Рис.1. Блок схема оптоэлектронного устройства.
Рис.2. Конструкция модулятора.
Рис.3. Временные диаграммы оптоэлектронного устройства.
Рис.4. Конструкция датчика.
С учетом закона Стефана- Больцмана что Mλ1mчт=σТ4 выражение (4) примет вид:
где: Т – температура контролируемого объекта; σ=5,6697*10—8 Вт*м-2*К-4 – постоянная Стефана-Больцмана.
Кроме этого на чувствительную площадь первого приемника излучений 3 воздействует тепловой поток излучения от модулятора 2 который может быт описан соотношением
где: ελ1mм0 – спектральный коэффициент теплового излучения модулятора на длинах волн λ1m; Tмо – температура модулятора; Амо – площадь излучаемой поверхности модулятора; lмо – расстояние между модулятором и первым приемником излучения.
Поэтому суммарный поток воздействующий на чувствительную площадь первого приемника излучения имеет вид.
Тогда напряжение на выходе первого приемника излучений определяется как:
или
где: – коэффициент передачи первого приемника излучения.
Напряжение соответствующее выражению (9) с выхода второго приемника излучения 3 усиливается первым усилителем 4, в результате чего на его выходе формируется переменный электрический сигнал (см. фиг.3.в) амплитуда которого определяется как:
где ky1 – коэффициент передачи первого усилителя 4.
Так как из-за использования дискового модулятора с симметричным модулирующими отверстиями, теплового излучения самого модулятора, который воздействует на чувствительную площадь первого приемника излучения в течение периода модуляции остается постоянным (см. рисунок 3 а) т.е.
Поэтому постоянная составляющего суммарного сигнала первого приёмника излучения 3 через усилитель переменного тока 4 не проходит. Т.е. амплитуда переменного составляющего усиленного сигнала является пропорциональным только лишь амплитуде потока Фλ1mПИ1.
Переменное составляющее усиленного сигнала детектируется первым амплитудным детектором 5. Детектированный сигнал (см. рисунок 3.д) с выхода первого амплитудного детектора 5 интегрируется первым интегратором 6 и подается на первый вход устройства получения отношения сигналов 13.
При этом напряжение, подводимое на первый вход устройства получения отношения сигналов 13, с учетом вышеизложенных может, быть описано выражением:
где k1=kПИ1kУ1kАД1kИНТ1 – общий коэффициент передачи блоков последовательно соединенных с первым приемником излучения 3, первого усилителя 4, первого амплитудного детектора