Термоэлектрический приёмник оптического излучения типа ТП-1

Показана необходимость создания отечественного приёмника оптического излучения, способного измерять постоянные потоки оптического излучения в диапазоне освещённостей от 1 до 2000 Вт/м², спектральном диапазоне от 0,5 до 20 мкм со временем измерения не более 2 с. Приведены характеристики наилучших отечественных термоэлектрических приёмников излучения, работающих в этих же диапазонах, но по совокупности характеристик не удовлетворяющих поставленным требования.

Рассчитаны значения основных параметров приёмника, таких как коэффициент преобразования, постоянная времени. Выбрана «штыревая» конструкция чувствительного узла приёмника. По этой модели проведены расчёты составляющих теплопроводностей и составляющих теплоёмкостей элементов конструкции, а также рассчитано электрическое сопротивление приёмника.

Разработана конструкция приёмника: чувствительный узел смонтирован на стандартной ножке, корпус приёмника имеет диаметр 15 мм, высота – 9 мм. Входное окно – селенид цинка, при необходимости можно использовать окна из других материалов.

Разработан стенд для измерения коэффициента преобразования и для исследования его зависимости от уровня освещённости. В качестве образцового приёмника использовался термоэлектрический приёмник типа ПОИ-1, имеющий приёмный элемент в виде конуса, на котором расположена обмотка электрического замещения. Разработанный приёмник имел следующие основные характеристики: ${\text{Κ}}_{\mathrm{\Pi }}=\left(0,5\pm 0,2\right)$ В/Вт, постоянная времени  $\tau \text{=0,4}$ с, время одного измерения  $t_{\text{ИЗМ}}\le 2$с, сопротивление $R=\left(0.5\pm 0.2\right)$ Ом, размер приёмной площадки ${\mathrm{A}}_{\mathrm{П}}=\left(4\times 1\right)$ мм², спектральный диапазон от 0,5 до 20 мкм, обнаружительная способность $D^{*}=8·{10}^8$ см$·$ Гц^0.5 Вт^-1, что соответствует лучшим неохлаждаемым тепловым приёмникам излучения. Чернящее покрытие обеспечивает высокий коэффициент поглощения ${\epsilon }_{\lambda }\approx 0,93-0,98$ в диапазоне от 0,4 до 25 мкм. Граница основной погрешности $∆=3,5\%$.