Тепловые приемники излучения

Реферат по дисциплине

«Источники, концентраторы и приёмники энергии»

На тему

«Тепловые приёмники излучения: оптоакустические приёмники»

Выполнил: Шафиков Г.А., студент группы Э3-82

Преподаватель: Телех В.Д.

Москва, 2015

Содержание

Введение................................................................................................ 3

Тепловые приёмники излучения........................................................... 4

Оптоакустические приёмники теплового излучения............................. 5

Принцип работы оптоакустических приёмников излучения................. 7

Селективные оптоакустические приёмники излучения......................... 8

Неселективные оптоакустические приёмники излучения..................... 9

Список литературы................................................................................ 11

ВВЕДЕНИЕ

Элемент или устройство, предназначенное для приема и преобразования энергии оптического излучения в какие-либо другие виды энергии, называется приемником оптиче­ского излучения. Приёмники излучения, преобразующие невидимое рентгеновское, ультрафиолетовое или инфракрасное изображение в видимое, называют преобразователями.

Физические приёмники излучения можно разбить на четыре группы: тепловые; фотоэлектрические (на внутреннем и внешнем фотоэффекте); фотохимические и прочие, не вошедшие в первые три группы. Теп­ловые приёмники излучения (болометры, термоэлементы, калориметры, пироэлектрические приёмники излучения) основаны на преобразовании оптического излучения сначала в тепловую энергию, а потом в электрическую и отличаются друг от друга физическими принципами работы.

К специальным видам тепловых ПИ можно отнести оптико-­акустические приёмники излучения, основанные на расширении объема газа под действием падающего излучения, дилатометрические приёмники излучения, тепловые преобразователи изображения и приёмники излучения на основе термоупругого эффекта в кристаллическом кварце.

ТЕПЛОВЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ

В тепловых приёмниках излучения взаимодействие лучистого потока с веществом приводит к появлению температурного поля в чувствительном элементе и, как следствие, к повышению его температуры [1].

Спектральная чувствительность тепловых приёмники излучения постоянна в широком спектральном интервале, так как энергия фотонов пре­образуется в тепло не селективно (рис. 7.1, а).

Для увеличения абсолютной спектральной чувствительности тепловых приёмники излучения необходимо, чтобы чувствительный элемент поглощал все излучение вплоть до самых больших длин волн. При этом повы­шение температуры должно быть прямо пропорционально полному поглощенному лучистому потоку, для чего чувствительный элемент покрывают тонким слоем черни, приближая условия поглощения излучения к идеальным (как в абсолютно черном теле, когда поглощается все падающее на него излучение).

На практике отмечается ограниченный спектральный интервал работы тепловых ПИ (Рис. 7.1), ограничивается проницаемостью материала приемного элемента и пропусканием окна приёмники излучения, ростом коэффициента отражения материала приемного элемента и материалом окна ПИ.

Рис. 7.1. Спектральная чувствительность тепловых ПИ (а) и схемы включения термоэлементов (б, в):

1 — теоретическая; 2 — экспериментальная

Тепловые приёмники излучения делятся на несколько групп: термоэлементы, болометры, оптико-акустические приёмники излучения, пироприемники, основанные на применении поляризации пироактивного кристалла при воз­действии на него модулированного лучистого потока, приёмники излучения на термо­упругом эффекте кристаллического кварца (и других пьезокрис­таллов), основанные на появлении электрической разности потен­циалов на приемном элементе из-за термоупругих деформаций при облучении модулированным лучистым потоком, калориметры, тепловые преобразователи изображения.