Седалищев В.Н. Методы и средства измерений неэлектрических величин
Подождите немного. Документ загружается.
Газоопределители – это приборы, предназначенные для экспресс-
определения массовой концентрации токсичных газов и паров в воздухе.
Интерферометрический газоанализатор – это измерительный прибор, в
котором используется интерференция волн, для определения концентрации и
состава воздуха в рабочей зоне.
Многоканальные системы контроля атмосферы предназначены для
непрерывного автоматического контроля концентраций токсичных,
взрывоопасных газов и кислорода, сигнализации о превышении заданных
порогов, а также управления исполнительными устройствами (системы
вентиляции, звуковые и световые сигнализации).
Портативные газоанализаторы
(BW Technologies)
Детекторы одного газа: H2S, СО, O2, SO2, CI2, HCN, NO2, NH3, PH3,
ETO, ClO2, O3 или NO.
Переносные газоанализаторы (фирмы GasAlert Extreme) выпускаются для
различных атмосферных опасностей. Детектор GasAlert Extreme имеет
высокую степень защищенности от воздействия воды и защиту IP 66/67 от
полного погружения, прочный корпус с защитой от эмиссии
электромагнитных/радиочастотных помех, имеет ударопрочный каркас.
Звуковой сигнал, мигающие светодиодные полосы и встроенный
вибросигнал предупреждают пользователей об опасных ситуациях.
Легкочитаемый дисплей имеет подсветку, что позволяет считывать
показания в условиях низкой освещенности. Батарейка для камеры
напряжением 3 В обеспечивает два года непрерывной работы устройства.
Детектор нескольких газов H2S, CO, O2, горючие газы.
Способ забора пробы – диффузионный (постоянный), имеется
возможность подключения зонда для принудительной подачи пробы.
Детектор от 1 до 5 газов:
H2S, CO, O2, SO2, PH3, NH3, NO2, HCN, Cl2, ClO2, O3 и горючие газы.
Портативный газоанализатор с одновременным мониторингом и
отображением данных до пяти потенциально опасных атмосферных газов,
включая кислород, горючие газы и ряд токсичных газов. Компактный и
легкий, детектор GasAlertMicro 5 добавляет детектирование нескольких газов
к линейке влагонепроницаемых датчиков компании BW Technologies.
Звуковая, визуальная и вибрирующая сигнализация срабатывают в
случае
обнаружения низкого уровня, высокого уровня, TWA или STEL воздействия
газов. Имеет дополнительный насос с приводом.
Детектор для нескольких газов: ЛОС, H2S, CO, O2, SO2, PH3, NH3, NO2,
HCN, Cl2, ClO2, O3 и горючие газы.
GasAlertMicro 5 PID переносной газоанализатор с одновременным
мониторингом и изображением данных до пяти потенциально опасных
атмосферных газов, включая летучие органические соединения (ЛОС),
кислород, горючи газы и широкий выбор электрохимических токсичных
датчиков. При срабатывании GasAlertMicro 5 PID включает звуковую,
световую сигнализацию и вибратор.
14. Методы и средства измерения световых величин
Измеряют светотехнические свойства источников и приемников
излучения, различные характеристики материалов.
К основным светотехническим величинам относятся: световой поток,
освещенность, яркость, сила света.
Для измерения освещенности используют фотометры (люксметры) в
комплекте со светофильтрами и устройствами обработки и выдачи
информации.
Для измерения яркости света используют приборы – яркометры.
Распределение яркости источника света
в пространстве определяют с
помощью гониометров. Пространственное распределение силы света
представляют в виде кривых распределения в декартовой или полярной
системе координат. Например, для оценки КУПД светильников, показателей
пускорегулирующей аппаратуры, фокусирующих систем и т.п.
Для измерения спектральных характеристик используют
монохроматоры в комплекте с призмами, дифракционными решетками.
Измерение цвета является отдельной
сложной темой. Измеряемый
цветовой показатель определяют как сумму цветовых показателей по спектру
с учетом свойств зрительного восприятия человека.
14.1 Детекторы ИК-излучений
Детекторы электромагнитных волн, лежащих в спектральном диапазоне
от ультрафиолетового до дальнего ИК излучений, являются световыми
детекторами. С точки зрения разработчика датчиков поглощение фотонов
чувствительным материалом приводит к повышению его температуры или к
генерации элементарных частиц. Поэтому все преобразователи световых
излучений можно разделить на две группы: квантовые и тепловые.
Квантовые преобразователи
работают в интервале от УФ до среднего ИК
диапазонов, в то время как тепловые датчики чаще всего используются в
диапазонах среднего и дальнего ИК излучений, где их эффективность при
комнатных температурах намного превышает эффективность квантовых
преобразователей.
14..2 Ячейки Голея
Ячейки Голея являются широкополосными детекторами ИК излучений.
Они обладают высокой чувствительностью, но имеют хрупкую конструкцию.
Принцип действия основан на детектировании теплового расширения газа,
заключенного в замкнутом объеме. Такие датчики иногда называют
термопневматическими. Они могут изготавливаться по технологии
производства микросистем. Степень деформации мембраны иногда
измеряется и другими методами, например, при помощи
интерферометра
Фабри-Перо.
Рис. 14.1 Детектор излучений среднего и дальнего ИК – диапазонов на
основе ячейки Голея.
14.3 Преобразователи излучений на основе термоэлементов
Рис. 14.2 Термоэлемент для детектирования теплового излучения.
Принцип действия датчиков данного типа аналогичен принципу
термопар. Датчик состоит из массивного корпуса, на котором располагаются
«холодные» спаи. «Горячие» спаи располагаются на тонкой мембране.
14.4 Пироэлектрические датчики ИК-излучений
На рисунке 14..3 показана типовая конструкция твердотельного
пироэлектрического преобразователя.
Рис. 14.3 Двойной пироэлектрический датчик.
А – конструкция датчика в металлическом корпусе,
Б – металлические электроды, В – эквивалентная схема.
В таких датчиках обычно используют два пироэлектрических
преобразователя, соединенных последовательно или параллельно навстречу
друг другу, для лучшей компенсации быстрых изменений тепловых потоков
и механических нагрузок, возникающих из-за акустических шумов и
вибраций. Иногда один из элементов покрывается красителем
для
увеличения поглощающей способности, а второй экранируется от излучений.
14.5 Болометры
Болометры – это миниатюрные резистивные детекторы температуры или
термисторы, а также другие типы температурочувствительных резисторов,
используемых для измерения интенсивности электромагнитного излучения в
широком спектральном диапазоне. Области применения таких детекторов
включает определение ИК температуры, построение тепловых образов,
измерение локальных полей
при высокой мощности излучений, тестирование
СВЧ устройств. Они используются в устройствах управлениялучами ВЧ
антенн, в медицинских приборах и т.п.
Принцип действия болометров основан на фундаментальном
физическом законе, связывающем величину поглощенного
электромагнитного сигнала с рассеиваемой мощностью.
Рис. 14.4 Эквивалентная схема болометра с электрическим смещением (А),
конструкция оптического болометра (Б).
Современные болометры изготавливают в виде миниатюрных
термисторов, с использованием технологии нанесения тонких пленок на
кремниевые микромебраны.
Для измерения ИК излучения применяют также чувствительные
элементы на основе термопар.
Рис. 14.5 Двухступенчатый датчик оптического излучения:
1 — металлический диск; 2 — слой черни; 3 — дифференциальная
термопара.
14.6 Детекторы газового пламени
Такие преобразователи входят в состав систем обеспечения пожарной
безопасности. По многим параметрам детекторы пламени являются более
чувствительными устройствами, чем датчики дыма, особенно на открытых
пространствах, где концентрация дыма может долго не достигать пороговых
значений, необходимых для подачи сигнала тревоги.
Для обнаружения пламени используют уникальную особенность его
спектра излучения, заключающуюся в
том, что значительная часть его
энергии излучения приходится в УФ области спектра. Солнечный свет после
прохождения через атмосферу теряет большую часть своего спектра в УФ
области ниже 250 нм, в то время как пламя имеет спектр вплоть до 180нм.
Это дает возможность реализовать детектор с узкой полосой пропускания,
реагирующим только на
излучение пламени и нечувствительным к
солнечному или электрическому свету.
Рис. 14.6 Спектр электромагнитных излучениий различных источников.
Рис. 14.7 УФ – детектор пламени.
А – стеклянная трубка, заполненная газом, Б – схема включения,
В – угол обзора в горизонтальной плоскости.
Высокочувствительный механизм работы данного датчика основан на
запуске лавинного процесса умножения электронов. При воздействии на
датчик пламени он начинает работать как токовый ключ.
Измеритель энергии/мощности лазерного излучения
При использовании набора детекторных головок данный прибор
становится компактной лабораторией для измерения большого числа
параметров научных и промышленных лазеров. При этом могут быть
реализованы следующие возможности:
• диапазон измерений энергии излучения может составлять от
пикоджоулей и пиковатт до сотен джоулей и ватт,
• возможность сохранения в памяти до 50000 измерений
при частоте
измерений до 1000 Гц,
• выбор типа лазера,
• аналоговый и цифровой дисплей,
• графический вывод результатов измерений,
• измерение плотности энергии/мощности,
• установка максимального и минимального пределов,
• масштабирование ослабления.