Автореферат (1143137), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Применениеволоконной оптики в данном случае позволяет решить эти проблемы. В результате создан модем,внешний вид которого представлен на рис 7-3. Дальность передачи видеосигнала с отношениемсигнал/шум не ниже 60 дБ составляет 6 км при использовании многомодового волокна исветодиодного источника, и до 40 км при использовании лазера и одномодового волокна.
Сиспользованием разработанного миниатюрного телевизионного волоконно-оптического модемасоздана волоконно-оптическая сеть промышленной безопасности и управления производством наОАО «Северсталь-метиз», входящем в холдинг «Северсталь». Сеть объединяет 40 видеокамер, 37волоконно-оптических линий. Протяженность трасс варьируются от 200 до 1,2 км, суммарнаядлина волоконно-оптического кабеля ~26 км.
Сеть обеспечивает бесперебойную работу в условияхвысоких электромагнитных помех.При конструировании ППУ газоанализаторов на основе эффекта проявления МоЯК,перечисленных в разделе «Реализация и внедрение результатов работы» автореферата,дополнительно к предложенным автором методикам Главы 3 и 4 потребовалась разработкаконструктива фотометра ППУ, компоновка узлов газоанализатора в единый переносной корпус,обеспечение пневматической и электрической схем соединения узлов, работающих подуправлением УРОИ. В результате сконструирована серия газоанализаторов на различныеопределяемые примеси вредных веществ в окружающей среде.Рис. 7-4а.
Узлы газоанализатора карбониловметаллов.Рис. 7-4б. Газоанализаторкарбонилов металлов.35В качестве примера на рис. 7-4 показаны узлы, включая ППУ, и внешний вид газоанализаторана основе эффекта проявления МоЯК на летучие карбонилы металлов, применяемого напредприятиях обогащения цветных металлов по карбонильной технологии. Применениеразработанных ППУ обеспечило реализацию высоких потенциальных возможностей методаМоЯК.ПроектированиеППУрентгено-абсорбционногосепаратора включало дополнительную особенность, связаннуюсразработкойпрограммуправленияузламиэкспериментального сепаратора (подачи руды и иммерсионнойсреды, выделения кусков с алмазами из общего потока руды покоманде из УРОИ ППУ), а такжефункционированиясепаратора.общего алгоритмаАлгоритмипрограммыреализованы на ПЛИС ALTERA (в настоящее время Intel FPGA)семействаРис.
7-5. ППУ рентгеноабсорбционного сепаратора.Stratix-IIEP2S60F672C3.Внешнийвидразработанного ППУ рентгено-абсорбционного сепараторапредставлен на рис. 7-5. ППУ состоит из блока рентгеновскогодетектора, включающего сцинтиллятор на основе оксисульфида гадолиния, легированноготербием, двух линеек по 128 фотоинтеграторов, сдвиговому регистру передачи зарядовых пакетов,АЦП, микросхем согласования уровней сигналов, и блока контроллера, включающего ПЛИС,микросхемы памяти и протокола TCP/IP. Проведенные на сепараторе испытания однозначнодемонстрируют возможность создания промышленной технологии извлечения природныхалмазов в кусках кимберлита. Экспериментальный образец рентгено-абсорбционного сепараторадемонстрировался на международных выставках и отмечен дипломами и двумя золотыми и однойсеребряной медалями выставок. В настоящее время рентгено-абсорбционный сепаратор проходитстадию подготовки к промышленному производству на ООО «ЭГОНТ».В Заключении кратко перечислены полученные результаты и изложены разработанные наосновании их рекомендации.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1.Разработанная методика расчета коэффициента шума предусилителей фотоприемныхустройств ППУ с отрицательной обратной связью через известный коэффициент шумаусилителя без обратной связи позволяет использовать выражения коэффициента шумаусилителей для расчета чувствительности фотоприемных устройств ППУ методомэквивалентных канонических шумовых схем.2.Разработанный метод эквивалентных канонических шумовых схем формализован ираспространён на случаи использования в фотоприёмных устройствах ППУ усилителей на36биполярных транзисторах с гетеропереходом (HBT), псевдоморфных транзисторов с высокойподвижностью электронов (PHEMT), арсенид-галлиевых полевых транзисторов (GaAs FET) вмикроволновом диапазоне.3.Результаты теоретических расчётов чувствительности фотоприемных устройств ППУнаходятся в хорошем соответствии (с точностью до 5÷10 %) с экспериментальнымизначениями, как полученными в процессе собственных исследований автора работы, так иопубликованными другими исследователями для широкого спектра используемых в ФПУактивных элементов (биполярные транзисторы, полевые транзисторы, транзисторы сгетеропереходом,псевдоморфныетранзисторы).Разработаннаяметодикарасчётачувствительности успешно использовалась при проектировании целого ряда отечественныхФПУ на НПО «Авангард», в СПбПУ, в НПО «Волна», в МГП «Ротек», в «Фобос-3» и др.4.Форма амплитудно-частотной характеристики фотоприемного устройства ППУ может бытьпредставлена двухполюсной моделью вида Ztr Z 0 tr1 m2времени ФПУ и m -, где τ – постоянная2 2коэффициент автокоррекции АЧХ.
Существуют методики [27]приближенного расчета цепей, которые позволяют свести характеристическое уравнениевысокого порядка к уравнению второго порядка, то есть к двухполюсной модели. Вдиссертации с помощью теории вычетов функции комплексной переменной впервые полученазависимость чувствительности фотоприемного устройства ППУ от параметров АЧХ τ и mфотоприемногоустройствавпростомкомпактномвидеPpin SNR kT C D.S 3mПолученное выражение позволяет оптимизировать параметры ФПУ с целью достижениякомпромиссных требований по чувствительности и быстродействию фотоприемногоустройства ППУ.5.Разработанная методика расчета чувствительности фотоприемных устройств позволяетопределятьзначениеминимальнойдетектируемойдевиациифазовоймодуляциирадиотехнических ППУ фазомодулированных оптических сигналов, характеризующейфундаментальное ограничение шумами ФПУ, с точностью до 5 ÷ 10 %, что позволяетосуществлять обоснованный выбор параметров ФПУ для удовлетворения техническимтребованиям к радиотехническим ППУ фазомодулированных оптических сигналов с учетомприменения в оптической схеме мультиплексирования сигналов нескольких датчиковфизических величин.6.Передаточная характеристика ППУ оптико-электронных систем с интегрированием фототокахарактеризуется двухполюсной моделью.
В отличие от фотоприемных устройств безинтегрирования фототока, где автокоррекция АЧХ позволяет расширить рабочую полосу37частот фотоприемного устройства ППУ, в фотоинтеграторе требуется максимальноприблизить режим работы к идеальному интегратору. В диссертации определено такоеусловие в виде Tint CИ Сd Cоу. В измерительных ППУ оптико-электронных систем11 1СИRd Rоуданное условие должно неукоснительно соблюдаться.7.В отличие от фотоприемных устройств ППУ измерительного типа (например, ППУ оптикоэлектронной системы газоанализатора на основе эффекта МоЯК) находят применение ППУ,назначением которых является обнаружение превышения уровня сигнала над среднимзначением. Для таких ППУ требования по искажениям сигнала являются второстепенными, ана первый план выходят требования по чувствительности и быстродействию.
Примером такихППУ может служить разработанное ППУ рентгено-абсорбционного сепаратора с пониженнымзначением времени интегрирования при сохранении требуемой чувствительности сепаратора.В этом случае необходимо применять полные выражения для расчета чувствительности ФПУинтегрирующего типа, полученные в диссертации.8.Чувствительность к световому потоку фотоприемных устройств ППУ оптико-электронныхсистем с интегрированием фототока может быть определена методом эквивалентныхшумовыхсхемнаосновевременныхпредставленийсиспользованиемсверткиавтокорреляционной функции и импульсной характеристики цепи.9.Происходящее в ППУ рассеяние электромагнитной волны оптического диапазона частицамиаэрозоля, образованного в конденсационных устройствах газоанализатора на основе эффектапроявления МоЯК, имеет интерференционный немонотонный характер. При этоминтенсивность рассеянного поля в направлении «вперед» значительно (примерно в 100 раз)превышает величину интенсивности в обратном направлении и убывает с увеличением длиныволны оптического излучения и угла светорассеивания.10.
Интенсивность рассеяния электромагнитной волны оптического диапазона воздухом вфотометрируемом объеме ППУ газоанализаторов на основе эффекта проявления МоЯКмаксимальна и одинакова в направлениях угла рассеяния 0° («вперед») и 180° («назад») и4минимальна при углах рассеяния 90°, резко уменьшается (~ 1 ) с увеличением длины волныоптического излучения и по своему значению сопоставима со светорассеянием аэрозольнымичастицами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
