Giới thiệu công nghệ kiểm tra 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 nhận thông tin quang học và công nghệ đo lường thông tin quang học, cũng như công nghệ xử lý thông tin đo lường quang điện. Ví dụ, phương pháp quang điện được sử dụng để thực hiện nhiều phép đo vật lý, 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 các 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 kỹ thuật đo lường. Ví dụ, độ chính xác của phép đo chiều dài bằng giao thoa kế laser có thể đạt tới 0,05μm/m; phép đo góc bằng phương pháp vân giao thoa moiré có thể đạt được. Độ phân giải của phép đo khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng bằng phương pháp đo khoảng cách bằng laser có thể đạt tới 1m.
2. Tốc độ cao. Phép đo quang điện sử dụng ánh sáng làm môi trường, và ánh sáng có tốc độ truyền nhanh nhất trong tất cả các loại vật chất, do đó không thể phủ nhận đây là phương pháp nhanh nhất để thu thập và truyền tải thông tin bằng quang học.
3. Khoảng cách xa, phạm vi rộng. Ánh sáng là phương tiện thuận tiện nhất cho điều khiển từ xa và đo từ xa, chẳng hạn như dẫn đường vũ khí, theo dõi quang điện, đo từ xa bằng truyền hình, v.v.
4. Đo không tiếp xúc. Ánh sáng chiếu vào vật cần đo có thể được coi là không có lực đo, do đó không có ma sát, cho phép đo động và đây là phương pháp đo hiệu quả nhất trong số các phương pháp đo khác nhau.
5. Tuổi thọ cao. Về lý thuyết, sóng ánh sáng không bao giờ bị hao mòn, miễn là quá trình tái tạo được thực hiện tốt, nó có thể được sử dụng mãi mãi.
6. Với khả năng xử lý và tính toán thông tin mạnh mẽ, thông tin phức tạp có thể được xử lý song song. Phương pháp quang điện cũng dễ điều khiển và lưu trữ thông tin, dễ dàng tự động hóa, dễ kết nối với máy tính và dễ dàng vận hành độc lập.
Công nghệ kiểm tra quang điện là một công nghệ mới không thể thiếu trong khoa học hiện đại, công cuộc hiện đại hóa quốc gia và đời sống nhân dân, là một công nghệ mới kết hợp máy móc, ánh sáng, điện và máy tính, và là một trong những công nghệ thông tin 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 nói chung bao gồm ba phần: cảm biến, bộ điều chỉnh tín hiệu và liên kết đầu ra.
Cảm biến là bộ chuyển đổi tín hiệu tại giao diện giữa vật thể cần kiểm tra và hệ thống phát hiện. Nó trực tiếp trích xuất thông tin cần đo từ vật thể cần đo, cảm nhận sự thay đổi của vật thể và chuyển đổi thông tin đó thành các thông số điện dễ đo.
Các tín hiệu được cảm biến thu nhận thường là tín hiệu điện. Chúng không thể đáp ứng trực tiếp yêu cầu đầu ra, cần phải được chuyển đổi, xử lý và phân tích thêm, tức là thông qua mạch điều chỉnh tín hiệu để chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện chuẩn, rồi xuất ra liên kết đầu ra.
Theo mục đích và hình thức đầu ra của hệ thống phát hiện, các liên kết đầu ra chủ yếu bao gồm thiết bị hiển thị và ghi dữ liệu, giao diện truyền thông 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 bằng mạch cầu chỉnh lưu, và tín hiệu điện áp đầu ra của mạch cầu chỉnh lưu nhỏ, còn điện áp chế độ chung lớn, cần được khuếch đại bằng mạch khuếch đại đo lường. Tín hiệu điện áp và dòng điện đầu ra của cảm biến chuyển đổi năng lượng thường chứa nhiều nhiễu. 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 của tín hiệu điện áp đầu ra của cảm biến năng lượng thông thường rất thấp, và nó có thể được khuếch đại bằng mạch khuếch đại đo lường.
So với hệ thống sóng mang điện tử, tần số sóng mang của hệ thống quang điện được tăng lên nhiều bậc độ lớn. Sự thay đổi về bậc tần số này làm cho hệ thống quang điện có sự thay đổi về chất lượng trong phương pháp thực hiện và một bước nhảy vọt về chất lượng trong chức năng. Chủ yếu thể hiện ở việc dung lượng sóng mang, độ phân giải góc, độ phân giải khoảng cách và độ phân giải quang phổ được cải thiện đáng kể, do đó nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kênh truyền, radar, truyền thông, dẫn hướng chính xác, định vị, đo lường, v.v. Mặc dù các hình thức cụ thể của hệ thống quang điện được áp dụng trong các trường hợp này là 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 nguồn sáng (như laser) và bộ điều biến. Trong hệ thống quang điện thụ động, bộ phát quang phát ra bức xạ nhiệt từ vật thể cần kiểm tra. Kênh quang và bộ thu quang giống nhau đối với cả hai loại. Cái gọi là kênh quang chủ yếu đề cập đến khí quyển, không gian, dưới nước và cáp quang. Bộ thu quang được sử dụng để thu tín hiệu quang tới và xử lý nó để khôi phục thông tin của sóng mang quang, bao gồm ba mô-đun cơ bản.
Việc chuyển đổi quang điện thường được thực hiện thông qua nhiều thành phần 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 tạo ảnh quang học, hệ thống giao thoa quang học, v.v., để chuyển đổi các thông số đo được thành các thông số quang học (biên độ, tần số, pha, trạng thái phân cực, thay đổi hướng truyền, v.v.). Việc chuyển đổi quang điện được thực hiện bởi 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 bài: 20/07/2023