рних світлових потоків, випромінюваних з майданчика rdrd? і які сприймаються прийомним световодом, визначаються співвідношенням:
, (2.4)
де? кутова довжина дуги, визначальна частина повного елементарного потоку dP (?), яка після відбиття сприймається вхідним торцем приймального світловода (рисунок 2.1);
? світлопропускання випромінюючого і приймального світловодів.
Внесок у сформоване інформативне випромінювання приймального світловода дадуть після відображення лише елементарні потоки з кутом відбиття? 0? ? M, а потужність випромінювання, сприйманого прийомним световодом при розташуванні їх торців в одній площині, визначається добутком енергетичної освітленості приймального торця на площу S його освітленій області.
.2 Розробка і розрахунок оптико-волоконної схеми датчика
В мутнометріі джерелами монохроматичних випромінювань переважно застосовуються світловипромінюючі діоди - світлодіоди. Вони випромінюють світло в дуже вузькій області спектра порівняно з нагрітою до білого ниткою розжарювання лампи. У порівнянні з лампою розжарювання светодиоду тієї ж інтенсивності потрібна значно менша потужність, що підвищує їх довговічність, забезпечує мале енергоспоживання, компактність і негабаритність. Ці переваги визначають ефективність застосування світлодіодів в оптико-волоконної мутнометріі. Як джерело випромінювання застосуємо інфрачервоний круглий світлодіод діаметром 3 мм L - 34SF4BT (рисунок 2.2) виробництва компанії Kingbright, його характеристики наведені в таблиці 2.1 [26].
Таблиця 2.1
Характеристики світлодіода L - 34SF4BT
ПараметрЗначеніеДліна хвилі, нм880Угол випромінювання, ° 50Поток випромінювання, мВт30Номінальний робочий струм, мА50МатеріалGа Al As
Малюнок 2.2 - Ескіз світлодіода фірми Kingbright L - 34SF4BT
Перевагою володіють в конструкціях волоконно-оптичних датчиків прозорості та Мутноміри фотодіоди. Напівпровідникові прилади типу фотодіодів (кремнієвих або германієвих) мають високу інтегральну чутливість, лінійність, невеликі робочі напруги, малі масогабаритні параметри, що забезпечує їм широке застосування в конструкціях оптико-волоконних Мутноміри. Як приймач випромінювання використовуємо фотодіоди ФД 256 (малюнок 2.3) [27].
Малюнок 2.3 - Ескіз фотодіода ФД 256
Основні технічні параметри фотодіода ФД - 256:
) Площа фоточутливого елемента (ефективна), 1,4 х1, 4 мм2;
) Робоча напруга, 8В;
) Діапазон спектральної чутливості, 0,4-1,1 мкм;
) Максимум спектральної характеристики, 0,8-0,9 мкм;
) Темновой струм, 5 нА;
) Інтегральна струмова чутливість, 0,02 мкА / лк;
) Власна постійна часу (U=8 В), нс, не більше 10;
) Власна постійна часу (U=60 В), нс, не більше 2;
) Корпус - металевий;
) Електрична щільність ізоляції В, не менше 180;
) Маса, 1 м.
На малюнку 2.4 наведені спектральні характеристики світлодіода і фотодіода.
Малюнок 2.4 - Спектральні характеристики світлодіода і фотодіода
