光電檢測原理與技術(shù)--第9章現(xiàn)代光電檢測技術(shù)與系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-01-25 07:33本頁面
【正文】 片的成像光譜儀（圖 98）原理十分簡單，但工藝復(fù)雜。而在干涉型成像光譜儀中同時(shí)測量的卻是所有譜元均有貢獻(xiàn)的干涉強(qiáng)度，空間調(diào)制型干涉成像光譜儀雖然也有狹縫，但狹縫寬度不影響光譜分辨率，只決定于空間分辨率的要求。 （ 2）光柵比棱鏡、楔型濾光片和干涉技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)。由于透射全息光柵難以解決低失真和雜散光，反射式光柵成為許多系統(tǒng)優(yōu)選的對象。 照度的測量 目前在實(shí)際工作中主要采用客觀法測量照度，即將照度計(jì)的光輻射探測器放在待測平面，光照引起探測器的光電流，放大后通過儀表或數(shù)字讀出。照度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)是光電測量頭及其示數(shù)裝置。 圖 99 照度計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖 為了可靠地測量照度，照度計(jì)必須滿足以下條件 : (1) 光電探測器的光譜響應(yīng)應(yīng)符合照度測量的要求； (2) 探測器的余弦校正 。 亮度的測量 常用的亮度計(jì)用一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)把待測光源表面成像在放置光輻射探測器的平面上。 圖 911 亮度計(jì)結(jié)構(gòu)圖 圖 912是一種用途廣泛的亮度計(jì) (Spectra Pritchard光度計(jì) )的結(jié)構(gòu)圖 圖 912 某亮度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 輻射測量與測溫 1. 總輻射度量的測量 總輻射度量的測量是對待測光源在整個(gè)輻射譜段內(nèi)總輻射能的測量，具有一些特點(diǎn)： ① 由于待測光源一般包含相當(dāng)寬光譜范圍的輻射能，信號較強(qiáng)，在測量時(shí)一般可不需用光學(xué)系統(tǒng)聚光，從而可避免光學(xué)系統(tǒng)吸收、反射等所引入的輻射能損失使測量不精確。 ② 由于要適應(yīng)測量光譜范圍的光輻射能，探測器的光譜響應(yīng)范圍應(yīng)足夠?qū)?，隨之也帶來背景輻射對測量值有較大影響的問題。介質(zhì)中水蒸汽，二氧化碳等過量及其變化，都會在測量結(jié)果中引入誤差，所以，除了平方反比定律等對測量距離的限制外，測量距離不宜過大，也可用強(qiáng)迫通風(fēng)、充入惰性氣體、局部抽真空等方法，使介質(zhì)的吸收、散射對測量的影響減小。如果波長在可見光譜范圍內(nèi)用人眼 (或具有人眼光譜光視效率響應(yīng)的探測器 )來判斷其間亮度相等時(shí)，則稱為亮度溫度，簡稱亮溫； (2) 色溫和相關(guān)色溫 色溫是顏色溫度的簡稱，在可見譜段內(nèi)，當(dāng)發(fā)射體和某溫度的黑體有相同的顏色時(shí)，那末黑體溫度就稱為發(fā)射體的色溫。 圖 915 光學(xué)高溫計(jì)的光譜響應(yīng) 光學(xué)高溫計(jì)的觀察視場內(nèi)，人眼可看到待測輻射源和高溫計(jì)燈泡燈絲像 (圖 916) 圖 916 高溫計(jì)燈泡燈絲的消隱 4. 色溫的測量 最常用的測量色溫的方法有兩種： ① 測量待測光源的相對光譜能量分布，利用色度計(jì)算公式，求出光源在色度圖上的色坐標(biāo)，從而由色度圖上等溫相關(guān)色溫線確定光源在給定工作電壓下的色溫或相關(guān)色溫； ② 雙色法，這是最常用的色溫測量或標(biāo)定的方法； 測量需要已標(biāo)定色溫值的標(biāo)準(zhǔn)光源，再用待測光源和標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行雙色比對測量，求出待測光源的色溫值。 圖 917 雙色法測色溫 圖 918 雙色法測色溫的裝置 5. 輻射溫度的測量 圖 919是加了鍍金半球前置反射器的輻射測溫計(jì)結(jié)構(gòu) 圖 919 全輻射測溫計(jì) 莫爾形貌（等高線）測試技術(shù) 照射型莫爾法 (1)幾何原理 圖 920 照射型莫爾法幾何原理圖 t a n t a nN P N P N P N Phd N Pa d N PO B D Flll?? ? ? ?????(2) 視差修正 在圖 920中，像機(jī)所攝莫爾條紋在Ｄ點(diǎn)，坐標(biāo)為（ｘ ′，ｙ ’ ），而實(shí)際上此條紋應(yīng)代表試件表面上Ｅ點(diǎn)的高度，Ｅ點(diǎn)坐標(biāo)為（ｘ，ｙ）。由圖 920可知 39。)39。)hx x d xlhy y d yl?? ? ????? ? ? ???獲得莫爾條紋圖后，應(yīng)根據(jù)式（ 915）進(jìn)行坐標(biāo)修正。實(shí)際測量時(shí)條紋的絕對級數(shù)不易確定，只能定出條紋的相對級數(shù)。 被測定的物體是凹是凸，單從莫爾等高線是不能判斷的，這就增加了計(jì)量中的不確定性，因此需要考慮如何進(jìn)行凹凸判定問題。此外，也可采用彩色光柵的方法來判斷凹與凸。 幾何可測深度 現(xiàn)以照射型莫爾方法為例進(jìn)行分析，在照射莫爾方法中，只有當(dāng)參考柵在光源照射下能在試件表面形成被調(diào)制的變形參考柵時(shí)，才有可能獲得等高莫爾條紋。 圖 922 幾何可測深度 設(shè)光柵節(jié)距為 P，柵線遮光部分寬度與節(jié)距之比為 a，忽略衍射效應(yīng)時(shí)，可得 m a xaP lHb aP? ? 條形碼技術(shù) 1. 條形碼的概念及特點(diǎn) 條形碼系統(tǒng)是按特定格式組合起來的一組寬度不同的平行線條，其線條和間隔代表了某些數(shù)字或符號，用以表示某些信息。 一幅完整的條形碼標(biāo)簽，在條形碼圖形下面還常印有供人員識別的相應(yīng)文字信息，如圖 923所示。圖 925給出了使用 HeNe激光掃描器閱讀條形碼信息變化過程。 圖 927 光筆的一種結(jié)構(gòu) ② 固定光束的光學(xué)掃描閱讀器 這種掃描器通常安裝在某個(gè)特定的位置，例如裝在緊靠傳送帶的地方。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與光筆類似，也使用白熾燈或發(fā)光二極管作光源，用光電三極管作為光敏接收元件，只是傳輸光信號的光學(xué)系統(tǒng)略為復(fù)雜些。 圖 928 激光掃描器光路圖 圖 928
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