучения).

132

Обобщенная площадь сечения пучка излучения определяется по формуле

Л П 3(t)/SJ cli/n :(fi.t)cL5oH:,(3)

о5

St.

мн 5 --ин

где - длительность времени интегрирования.

Для стационарной функции пространственного распределения интенсивност излучения обобщенную площадь сечения пучка излучения можно выразить из (1), (2) и (3) через выходные сигналы преобразователей излучения:

(.г .,(1

о5(г,и,-1,и,)(г,Ц 3 ,и,) ,,

С4

где К - масштабный множитель.

Для получения сигналов, пропорциональных ( ) ( соответственно, отношение коэффициента передачи по первому входу 5 к коэффициенту передачи по второму входу 6 для первого алгебраического сумматора 4 напряжений обратно пропорционально If I Т ) отношение коэффициента передачи по первому входу 8 к коэффициенту передачи по второму входу 9 для второго алгебраического сумматора 7 напряжений обратно пропорционально t I .Умножитель-делитель 10 выполняет возведение в квадрат сигнала с выхода первого алгебраического сумматора 4 напряжений и деление его на сигнал с выхода второго алгебраического сумматора 7 напряжений. Выбором масштабного множителя К достигается измеренИе -обобщенной площади сечения пучка в заданных единицах, например в см .

в одном из макетных образцов преобразователи излучения выполнены в виде болометрических решеток из никелевого микропровода диаметром 40 мкм (,219 В/Дж; ,245

.-fc В-смЧ х10 2- медного микропровода

о

диаметром 30 мкм ( ц, 0,138 -- , Т

Дж

0) с шагом 2 мм. Алгебраические сумматоры напряжений построены на основе операционных усилителей типа К1ОУД8, умножитель-делитель напряжений - на основе логарифмических 3 усилителей, в качестве которых использованы операционные усилители типа К140УЛ8 с нелинейными обратными связями. 1179113 Предлагаем1 1й измеритель поэволяс т определять обобщенную площадь сечения пучка излучения порядка О,f20 см с погрешностью не более 20%.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБОБЩЕННСЙ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий два преобразователя излучения и измерительный блок, к выходу которого подключен индикаторный прибор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции измерителя, преобразователи излучения выполнены в виде болометрических решеток, расположены одна за другой по ходу излучения, и имеют коэффициенты преобразования с различными отношениями коэффициентов при линейном и квадратичном члене, а измерительный блок содержит два алгебраических сумматора напряжений и умножитель-делитель напряжений, причем выход первого преобразователя излучения соединен с nepBbDiH входами алгебраических сумматоров напряжений, выход второго преобразователя излучения соединен с вторыми входами алгебраических сумматоров ттапряжений, выход первого алгебраического сумматора напряжения соединен с первым и вторым входами умножителя-делителя напряжений, выход второго алгебраического сумматора напряжений соединен с третьим входом умножителя-делителя напряжений, а отношение коэффициента передачи по пер(Л вому входу к коэффициенту передачи по второму входу для алгебраических сумматоров напряжений обратно пропорционально отношению коэффициентов при квадратичных членах коэффициентов преобразования первого и второго преобразователей излучения для первого s| алгебраического сумматора напряжеqO ний и обратно пропорционально отношению коэффициентов при линейных членах коэффициентов преобразования первого :о и второго преобразователей излучения для второго алгебраического сумматора напряжений.

1/

H2