автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и разработка оптико-электронной системы для контроля загрязнения атмосферы

САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЕ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И

ОПТИКИ.

Не правах рукописи,

• МТУШЕВ илко кирилов

Исследование к равроботка' оптико-электрйМюЙ сййтёмы для контроля загрязнения аТмосферй

Специальность 05.11.07 - Оптшеокие я оптико-элсктроншм прйборн

Автореферат диссертация йа соисканке ученой степени кашдата технических наук

Свнкт - Петербург i 993

-V . У » ,

/ V . V 1 / г-.

, ' }< ï 'Ù .

УДК 535.3;551.510;621,3

Робота виподака ь Санкт-Петербургском институте точкой механики и оптике (итмо)

Научный руководитель

- доктор технических наук, професм ■ Панков Э.Д,

Официальные оппоненты

Ридущее предприятие

- доктор технических наук, ппофесс." Андреев. Л.Н.

- кандидат технических наук Волков 0,А.

- АО ЛОМО

Заздта-диссертации состоится " 05 » Нси'ьрУ 1393 в 45. .п, 2.0 мин. на заседании специализированного совет. Д-053.26(01 - "Оптические и оптико-электрокнке прийорц" пр Санки - Петербургском институте точкой механики и оптики п< •адресу! 197101, Саккт- Петербург, ул. Саблинская, 14,

С диссертацией моето ознакомиться в библиотеке внетк

туга.

Автореферат разослан " /£) "Скт^&ря 19ЭЗ г. Ваги отзыва И замечания по автореферату (в двух зкзе плярах), заверенные Печатью, кроейм напразлять в адрес института; 197101, Санкт-ПетерЗург, ул. Саблинская, 14, сек! Тарю сгецкадкзирбвакког'' совета.

Ученк* секретарь

спбц^алкэкроваиного собета Д 053.26.СИ кандидат техЕЕчест наук, доцевт

В.М. Красави

I. Общая характеристика работы

Актуальность работ;:. Атмосфера Земли является одной з важнейших составляющих природной средн. загрязнение кото-ой прямо влияет на здоровье человека.' Поэтому сведи задач «¿»логического мониторинга вопросы, связанние с контролем истоти атмосферного воздуха, имеют первостепенное значение, склупитсльпой разнообразие состояний атмосфер« как объекта сслодования нвивзло к созданию в последние года множества азличЕкх способов и устройств для измерения ее параметров, веди. них существенное место занимав? дистаипконко-оптичае-ие приборы, кмоадко следукяке преимущества:

- реализует неконгактшгй оптический метод измерения}

-обладают внеокой точностью и чувствительностью;

- имею? жроккй динамический диапазон измерения;

- позволяю? оперативно получать информацю.

Кроме того, с-их помощью можно получать информацию б отдалениях и труднодоступных объектах, что невозможно яри ругих способах измерений.

В основе принципа действия рассматриваемых октичес-их устройств для контроля загрязнения воздуха ле:*кт измере-ие параметров электромагнитного излучения. По Сизическим ркнципам все технические прием:-.' измерений мокно разделить а дез оендвигх типа: измерение собственного или зи-нуждеккб-о излучения исследуемой среди к измерение ослабления нзлу-ения от естественных или искусственных источников при его рохождении через атмосферу. При этом спектр излучения я?ля-тся признаком гедества, по которому производится идептнфи-ация вещественного состава, а интенсивность служит мерой оличества или концентрации вещество.

Среди современных оптико-электронных систем наиболь-ее количество информации в единицу времени'можно получить ри использовании трассового способа измерений. Это объяснятся тем, что результата измерен«?, полученные таким спосо-ом, равносильны усреднений результатов измерений ''линейкой" окалькых газоанализаторов. Определенное таким образом зна-ение интегральной загрязненности атмосфера объективно отра-ает общее состояний атмосферы на момент Измерений.

однако с:дес?вшт! недостатком кмещихся в настоящее йрамя дистанционно-оптических средств является невозможность одновременного и непрерывного контроля за несколькими ингредиентами, Например, существуют систем« с Ф;дае-споктро-,метрами, позволяющий аиадазировать много газовых компонент атмосфера, но информацию видок? прериснсто. С другой сторон!: корреляционные газоанализаторы райг>?оют непрерывно, ко ик~ $отвпу.п о нескольких компонентах атмосферы одяовремпкго выдавать на могут. Таким образом, возникает необходимость .Создания трассовой многоканальной опздсо-ялэктрояЕой системы, позволяющей непремвко контролировать большие объект воздушной среды на предмет наличия нескольких загрязнителей

Цель и задачи работ». Целью данной работу является исследование и разработка тесовой многоканальной оптико-злектронной системы контроля загрязнения атмосфера пепрериз кого ДОЙСТЙИЯ.

Укйзштя цель достигается решением следующих задач

- анализ процессов, происходящих' в атмосферу и лежа щих в основе работы дистанционных средств контроля загрязне нкя атмосферы;

- классификация методов и аппаратуры для контроля з загрязнением атмосферы;

- сравнительный анализ дистанционных опткко-электро них систем разных типов и вкяалетте на &той основе нопгэвле ния разработки;

- формирование принципа построения многоспвктрольяо То дисперсионного трассового газоанализатора непрерывного ■действия с селективной модуляцией излучения;

- разработка метода габарктно-анергетического ресче та многоспектрального газоанализаторе!

- апалкз требований к стабильности теплового источника излучения;

. - проектиросани», разработка и практическая реализг ция излучещей части, в которой для стабилизации выходного излучения ПК йсгочййкя используется фотоэлектрическая обра^ ная связь с датчиком яркости;

- авализ и проектирование зеркального {юкова в слй! его еркмеяевиа для согласования элементов оптический схемы

^азоаналгзатога;

- проектирование, разработке,- реализация и экепери-«снтгшлшс рсслодовокйя фотопркемпых узлов газоанализатора ■ ia ослопе теплорих приемников излучения;

- исследование свойств синхронного детектора, прйме-шемого для разделения сигнала приемника по каналам;

- проектирование, разработка и реализация макета< жектпозональног* модулятора;

- экспериментальные йсследоаакия оснорнкх узлов га-«анализатора во взаимодействии для проверки правильности ^опияжеккя узлов к проведенных расчетов.

.Уетодц ксслйд.-»ват;я. !Ьи исследовании возможности зоздапия трассового мпогоспектралыюро комплекса использовались в оочетгшги методы физического и имитационного моделя-эовоккя.

'Позыв научные результаты к основные положения, .вкно-. еимке на защиту,

1. Метод одновременного определения малых концентра-ад? нескольких компонент газовой'смася,основанный на разностной модуляции крояедаего трассу излучения в нескольких спектральных зонах с розккми 'частотами, с нормкреркой сигйа- • лов по'некоторому опорному.

2. Схема трассового многоканального оптико-электрой-иого газоанализатора непрерывного действия, в котором модуляция излучения в спектральных зонах осуществляется подвюк-кими зеркалами, входящими в состав двойного манохроматора б нулевой дисперсией.

3í Методика гебаритно^зиергеткческого расчета кассового» многоканального оптико-злзктронноГо газоанализатора непрерывного действия.

1. Доказано, что оптимальным для целей, стабилизации спектрального состава теплового источника излучения (типа серого тела) является использование датчика яркости с узкой характеристикой спектральной чувс.-.ительноети, расположенной, па коротковолновом склоне плайковской кривой Источника.

5. Доказана возможность уменьшений температурной-зависимости Чувствительности полупроводникового болометра и ■

ъ

улучшение липййеосге его световой характеристики оптималышм выбором сопротивления нагрузки.

б, Рыб1Т1 параметров зеркального покойного г.л-^мепта, ятзвДЕ.азначеетогй для согдос'озапгя апертур частей, оптик-.-злектронкнх устройств,

Практические результате.'

Автором-разработай;: -

- огтичеекай схема к методика гайягжяк- эпеэтегте кого расчета трассового газоанализатора для окп^ваеядпкого определения концентраций осковних зогрязкктсл.-й городской атмосфер,!;;

методика настройки схем включения фотоприечнп'клв (кремниевый фотодиод, германиевой болометр), возводящая значительно снизить температурную зависимость чувствительности;

- ккоракраский прожектор на основе глобара с системой автоматического поддержания его яркости па заданном уровне с помочью фотоэлектрической обратной связи;

- выбор пзвеметров зеркального оококо, позволяющего неряду с преобразованием апертур получать на его выходе более рзвеомерное- поде излучения по сравнению со входом;

- вариант« приемки узлов оптико-электронных систем с известными частотнимк характеристиками пороговой чувствительности-: ' •'•

- двухкоординаткая _огижо-злзк тронная углогзмери-тельяая система, позволяю-дал изводить приемную часть газоанализатора на прожектор к ЕкваЗатквэкгдз* оповикй сигнал длг детектирования сигналов в основном канале.

Практическое использование результатов- работы. Результат!; проведенных' исследований отрзкены в актах внедрения; расчет параметров синхронного детектива, результаты экспериментальних исследований пироэлектрического модуля ПМ-4, макет приемного узла трассового газоанализатора с фо-коинкя 'преобразователем апертур применен!; в инфракрасном радиометре, разработанном в НПК "Фокоя" для Государственной-йредтгркйтия "ЗГГН" (г. -ЧекЕНград); система наведения трассо вого- газоанализатора, расчет параметров схеми- отношения и-

скнхгошгого де?лк?от;з использованы з опто-электтюгоом тре-

покере дня обучения стрельбе в Учебном центре ГУВД Ленобл-горисполкомо <г. Пулкик).

Апробация озботк. Материал« диссертационной работы доклэдивались на четырех семинарах и конференциях. В их числе:

Научно-техническая конференция студентов аспирантов и научных работников из Болгарии в СССР (Ленинград, 1989 г.);

XII научная конференция болгарских аспирантов в СССР с мекдуг-ародпкм участием "Актуальные проблема современной иауки-9С " (Москва, 19Э0 г.);

Коз союзник семинар ."Метрология в псецезионком машиностроении" (Саратов, 1990г.);

Л научная конференция с международным участием "Актуальные пр:>блеми охраны окрукащей среды ЭКО-РУСЕ 90" (Ру-се, Болгария, 1990 г.),

Публикации. По материалам диссертации имеется 5 публикаций .

Структура и обгсм роботы. Диссертационная работа состоит го введения, пяти глаз, заключения, библиографического списка из 66 наименований и 1 приложения, содержит 126 страниц основного текста, 32 рисунка, 2 таблицы.

II. Краткое содержанке работы

Рпедекке■ Рассмотрено и обоснована актуальность работа , сформулированы ей цели.и задачи, новизнэ и основные положения выносимые но защиту.

Глава 1. распространение оптического излучения в атмосфере. Элементы физической теории..

Рассмотрена вопросы атмосферной оптики,^имеющйа непосредственное отношение к донной работе.

. Особое внимание- уделено взаимодействию света с молекулами газа. Отмечены колебательно-вращательные переходы, спектры которых рзполохенн в среднем ПК диапазоне, так квк

т

большинство атчосфорккх газов,' являясь кегларядовними, емсм достаточно -¡fKTâiroHBHfc'ft ' (ваавктнё ) голоск /мглощш;?, ветствуьщке.зтгм переходом, Приведено кроткое описание полос поглощения в среднем ИК диапазоне некоторых газов и указаны литературное источники, рассматривавшие подробно отот вопрос.' Рассмотрен; вопроск расчета функции поглощения. .Уделен; внимание использованию моделей пблосп.поглоащил (моде.-л. Эльзасера, статистическая модель, модель изолированной лтгш и др.) и пргмь'м способам расчета.

Отмечено, что релевское взссаякие эасчи?ивае?сг достаточно легко, для чего'нвкведеки соотсететв.укщке Фэвмулк, ; асзлЕТКЧбйная оценка аарозопьного рассеяния более трудно вкподнгми, ток как для зтого необходимо знать все- пароме тт:^ частиц. Поэтому для учета аэрозольного 'ослабления пользуйте эмпирическими зависимостями.

Рассмотрена оптические явления, вознккгщко вслед« вие турбулентности атмосферк (случайнке флуктуации показоте ля преломления воздуха). Приведены лекоторке зависимости дл расчета флуктуго'.й интенсивности, угла прихода излучения к величина бокового сдвига. .

Показано, что общее ослабление.потока излучения при прохождения через среду описцеойтся &кспопепциалш.'м законо Бугава-Ламберта-Бера. Указаны условия его справедливости.'

Глава 2. Современные средства дистанционного м-ни-товингп аагпялкския атмосфевц.

Рассмотрены средства экологического мониторинга атмосфер« Земли, проанализирован!; кх преимущества и недостат-■ кй, сделан внвод о необходимости разработки нового прибора.

В-начале главк сфовмуливовано что является загрязнением, указом КСТ5ЧКККЕ загрязнения, а также единицк кзме рения и козрфйЦЕентк пересчета между величинами, характеризующими с.тепейь загрр.зг'нкости. С точки зрения охраны окружающей-среды sesffÊÎisê характеристикой является уровень пр< дельно Допустимой концентрации (ПДК).

ЙооанйДЕЗигюван« к клзсскфкцивованк существующие ш .Toit' и-аппаратура для контроля загрязнения этмоеозрц. Сено: ное впгыаЁЕЁ уделено.физическим способам, а сведс кк< дис-- т&вдкоЕЕиу опТй^ескЕм средствам, рассчотвекк их основное. '

S

характсрис^чи. Сведи них первостепенное значение имеют об-напужительпт; способность пли про дед обнаружения, динамический диапазон кзмерягмнх.концентраций, погреяность той с-тое-делепикх условиях, постояннал времени или минимальное Бремя, необходимое для получения результатов изменения, .помехоустойчивость, птюстраисчештое гш-ешеЕиа к др. Уделено снимание факторам, огределягяде* предел обяапукйгия системы и приведете формулн; для оценки волкчкни минимально детектируемой концектоации в случаях использования метода сравнительного поглощения г детектирования собственного излучения искомого галл. ^мгчлно, что достижение знсокой 'точности•дистанционных в?.мезйккС является посрипкйлыю« задачей. Показано, что оптические сгтособк обладают наибольшей спорость» поступления информации в прибор, однако не всё.они'достаточно оперативки. Апаяка избирательности (селектизвот) показал сложность количественной одг.пкв отого показателя из-за необходимости детального исследования спектаов газов. Приведено определение пгюстеанс<?вшк>го разрешения дкетандкотшХ' методов {продольное, поперечное и дистагциоягость прибора),

Подробно рассмотрен!; три типа скоте«} корреляцией-яве газоанализаторе, ЛйДАГнве скстемв и комплекса с спектрометрами. Приведена примерк конкретшх приборов, в случае классического варианта корреляционного маск-спектро-метра с враяаадейся мяско? пвкешик излучения корвеляциокяо-го прибора эеагиэует на появление малого поглощения з наборе .пиний (соотйтствуздх ¡целям й маске), йвсское ^пектпальное разреаение и сложная маска позволяют достаточно хогюло подавить вредное влияние' на работу прибора флуктуацкй- спектрального состава используемого источника и обеспечивают его помехоустойчивость, В то же время, високое спектральное разрешение не позволяет работать одновременно в нескольких полосах поглощения, а, следовательно, не дает возможности одновременной регистрации раэлЕчнкх .венаста,- Птзедлокено использовать псосту» маску, вь'деляющу» потоки излучения в спектральной зоне, содержащей всю полосу поглощения, к в зоне, расположенной вблизи границ полосы. Причем разность этих потоков должка модулироваться с некоторой частотой. Е таком, случае пгигпша в сигнале длг приемника не будет<'Требуемое спектральное мзвезение снижается к становится возможной

такая же зо&лшг в других' полосах поглощения с другими 'частотами. Особенность« такой модуляции является то, что в отличие от Фурье-спектрометров частота модуляции никак из связана с длиной со лик' излучения, что являете,- иолояктельккм моментом.'Одновременное измерение нескольких ингредиентов позволит учесть их взаимное влияние. Однако применение .более низкого спектрального Разрешения приводит к расточению требований к стабильности источника и возникаю? трудности с по-мехоустойчива-стью. Меша'кцге воздействие кеейлекткгккх флуктуации пропускания трассы предложено устранить введением в состав системы опорного спектрального капала, а спектр используемого теплового источника необходимо-стабилизировать.

В конце главк сделан вызол о целесообразности проведения детального исследования возможности создания оптик-, электрошок системы для трос совы х исследований газовых смесей, озладакщей непрерывностью действия корреляционных газоанализаторов и универсальность», близкой к универсальности ' приборов с Фурье-спектрометрами,

Глава 3. Прсдпосклки создания трассового многоканального газоанализатора непрерывного действия.

•На основе анализа поставленной задачи рассмотгг ut: необходимые предпосылки создания- трассового многоканального комплекса непрерывного действия для. анализа газовых сред.

Р начале главк приведены примеры расчета ослабления потока излучения из-за поглощения газами. В качестве исходных данных использованы табличные данные из литературных источников. Проведенные расчеты показывают, что но уровне ПДК поглощение излучения на трассе длинной 1000 м не превышает - несколько' Процентов.

Но основании проведенного обзора к в соответствии с •поставленной:.'целью выбрана функциональная схема трассовой оптико-электронной системы многокомпонентного, газового ana -лиза активного типа." Система состоит из ИК прожектора, устанавливаемого tía одном конце трасск, и приемко-регистрипующей части - на втором. Работе системы основана на обнаружении малых поглощений слоем воздуха. В результате такого изменения получается статистически достоверная информация о средней концентрации загрязнителя на трассе.. В качестве рабочего

спектра.лыр-'т,о диапазона выбран средний ИК диапазон, так кок там находдтся кмкйатслыто-вражателмше гголосц поглощения. бплъжпспп атмогфпрккх загрязнителей, Источником излучения слухи? r.V)6,'tT> (раЛуш температуре ~ 1 SCO К), когорвй можно считать сзркм tí лом. 'Излучение, прошедяее трассу и несущее ип0-::'.1лп,п11 о количсствз загрязнителя, поступает а приемную часть, T.xwviPW г. neйя гтопоротис-л зеркало для'наведения кг. проектор, г,л:еш:Г объектив, спектроделитель. для выделения потока излучения видимой к блкхней ПК области спектра и паправл^гия его па позицнокночуествктелвккй датчик, позя-ционпоч?встгл'тельгт:й дзппи для топкого наведения приемной 'пстк irr» прожектор, входной элемент согласования апевтур, поБкааютй равномерноеть' облучеккл входной -долг спектрозо-иального модулятора, егекгвозоЕалыткй модулятор для вкделения ¡r ooyj|.ег;ТЗЛ';ПИЯ разностной модуляции-кя.пучекия в узких спектвалт.пкх зс'Нах, соо^вотствуьцих раздачи,':* полоевм поглощения г.'13-jb загрязнителей, ш;ходкой элемент согласования . апертур для повкаения о^ективностп облучения теплового приемника излучения основного капала, приемник излучения, синхронный детектор раЗотагдгй о опогжн.м сигналом, в качестве которого истль.вуятся «уммарш» сигнал со всех площадок по-зкцконночувстзнтельного преемника, стройные детекторы для разделения сигнала по каналам, схема отношения для новмкпов-ки сигналов по опорному, соотвествугдему спектральной зоне, свободной от загрязнителей, устройства блокировки для остановки работн системе, если какой-нибудь параметр выйдет за грошпи; рабочих значений, регистрирующее устройство для вн-вода информации к потребителям.

В предлагаемой схеме прибора источник излучения должен иметь стабильную яркость. В связи с этим зрявлет; требования к стабильности яркости теплового источника излучения и предложен способ-ее стабилизации с использованием фотоэлектрической обратной связи. Приведено доказательство того, что оптимальней датчик яркости систем стабилизации спектрального состава излучения'имеет узку» спектральную характеристику чувствительности с максимумом, расколомнним на,коротковолновом склоне плонковской кривой. Приведено семейство граОй-ков зависимости величина ередкоквадратического' отклонения остаточной нестабильности температурь- источнике от положения

it

максимума спектральной чувствительности узкополмсггого датчи-"а яркости. Рассмотрены способы компенсации (умс-шлтпч?) температурной зависимости чувствительности кремниевого фотодиода' к полупроводникового болометра, причем для последнего, доказано, что ее мокно осуществить оптимальным выбором сопротивлений нагрузки. Описаны некоторые особен:.оегг оптической схемы газоанализатора, составленной. е аснлот™, из зеркальных элементов..-Приведены основные зависимости длг ее габаритного расчета как в основном канале, так и ^о вегачо-гательком. Рассмотрен йпособ согласования апертур оптг.чйСКнх узлов систем« оеркадьны.м фокотшя элементом и дога; ¿ормулы для расчета хода-меридионального луга определен крититтский луч и приведен ряд графических зяпклгмостсй между конструктивными и-оптическими параметрами фокопа, котике иеп•• ,гг.г.у-ются при его вкборе (синтезе). Рассмотрен: тлпмотго-гк использовать ряда, синхронных детекторов в качестве па."юра узкополосных фильтров для разд-лепия электрического сигнала по каналам. Приведено соотношение, для расчета нижней частоты модуляций ь каналах.

£ конце главы.сделан вывод о глзмохности создание трассового многоспектральпого комплекса для анализа газовых сред.

Глава 4. Особенности рйсчетп и настройки уг-.лог. "рлс-сового газоанализатора.

В соответствии с предложенной схем-.Й трассового многоканального оп^ико-длектронЕОГо комплекса для опалила газовых сред рассмотрен:; особенности его расчета. С учетом того, что прибор предназначен для обнаружения малых поглощений, найдена спязь требуемого отношения сигнала к шуму с величиной допустимой случайной погрешности определения пропускания ксследумой трзесн « приведен конкретный пример. Затем проведен габаритно-энергетический расчет системы. В качестве исходных данных исплЬзуютсй длина трассы, рабочий спектральный диапазон, минимальная спектральная зона, выделяемая спектроэойалышм модулятором^ требуемое отношение сигнала к шуму, температура источника излучения и его спектральный коэффициент- теплового Излучения, спектральный коэффициент пропускания оптики, пороговый поток теплового приемника из- ■

1Й

лучения в ззданой полосе час?ог'. Искомыми же велкчкпамн являются гяба итние размер« передавшего и приемного объективов скстемк. Пгюпвден расчет да наиболее' насряхепной в энергетическом о?но:!!й1и'и ситуации (для наиболее длмюзолновою участка спектра). В результате полутеня вполне -приемлемые диаметр« зрачков оптических систем.

В этой главе уу.сдено' место методике выбора (настрой--ки) элемента компенсации температурной зависимости чувствительности фотоприемшл устройств. Простой расчет величий сопротивления этого элемента не дает достаточно хороших ре-, пультат^ из-за погрешности величин, - входящих з раочеткие соотношения. Поэтому предложзна расчетпо-окспериментальная методика и описана экспоЕиментальная установка для ее осу-ясстплсния. В состав установки входят: вьсокостабилышй источник излучения, термостат, измерительна'? цифровой вольт- ■ метр и лги .необходимости модулятор.

Глава о. Экспериментальные исследования по созданию . макета трассового газоанализатора и его.конструктивнее особенности.

В процессе работ« по создании макета трассового спектрометрического комплексе били проведени ькспариментоль-т;б исследования я яиоговориалтнгге конетруктомские проработки его узлов. Результат« зтой работа представляют интерг-.с при разработке других опткко-электропнкх приборов.

Особое внимание уделено разработке и исследованию излучающей части как одного из оснознкх.элементов трассового комплекса. Представлена схема прожектора и описснк-его. к>ц-структвкие особенности, Стабилизация выходного излучения глобара осуществляется системой автоматического регулирования с фотоэлектрической обратной связь». Оотопсиекником в датчике яркости слуак? кремниевнй фотодиод, что удовлетворяет требованиям, описанным в гл. 3. Температурная зависимость чувствительности фотодиода была уменьшена применением Полупроводникового терморезпетора и оптимально' выбором нагрузочного сопротивления в соответствии с методикой, описанной в гл. 4. Использование рассмотренной систему автоматического регулирования позволило значительно снизить флуктуации температуры излучаодего тела глобара. исследования такого гс-

точккка показали, что не стабильность интегрального пэтокз излучения но преЕКлает 0,5« при колебаниях шпзяжост.}. ости в пределах ZG5,,.23"> В в диапазоне температур окружающей срсдк 20...35° С.

.Рассмотрен« и зкепевимонтодько исследованы три вариант:1 фотопркемних устройств с использованием пироэлектрического модуля П.М-4, полупроводникового болометра ЕСГ-2 к приемного модуля 5П-6, При применения ГШ-4 предложен способ частотной коррекции его чувствительности и порогового потока с помощью.частотнозавискмой обратной связк. При кспольаова-пки ЕСГ-2 достигнуто улучшение линейности световой х.'»пакте-вис теки за.счет оптимального выбора ^с-налтевлеккя кзгрузкн. Одновременно йкю замечено, что" снкя.энне напряжения питания болометра не повлияло по величину порогового потока. П:..:вс-денкке результаты иселодланил частотной зависимости чувствительности и велйчгки »умов БП-8 показывает, что с увеличением частоты чувствительность пздзо? несколько бкетрее, нажали зуми.

Приведено описание зыбова и технология изготовления фококной насадки (дкффузова ) для пиройлектричсского модуля ПМ-4 и результатн проведенных сравнительных измерений. Сравнивались сиггалк двух модулой с насадкой и. без пес. Г<-зуль-татк гсследозонкй несколько отличались от ожидаемых из-за низкого качества изготовления, но были признаю; удовлетворительными.

ВasKiîM элементом трассового комплекса является снек-трозональкый модулятор. Приводеuk краткое описание конструкции и схема макета, представляющего собой двойной монохвома-тов с нулевой дисперсией к набор колеблющихся (модулирующих) сферических зеркал, мспплокепниг в Фокальной плоскости объектива Камеры монохзомятова. Описан оригинальный привод для •колебания зеркал. Отмоченны достоинства предлагаемой схемы спектрозонального модулятора.

В конце главк: описанк экспериментальные исследования в реальккх городских условиях основных узлов трассового комплекса во взаимодействии между собой, отмечены обнаруженные мешающие явления к указаны способы их устранения.

III. Закльченн?

1. На о с но Eft гам^ятото «чбзоро фкзгюсккх процессов при распространении оптического излучений в атмосфере и сравнительного анализа методов г. средств дистанционного оптического контроля за ее загрязнением саяпленк недостатки этих мо то до! г; и сфармулнроЕапо направление данной разработки.

2. Предложен метод одновременного определения.мялах концентраций нескольких компонент газовой смеси и схема трассового многоканального (многокомпонентного) газоанализатора неп.-ерквпого дейстпгя. в котором осуаестсляется паз-постная модулсция прож^-лего трассу излучения в ряде спектральных зон е различиями частот awn и нормировкой сигналов по кекотг оому опорному.

3. Разработана методика габаритко-оксргетичсского расчета трассового многоканального оптико-электропюго газоанализатора непрерывного деймм*.

4. Проанализированы требования к стабильности яркости теплового источника излучения (типа серого тело) и предложен способ па стабилизация?, причем, .омкмальйЕМ. яьляется использование датчика яркости с узкой характеристикjä спектральной чувстзительностк, расположенной »оротковолпозом склоке планковской криво;? кзлучегхя иемдаг«',

5. Псоведен онелка и привод/;к« гргфкжог/е- Рависй-моегк. для впбора параметров зеркалымг* йокойгого диффузора и зкепримептально проверена правильность .расчета-»

6. Исследомп» возможности «пользования «Яхропого детектирования для разделения сигнала ПР'/емпикз по ййпалйм»

7. Разработана методика настройки Элемента компенсации температурной зависимости чувствительности «ЗоТопркемкнх устройств на основе кремниевого фотодиода и германиевого болометра.

8. Разработает и экспериментально исследованы фото-приемние у зли на основе тепловах приемников излучений, и проведена оптимизация гх параметроэ.

9. разработана и экспериментально исследованы макетн излучакцей части и спектрогоналького модулятора.

10. Разработана деухкоордипатная поэициннО-чувствк-тельная оптико-алектронкэя углоизмесительная система, позво-

„"«¡¡/-дал- наводить пжемпув часть па прожектор к Екоабаткзйвдай" опорный сигнал дли детектирования з основном канале.

.11, ПВ'-.f,одень- экспериментальные исследования основных узлов газоанализатора.

усповкоо содержание диссертации огублгковано ,в рабо-

ТПХ1

1. Eil-гдгв В. Л., Ильинский А.В., Унлулев Й.К., Слепов А. Г. Инфракрасны*'прокйкпор. Тез. док,.]. XII научно-техн. н-.фс-рзнции болгарских аспирантов в СОСГ с международным участием "Актуальные пвобломк современной неукг - 90"., Москва, 14-15 июня 1300 г., с. .

2. Йльяксккй ¿.Е., Мольцева К.К., Милутв U.K., Попков в.Д. Имитатор светяасйс' точки с заданным спектральным составом. . Тез. докл. Всесоюзного ее мин от. а "Метрология в Пвецсзиопном мазккостроении"., Саратов, ,?л-:з мая 19Э0 г., с. 73-74.

3. .Ильинский п.В., Килузев И.К.. Попков Э.Д.. Сленов А,Г. Трассовая оптико-электронная■система контроля загрязнений втмосфсрк. Тез. донл, TI научной конференции с междулаводнш ■ участием."Актуальные пвоблъш охрани окружающей сведи ЭК0-,р:/съ 20"., Гусе 24 - 2S сентября 1DS0 г. с, 37.

4. Выдав Б.П., ИльннскиП А.В„, Милушев И.К., Слопов ¿.Г. Инфракрасный прожектор. София, 1390. - 8 с. с ил. - Дел. в ЦНТБ № НД 3DSC/S0.

Б. Ильинский А.В., Мклулгв Й.К., Панков Э.Д., Слепов А.Г. . Трассовая оптино-электронная система контроля загрязнений .атмосферы. - София, 19S1. - 6 с. с ил. Деп. в ЦНТБ tf НД 1870/31.

Подписано к печати 07.1С.S3 г, Объем I я.л.

Заказ 263 Тирак IDC- экз. Бесплатно

Ротапринт. ИТШ. 190COU, С.-Петербург, пер.Гривцова, 14-