Patent RU-139288-U1 (RU)
Title: Источник направленного инфракрасного излучения со сменными спектральными диапазонами
IPC: G01J1/08
Filed: 2013-11-07
Granted: 2014-04-10
Abstract: Источник относится к специальным эталонным источникам инфракрасного излучения. Его основным назначением является использование в качестве источника облучения поверхностей при бесконтактных измерениях температуры инфракрасными приборами, при измерениях рабочих характеристик инфракрасных систем, в лабораторных системах газового анализа. Источник работает следующим образом. При включенном источнике тока 5 за счет нагрева электронагревательных элементов 4 в выходном круглом отверстии 3 излучателя типа черное тело 1 формируется поток электромагнитных волн, соответствующий излучению, близкому к излучению абсолютно черного тела. Излучение, проникшее через отверстие 3, попадает на линзы 9 сменной коллиматорной линзовой системы 8, передний фокус которой расположен в области отверстия 3 на его оси. За счет преломления на линзах выходящий пучок 12 становится направленным и близким к параллельному относительно оптической оси линзовой системы. Линзы 9 выполнены из селективно пропускающих материалов и через них проходит часть излучения, которая соответствует первому главному спектральному диапазону источника. Для перехода к другому главному спектральному диапазону должна быть использована другая линзовая система 8, что достигается тем, что в конструкции источника предусмотрена возможность сменности линзовой системы, например, за счет резьбового соединения. Пройдя через линзы инфракрасное излучение главного спектрального диапазона при необходимости преобразуется в излучение более узких диапазонов, для чего используются сменные спектральные фильтры 11, которые устанавливают в смонтированное на линзовой системе крепежное устройство 10 с двумя позициями. Спектральные фильтры изготавливают из оптически селективно прозрачных материалов и могут быть длинноволновыми (для получения инфракрасного излучения, находящегося в правой части спектральной области главного спектрального диапазона), коротковолновыми (для получения инфракрасного излучения, находящегося в левой части спектральной области главного спектрального диапазона) и полосовыми (для получения инфракрасного излучения, находящегося в внутри спектральной области главного спектрального диапазона). Вместо полосовых фильтров может быть использована комбинация из двух последовательно установленных длинноволнового и коротковолнового фильтров. Пройдя через линзовую оптическую систему и фильтры, луч 12 инфракрасного излучения заданного спектрального диапазона попадает на объект. Плотность мощности излучения от источника, падающего на объект (его освещенность), зависит от температуры источника типа черное тело, спектрального диапазона источника, задаваемого сменной линзовой системой и фильтрами, коэффициента пропускания линз, фильтров и воздуха и от отношения D 2 /d 2 , где D - диаметр луча на расстоянии, где находится объект, а d - диаметр отверстия на излучателе типа черное тело. В том случае, когда световой луч является строго параллельным (угол его расходимости равен нулю) диаметр D равен диаметру линз в коллиматорной линзовой системе. В случае слишком высокой или недостаточной облученности объекта диаметр D можно скорректировать за счет осевого смещения подвижной коллиматорной линзовой системы. Величина освещенности объекта получается в результате интегрирования уравнения Планка для абсолютно черного тела в данном спектральном диапазоне. Поскольку инфракрасное излучение невидимо, для наведения излучателя на цель используется дополнительный источник 13 направленного светового излучения, направление луча 14 которого параллельно оптической оси сменной линзовой системы. В качестве подобного источника удобнее всего использовать маломощный световой лазер (например, на фотодиодах), поскольку он дает достаточно тонкий, практически нерасходящийся световой луч. Задачей и техническим результатом, достигаемом при использовании источника по сравнению с прототипом, является увеличение эффективности за счет повышения плотности мощности излучения и пространственной равномерности в освещенности объекта облучения, повышения компактности и удобств в эксплуатации источника, снижения требований к габаритам излучателя типа черного тела. 2 зпф, фиг. 1