Структура и элементная база измерительного блока акустооптического преобразователя температуры

Мухаметов Н. Р.

Температура является важнейшим параметром многих технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства. Необходимость измерения и контроля температуры делает актуальной задачу создания средств измерения температуры, отвечающих современным требованиям науки и техники.

В последние годы широкое распространение приобрели оптические преобразователи температуры - пирометры. Наилучшую точность измерения обеспечивают пирометры, основанные на акустооптических элементах. Акустооптический эффект — это явления дифракции, преломления, отражения или рассеяния света на периодических неоднородностях среды (зонах с разным показателем преломления), вызванных упругими деформациями при прохождении ультразвука [1]. Принцип действия акустооптических преобразователей температуры основан на исследовании спектра электромагнитного излучения, исходящего от измеряемого объекта, и прошедшего через акустооптическую ячейку. Акустооптическая ячейка состоит из пьезоэлектрического преобразователя, где возбуждается ультразвуковая волна. Длина этой волны управляется с помощью сигнала, вырабатываемой от генератора, и в зависимости от длины этой волны будут зависеть параметры дифракционной решетки. Любое нагретое тело излучает энергию, свои электромагнитные волны. Именно взаимодействие электромагнитных волн какого-либо тела с акустическими волнами в акустооптическом устройстве и лежит в основе акустооптического эффекта. Преимуществом акустооптического преобразователя температуры над другими преобразователями является отсутствие множества отражателей, сферических зеркал, подвижных элементов.

Главным структурным элементом в преобразователе температуры является измерительный блок, определяющий метрологические характеристики устройства. В нем происходят процессы преобразования и обработки, необходимых для решения задач измерения. Измерительный блок обрабатывает сигнал поступивший от фотоприемника, вычисляет на его основе температуру объекта, и осуществляет вывод измеренного параметра на индикацию. Точность измерения будет зависеть от выбранной структуры, элементной базы и алгоритмов обработки поступившей информации. Следовательно, возникает необходимость разработки измерительного блока, обладающего высокими точностными характеристиками.