Главная Промышленные терморезисторы



Ную на рис. 6.3. На элементы подают равные напряжения смещения, но противоположной полярности относительно земли, чтобы минимизировать шум и микрофонный эффект. Так как характеристики обоих элементов хорошо согласованы, то их сопротивление совершенно одинаково изменяется с окружающей температу-

UK излучение

Иомпенсирушщии термо резистор

Нусили телн/

Рис. 6.3. Обычная схема включения терморезисторного болометра

рой. при отсутствии излучения мост сбалансирован. Поглощение излучения вызывает увеличение температуры и, следовательно, уменьшение сопротивления приемника, в результате чего баланс моста нарушается. Сигнал разбаланса усиливают и подают на индикатор или на самописец. В табл. 6.1 приведены сравнительные характеристики терморезисторных болометров и других приемников инфракрасного излучения [2].

Таблица 6.1

Сравнительные характернстикн приемников инфракрасного излучения

Тип приемника

Рабочая температура, К

см-Гц/Вт

Постоянная времени, мс

Частота прерывания (модуляции), Гц

Терморезистор Термопара Элемент Голея "сверхпроводящий болометр из NnN

298 298 298

4,0-10 1,4.10» 1,7.10»

5,0-10»

2,0 36,0 20,0

<30 <5 <5

Для особых случаев применения были сконструированы специальные терморезисторные болометру. Клиновидный иммерсионный болометр, показанный на рис. 6.4, предназначен для обнаружения инфракрасного излучения атмосферы в полосе поглоще-ия СОг (длина волны 15 мкм) с целью определения вертикаль-0" распределения температуры в атмосфере. Для устранения



хроматической аберрации, которая имеется в линзах обычн( формы, применялась клиновидная линза из германия. Электра ческие контакты на чешуйках полупроводникового материал представляют собой тонкие слои золота, которые одновременн ограничивают площадки, определяющие чувствительность боле метров.

Рис. 6.4. Конструкщ клиновидного термор зисторного болометра:,

/-тонкий край линзы; 2 выводы; 3 - терморезист 4 - пластиковые прокла ки; 5 - передняя поверхное линзы; 6 - клиновидная ле за; 7 - клиновидные бло

Рис. 6.5. Конструкщ терморезисторного радиометра:

1 - ламповая панель; 2 металлический корпус, 3j стеклянный купол, 4 - ng волочный резистор


Рис. 6.4

Рис. 6.5

Инфракрасные терморезисторные болометры применяются радиометрах, пирометрах и других устройствах для неразрущ; ющего автоматического контроля промышленных изделий, спектроскопии и для автоматического управления производстве! ными процессами {3]. Инфракрасные приемники находят вс большее применение для получения тепловых изображений ; технике и медицине i[4], в частности тепловых изображений эл€ ментов или схем на экране телевизора после подачи на них п пряжения. Эти приемники успешно применяются для контроля дефектов в изделиях сталелитейной, стекольной и бумажно промышленности без остановки технологического процесса. i

Другими примерами получения тепловых изображений явля ются контроль электронных компонентов и интегральных микро схем, склеенных или слоистых структур, применяемых в самол€ тостроении, и тепловой изоляции зданий. В медицине для диагнй стики все чаще используют термографию [5, 6], т. е. температур! ное картографирование тела человека, как средство предвари тельного исследования, позволяющее выявить участки, требующи более тщательного изучения. Такая диагностика особенно эффеК тивна при атеросклерозе, тромбозе, сужениях сосудов, определи НИИ степени ожогов, выявлении злокачественных опухолей и па слеоперационном контроле участков, где осуществлялась пере садка кожи и отдельных органов.

Воздушное тепловое картографирование используется в Boei ном деле, сельском хозяйстве и археологии. При осуществлени космических программ терморезисторные болометры обладаю! определенными преимуществами перед охлаждаемыми фотопрЯ емниками как датчики линии горизонта для определения вертщ



кального положения и регулирования высоты искусственных спутников, как датчики для картографирования и измерения теплообмена на Земле и для измерения излучения от других планет [7].

Измерение солнечной радиации. В тех случаях, когда терморезисторные болометры служат для обнаружения и иЗхМерения инфракрасного излучения, обычно применяют оптические фильтры, ограничивающие попадающее на них излучение определенным диапазоном длин волн. В метеорологии достаточно измерить суммарный поток солнечной радиации, приходящий на локализованную поверхность. В стационарных условиях (например, на метеостанциях) используют специальные установки, подобные соляриметру Молла - Горчинского, однако для непродолжительных исследований в отдаленных уголках планеты эти устройства слишком дорогостоящи и громоздки. Поэтому в портативных устройствах обычно используют терморезисторы и простую мостовую схему.

Для микрометеорологических исследований ледников на Баффиновом острове (Канада) были сконструированы два варианта портативных терморезисторных радиометров [8]. В первом из них, измерителе полного потока излучения, терморезистор служил термочувствительным элементом, а во втором был применен терморезисторный болометр для измерения коротковолнового излучения в полусфере. Монтаж болометра в конструкции радиометра, показанной на рис. 6.5, идентичен монтажу болометра для измерения инфракрасного излучения. В ней используются два бусинковых терморезистора, закрепленные на дисках. Один терморезистор, окрашенный в черный цвет, установлен в середине тонкостенной стеклянной полусферы и в середине алюминиевого экранирующего диска для приема излучения. Другой, опорный терморезистор, окрашенный в белый цвет, защищен от прямого излучения, по крайней мере, двумя экранами. При радиометрических измерениях два терморезистора образуют полумост в простом мосте Уитстона, а при измерении температуры один терморезистор заменяют постоянным резистором. Радиометр и мост градуируют по соляриметру Молла - Горчинского, применяя в качестве источника излучения лампу накаливания с вольфрамовой нитью; чувствительность прибора подчиняется закону Ламберта. Описанный радиометр показал хорошие эксплуатационные характеристики при работе в арктических условиях в интервале температур от -19 до 4-0,5° С, причем нуль шкалы прибора оставался стабильным в течение трех лет.-.

Измерение микроволнового излучения. С повышением частоты Электромагнитного излучения становится все труднее точно измерять ток и напряжение, что связано с увеличением погрешности вследствие того, что геометрические размеры измерительного Рибора и соединений становятся соизмеримыми с длиной волны Лучения. На частотах выше 1 ГГц (длина волны менее 30 см) ток апряжение уже не измеряют, а основными измеряемыми пара-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [30] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0788