Giới thiệu công nghệ thử nghiệm quang điện
Công nghệ phát hiện quang điện là một trong những công nghệ chính của công nghệ thông tin quang điện, chủ yếu bao gồm công nghệ chuyển đổi quang điện, công nghệ thu thập thông tin quang học và công nghệ đo lường thông tin quang học, và công nghệ xử lý thông tin đo lường quang điện. Chẳng hạn như phương pháp quang điện có thể thực hiện nhiều phép đo vật lý, chẳng hạn như đo ánh sáng yếu, đo ánh sáng yếu, đo hồng ngoại, quét ánh sáng, đo theo dõi ánh sáng, đo laser, đo sợi quang, đo hình ảnh.
Công nghệ phát hiện quang điện kết hợp công nghệ quang học và công nghệ điện tử để đo nhiều đại lượng khác nhau, có các đặc điểm sau:
1. Độ chính xác cao. Độ chính xác của phép đo quang điện là cao nhất trong tất cả các loại kỹ thuật đo lường. Ví dụ, độ chính xác của phép đo chiều dài bằng giao thoa kế laser có thể đạt tới 0,05 μm/m; phép đo góc bằng phương pháp vân nhiễu xạ mạng tinh thể có thể đạt tới. Độ phân giải của phép đo khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng bằng phương pháp đo khoảng cách laser có thể đạt tới 1m.
2. Tốc độ cao. Đo quang điện lấy ánh sáng làm môi trường, ánh sáng là chất có tốc độ lan truyền nhanh nhất trong tất cả các loại chất, và chắc chắn là phương pháp quang học có thể thu thập và truyền tải thông tin nhanh nhất.
3. Khoảng cách xa, phạm vi rộng. Ánh sáng là phương tiện thuận tiện nhất để điều khiển từ xa và đo từ xa, chẳng hạn như dẫn đường vũ khí, theo dõi quang điện, đo từ xa truyền hình, v.v.
4. Đo không tiếp xúc. Ánh sáng chiếu vào vật thể được đo có thể được coi là không có lực đo, do đó không có ma sát, có thể thực hiện đo động và là phương pháp đo hiệu quả nhất trong các phương pháp đo.
5. Tuổi thọ cao. Về lý thuyết, sóng ánh sáng không bao giờ bị hao mòn, chỉ cần khả năng tái tạo tốt thì có thể sử dụng mãi mãi.
6. Với khả năng xử lý thông tin và tính toán mạnh mẽ, thông tin phức tạp có thể được xử lý song song. Phương pháp quang điện cũng dễ dàng kiểm soát và lưu trữ thông tin, dễ dàng thực hiện tự động hóa, dễ dàng kết nối với máy tính và dễ dàng thực hiện.
Công nghệ kiểm tra quang điện là công nghệ mới không thể thiếu trong khoa học hiện đại, hiện đại hóa đất nước và đời sống nhân dân, là công nghệ mới kết hợp máy móc, ánh sáng, điện và máy tính, là một trong những công nghệ thông tin có tiềm năng nhất.
Thứ ba, thành phần và đặc điểm của hệ thống phát hiện quang điện
Do tính phức tạp và đa dạng của các đối tượng được thử nghiệm, cấu trúc của hệ thống phát hiện không giống nhau. Hệ thống phát hiện điện tử thông thường bao gồm ba phần: cảm biến, bộ xử lý tín hiệu và đường truyền đầu ra.
Cảm biến là bộ chuyển đổi tín hiệu tại giao diện giữa vật thể được kiểm tra và hệ thống phát hiện. Nó trực tiếp trích xuất thông tin đo được từ vật thể được đo, cảm nhận sự thay đổi của nó và chuyển đổi thành các thông số điện dễ đo lường.
Tín hiệu mà cảm biến thu được thường là tín hiệu điện. Nó không thể đáp ứng trực tiếp yêu cầu đầu ra, cần phải được biến đổi, xử lý và phân tích thêm, tức là thông qua mạch xử lý tín hiệu để chuyển đổi thành tín hiệu điện chuẩn, rồi đưa ra đường truyền đầu ra.
Theo mục đích và hình thức đầu ra của hệ thống phát hiện, liên kết đầu ra chủ yếu là thiết bị hiển thị và ghi, giao diện truyền dữ liệu và thiết bị điều khiển.
Mạch xử lý tín hiệu của cảm biến được xác định bởi loại cảm biến và yêu cầu đối với tín hiệu đầu ra. Các cảm biến khác nhau có tín hiệu đầu ra khác nhau. Đầu ra của cảm biến điều khiển năng lượng là sự thay đổi các thông số điện, cần được chuyển đổi thành sự thay đổi điện áp thông qua mạch cầu. Tín hiệu điện áp đầu ra của mạch cầu nhỏ, còn điện áp chế độ chung lớn, cần được khuếch đại bằng bộ khuếch đại dụng cụ. Tín hiệu điện áp và dòng điện do cảm biến chuyển đổi năng lượng đầu ra thường chứa tín hiệu nhiễu lớn. Cần có mạch lọc để trích xuất các tín hiệu hữu ích và lọc bỏ các tín hiệu nhiễu không cần thiết. Hơn nữa, biên độ tín hiệu điện áp đầu ra của cảm biến năng lượng chung rất thấp và có thể được khuếch đại bằng bộ khuếch đại dụng cụ.
So với sóng mang hệ thống điện tử, tần số của sóng mang hệ thống quang điện tăng lên gấp nhiều lần. Sự thay đổi về tần số này khiến hệ thống quang điện có sự thay đổi về chất trong phương pháp thực hiện và bước nhảy vọt về chất trong chức năng. Chủ yếu thể hiện ở khả năng sóng mang, độ phân giải góc, độ phân giải phạm vi và độ phân giải phổ được cải thiện đáng kể, do đó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kênh, radar, thông tin liên lạc, dẫn đường chính xác, định vị, đo lường, v.v. Mặc dù các dạng cụ thể của hệ thống quang điện được áp dụng cho những trường hợp này khác nhau, nhưng chúng có một đặc điểm chung, đó là tất cả đều có liên kết giữa bộ phát, kênh quang và bộ thu quang.
Hệ thống quang điện thường được chia thành hai loại: chủ động và thụ động. Trong hệ thống quang điện chủ động, bộ phát quang chủ yếu bao gồm một nguồn sáng (chẳng hạn như laser) và một bộ điều biến. Trong hệ thống quang điện thụ động, bộ phát quang phát ra bức xạ nhiệt từ vật thể được kiểm tra. Kênh quang và bộ thu quang giống hệt nhau cho cả hai. Kênh quang chủ yếu đề cập đến khí quyển, không gian, dưới nước và sợi quang. Bộ thu quang được sử dụng để thu thập tín hiệu quang tới và xử lý nó để khôi phục thông tin của sóng mang quang, bao gồm ba mô-đun cơ bản.
Chuyển đổi quang điện thường được thực hiện thông qua nhiều thành phần quang học và hệ thống quang học khác nhau, sử dụng gương phẳng, khe quang học, thấu kính, lăng kính hình nón, bộ phân cực, tấm sóng, tấm mã, cách tử, bộ điều biến, hệ thống hình ảnh quang học, hệ thống giao thoa quang học, v.v., để đạt được sự chuyển đổi đo được thành các thông số quang học (biên độ, tần số, pha, trạng thái phân cực, thay đổi hướng truyền, v.v.). Chuyển đổi quang điện được thực hiện bằng nhiều thiết bị chuyển đổi quang điện khác nhau, chẳng hạn như thiết bị phát hiện quang điện, thiết bị camera quang điện, thiết bị nhiệt quang điện, v.v.
Thời gian đăng: 20-07-2023