Светодиодный датчик апогея

a_centaurus> "Физики всё ещё шутют..."

http://n-t.ru/ri/fz/

a_centaurus> .... Что-нибудь да вылезет.

Спасибо за статью про болометры, не знаю, но в ней тоже указывается, что активный элемент термосопротивление, к стати у нас не мост, а делитель, но это ничего не меняет.
Завтра распилю наш современный болометр, для интереса покажу внутренности, ознакомлю с параметрами. Наши болометры собираются вручную, так как совместить оптику и электронику большая проблема.
Подобные споры (а, что я люблю спорить Вам уже известно) верный путь к самообразованию, о каких обидах может идти речь, ведь мы мужчины.

a_centaurus> ....(2-канальный инфракрасный спектрометр. Тянул до 50 мкм).

a_centaurus ознакомь, пожалуйста, короткой информацией по этому прибору, меня интересует его принцип работы. Насколько мне известно, в подобных приборах нельзя применять болометры, необходимы фотодиодные приемники, как наиболее узкополосные.

Xan> http://n-t.ru/ri/fz/
Xan! А за эту ссылку большое спасибо!

Брат-2> a_centaurus ознакомь, пожалуйста, короткой информацией по этому прибору, меня интересует его принцип работы. Насколько мне известно, в подобных приборах нельзя применять болометры, необходимы фотодиодные приемники, как наиболее узкополосные.
В спектрометрах-то?
Строго наоборот: чем шире полоса приёмника, тем лучше. Более того, болометр почти идеален, ибо у него проще сделать плоский спектр для чувствительности. Другое дело, что чувствительность страдает: не ФЭУ, чай. Да и при средней чувствительности развлечение это из дешёвых.
Но зато - широкий диапазон, определяемый только оптикой, и именно, что тянет до больших микрон. Для дальнего ИК безальтернативно.

Татарин> Строго наоборот: чем шире полоса приёмника, тем лучше. ..
В целом понятно. Предоставляю наш болометр. Информация не является военной или коммерческой тайной, а также и рекламой.

Брат-2> Предоставляю наш болометр.
Вопросы:
1) сколько приборов участвовало при фотографировании ?
(а то проводов 6, "слезок" восемь, правый прибор непонятно к чему относится)
2) вроде как интегральная чувствительность 2,5х10³ Вольт/ватт ?
3) что такое "обнаружительная способность" и как расшифровывается ее значение ?

Ckona> Вопросы:.....
На фотографии представлены два болометра, один целый последней модификации с гибкими выводами, а второй с жесткими выводами мной распилен, справа вид на линзу с обратной, внутренней стороны. Гибких выводов 6 (±15В - питание делителя, ±15В -питание ОУ, выход и общий). Жестких выводов даже 9, так как один приварен непосредственно к корпусу, но некоторые не используются, а некоторые, при гибких выводах, не подключены. Интегральная чувствительность действительно 2,5х10³В/Вт, кроме того все площади соответственно в квадратных мм, глюки появились при трансформации мной текста. Обнаружительная способность, определяет порог мощности излучения, которое может обнаружить болометр, расшифровку параметра точно не знаю, самому интересно, в понедельник спрошу у разработчиков.

Брат-2> не знаю, но в ней тоже указывается, что активный элемент термосопротивление..
"но у нас применяются для приема ИК-излучения болометры (терморезисторы)... " (Брат-2)
Специально выписал цитату из тебя, дорогого. Напомню, что дискуссия наша была спровоцирована моим замечанием про "неряшливость при употреблении нормативных технических терминов". Заявляю ещё раз: "болометр" не есть - "термосопротивление". В работе б. используется эффект изменения сопротивления термочувствительной плёнки, под воздействием падающего ИК-излучения (то есть, чувствительный элемент б. есть термосопротивление) . Но называть б. "термосопротивлением" ("thermoresistor") методически и стилистически неверно, поскольку в технике существует класс электрических приборов, основная особенность которых заключается в изменении сопротивления под влиянием температуры. Причём в принципе их работы лежит контактный метод измерения температуры поверхности. В отличие от оптического, лежащего в основе работы б.

Брат-2> a_centaurus ознакомь, пожалуйста, короткой информацией по этому прибору, меня интересует его принцип работы. Насколько мне известно, в подобных приборах нельзя применять болометры, необходимы фотодиодные приемники, как наиболее узкополосные.

Принцип работы спектрального прибора (призменного 2-х канального спектрометра, коим являлся ИКС-21) описать либо очень просто (определение), либо очень сложно (в деталях). Разводить здесь общеобразовательную деятельность было бы не к месту. Могу из советских, порекомендовать книгу К.И. Тарасова: " Спектральные приборы". Он был одним из ведущих специалистов мирового уровня в нашей спектроскопии. Из зарубежных аналогов были с. "Beckman", "Perkin-Elmer", "Hitachi", "Joben-Ivonn". Собственно, серия ИКС имела своими аналогами приборы "Beckman".
Но найти сейчас призменный спектрометр непросто. Начиная с конца 60 перешли на диф. решётки. Разве что в дальней ИК-области (FIR) используются призмы из CsI (Иодистый цезий). В настоящее время в рутинной лабораторной практике основном используют Fourier-Spectrometers. С ними работа спектроскописта перестала быть искусством. Полностью компьютеризированный анализ, основанный на сравнении полученного спектра с одним из имеющихся в библиотеке проги, позволяет использовать в качестве оператора с. - непрофессионала.
По поводу фотодиод vs. болометр тебе ответил Татарин.
Под инт. чувств. понимается ответ электронной системы на принимаемое в широком спектральном диапазоне оптическое излучение. Поэтому, размерность её указана в V/W. Именно в ваттах в СИ измеряется падающий радиационный поток. Если бы прибор мерял световые параметры (освещённость, например), тогда вместо W был бы lumen. Когда производится пересчёт энергетических величин в световые берут соотношение lm/W = 1/683.
В вашем болометре линза играет роль спектрального обрезающего фильтра. Обычно б. имеет открытое окно, а роль спектрального и пространственного фильтра играет оптика прибора.

Ckona! Умеешь ты правильно поставить вопрос. У нас на ж.д. есть своя закрытая сеть по типу большой Сети, называется Интранет. По нашей специальности имеется форум, где мы свободно общаемся с разработчиками нашей аппаратуры, где есть и специалисты по болометрам. Особо интересного, выудить не удалось. Нормированная обнаружительная способность определяется формулой:
D*=RI√Ab∆f/i (см Гц ¹/²Вт¹)
где RI – ампер-ваттная чувствительность болометра, i – среднеквадратические флуктуации тока, Ab – площадь чувствительного элемента, Δf – ширина полосы частот.
При температуре +300ºС, модуляции потока с частотами 20 и 1Гц. Смысл выражения заключается, что для достижения высокой обнаружительной способности необходимо иметь низкий уровень шумов.
a_centaurus! Спасибо тебе за достаточно подробное разъяснение, в общем мне понятно, а в частности и не нужно, а остальное не так важно.

Брат-2> a_centaurus! Спасибо тебе за достаточно подробное разъяснение, в общем мне понятно, а в частности и не нужно, а остальное не так важно.

Уфффф! Конечно же не нужно, знаю, что не важно... Но пообщались и кое-что вспомнили. Взаимно - спасибо, Брат-2.

Уфф какую дискуссию развели...
2a_centaurus:
В статье я использовал устоявшийся термин, широко используемый на просторах интернета. Возможно но не верен, но откройте любой даташит на микромеханический гироскоп. Тут же увидите, что измеряет он не углы, а угловые скорости и является ДУСом, что суть иной прибор, о чём честно пишут производители второй строкой в этой же ДШ. Но "гироскоп" привычнее пользователю. Маркетинг...
Радио - не ВАКовское издание. Блеснуть интеллектом или, как Ленин, идти своим путём я цели не ставил, от сюда и выбор названия.
Что касается непосредственно MLX90614, то он возвращает температуры корпуса и объекта в КЕЛЬВИНАХ, что английским по белому написано в его ДШ (стоило почитать перед кипешом). Если уж совсем вдаваться в терминологию, то согласно ГОСТ 28243-96 он является "пирометрическим преобразователем". Чтобы стать полноценным пирометром ему всего-то надо заиметь устройство отображения информации о температуре любой формы.

2ALL:
Пироэлектрический эффект действительно подразумевает реакцию только на изменение излучения. Однако thermopile detectors "умеют" видеть постоянку. В простейшем случае в ДШ просто рисуют измерительный мостик, где пластины детектора отображены как резисторы. К таким относятся, например: tps333, TP297A-TP339x, MLX90247. Это аналоговые датчики, стОят дешевле цифровых и в простейшем случае могут использоваться как датчик апогея. Важна также их малая инертность (у MLX90614 период обновления данных о температуре 20 мС). Можно включить их в вычитатель на ОУ и получить на выходе сигнал пропорциональный разности показаний датчиков, как и сделано в оригинальном патенте американца Александра Гвоздицкого US 6,181,989.
Кстати другой американец, Вова Резник, вовсю торгует авиамодельными автопилотами с телеметрией: RangeVideo!, Wireless video solutions. Подобные вещи делаются и у нас автором smalltim, но пока продукт не готов.
Использовать фотодиоды категорически не рекомендую. Гадость...
А что касается диапазона чувствительности и солнца, то согласно закону смещения Вина, диапазон от 14 до 8 мкм соответствует температурам от -65 до +100 градусов Цельсия. Формула Вина даёт длину волны максимальной плотности фотонов, формирующих температуру. Это обычные для Земли температуры и для их измерения выпускается море пирометров. Ну и окошко прозрачности тут как нельзя кстати.
Что касается Солнца, то наибольшую интенсивность его спектр имеет в области длин волн 430–500 нм. В видимой и инфракрасной областях спектр электромагнитного излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела с температурой 6000К. Эта температура соответствует температуре видимой поверхности Солнца – фотосферы. Около 9 % энергии в солнечном спектре приходится на ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 100 до 400 нм. Остальная энергия разделена приблизительно поровну между видимой (400–760 нм) и инфракрасной (760–5000 нм) областями спектра. Небольшая часть энергии преобразуется также в рентгеновское и радиоизлучение [ ASTROLAB.ru - Солнце - Солнечный спектр ]. Таким образом, Солнце не излучает в диапазоне 8-14 мкм. Что и было подтверждено экспериментально.
Антисолнечные меры - это светофильтры на ЧЭ пирометра, срезающие лишние диапазоны.

Dikoy> Использовать фотодиоды категорически не рекомендую. Гадость...
Использовать "не рекомендую" - для какой задачи ? По какой причине ?
Я в своих простеньких задачках определения ориентации ракеты "носом вверх" или "носом вниз" на высотах 100 (ну, 200,300) метров - пока не обнаруживал никакой "гадости" !

Ckona> Я в своих простеньких задачках определения ориентации ракеты "носом вверх" или "носом вниз" на высотах 100 (ну, 200,300) метров - пока не обнаруживал никакой "гадости"

Ты не путаешь фото- и светодиоды?

Dikoy>> Использовать фотодиоды категорически не рекомендую. Гадость...
Ckona> Использовать "не рекомендую" - для какой задачи ? По какой причине ?
Ckona> Я в своих простеньких задачках определения ориентации ракеты "носом вверх" или "носом вниз" на высотах 100 (ну, 200,300) метров - пока не обнаруживал никакой "гадости" !

Ну, для такой задачи, в солнечный день, конечно, пойдёт. А если ставить задачу измерения углов ориентации, с приемлемым разрешением, днём и ночью, в почти любую погоду, то гадость.
Я записывал фотодиоды на РУ модели. Показывают погоду в африке.
Почитайте отзывы о футабовском автопилоте Futaba PA-2 Pilot.

Dikoy> ... Блеснуть интеллектом или, как Ленин, идти своим путём я цели не ставил, от сюда ...
Спасибо за информацию, но не совсем понятны выводы и рекомендации.
Наша задача решить проблему общедоступными, простыми техническими решениями. Обычные, дешевые, доступные синие светодиоды, работающие в качестве фотодиодов, позволяют добиться приемлемого результата, в чем проблема?

Dikoy> ...Ну, для такой задачи, в солнечный день, конечно, пойдёт. А если ставить задачу измерения углов ориентации, с приемлемым разрешением, днём и ночью, в почти любую погоду, то гадость....
Ну, это не совсем верно, пока солнце над горизонтом, пусть и в пасмурную погоду датчик на светодиодах работает без проблем. За горизонтом, тогда конечно, но мы птицы дневные!

Брат-2> Спасибо за информацию, но не совсем понятны выводы и рекомендации.
Не, действительно, Dikoy, если ты спец, прорисуй простую схемку для наших ракетных целей, и все тебе скажут спасибо и будут поминать добрым словом при каждой реализации. Нам ведь надо-то всего определить, когда верх с низом поменялся, и никаких углов. Но чтоб надежно.

Брат-2> Ну, это не совсем верно, пока солнце над горизонтом, пусть и в пасмурную погоду датчик на светодиодах работает без проблем. За горизонтом, тогда конечно, но мы птицы дневные!

И зимой? И рядом с большой водой?

Брат-2>> Спасибо за информацию, но не совсем понятны выводы и рекомендации.
RocKI> Не, действительно, Dikoy, если ты спец, прорисуй простую схемку для наших ракетных целей, и все тебе скажут спасибо и будут поминать добрым словом при каждой реализации. Нам ведь надо-то всего определить, когда верх с низом поменялся, и никаких углов. Но чтоб надежно.

Так а что тут рисовать?
Стр. 6 даташита: http://www.melexis.com/Assets/IR_Sensor_MLX90247_DataSheet_4763.aspx
Или стр. 8 http://www.roithner-laser.com/All_Datasheets/Thermopile/TP297A.pdf
Это ж обычный фоторезистор, с электрической точки зрения ( 404 Not Found ).

Брат-2> Спасибо за информацию, но не совсем понятны выводы и рекомендации.
Брат-2> Наша задача решить проблему общедоступными, простыми техническими решениями. Обычные, дешевые, доступные синие светодиоды, работающие в качестве фотодиодов, позволяют добиться приемлемого результата, в чем проблема?
Если всё устраивает, то проблем нет. Если есть желание "расширить и углубить", то ссылки выше.

Dikoy> И зимой? И рядом с большой водой?

кстати, это вопросы серьезные - блики от воды и отражение от снега.
К тому же привычное для стоящих на земле распределение световой интенсивности на высоте 200 метров может быть другим.
Надо поднимать "наши" ракетные светосенсоры вместе с записывающим устройством и фиксировать распределение яркостей "наверху".

Ckona> кстати, это вопросы серьезные - блики от воды и отражение от снега.
Ckona> К тому же привычное для стоящих на земле распределение световой интенсивности на высоте 200 метров может быть другим.

Насколько я помню, наши болгарские товарищи уже проверяли и на снегу, и на достаточно больших высотах, и в облаках. Всё работает. Они очень много летают на фотодатчике. Возле воды не проверяли.

Ckona> Надо поднимать "наши" ракетные светосенсоры вместе с записывающим устройством и фиксировать распределение яркостей "наверху".

Да, это было бы очень интересно.

Dikoy> Так а что тут рисовать?
Во-во, так все спецы и отвечают, забывая, что половина народу тут не знает английского, половина ни фига не рубит в электронике, и практически у всех нет достаточно времени, чтобы досконально разобраться в каждой области ракетостроения. Ну ладно, у нас есть альтеранативы и есть кому разобраться.

Serge77> Насколько я помню...,
Да, точно.

След конструирането на фотодатчика, практически не използваме друг вид проста система за спасение - таймер, аероклапа/аерофлаг или магнитен датчик.

Ckona>> кстати, это вопросы серьезные - блики от воды и отражение от снега.
Ckona>> К тому же привычное для стоящих на земле распределение световой интенсивности на высоте 200 метров может быть другим.
Serge77> Насколько я помню, наши болгарские товарищи уже проверяли и на снегу, и на достаточно больших высотах, и в облаках.

Опять же, зависит от задачи. Если просто определение верх/низ, то, возможно, это и можно назвать работой. Я ставил задачу определения угла, а с этим приёмники видимого диапазона совершенно не справляются.
В облачную погоду, при околонулевых температурах, фотоприёмник вообще не различает небо/снег. При ясном небе да, градиент есть. Но первый же блик от стекла или волны и привет.