第二章 光电检测系统中的光源 《光电检测技术》课件.pptx

第二章光电检测系统中的光源 2光电检测系统中的常用光源?光源的质量对光电测量中起着关键的作用; ?设计光电测量系统时,了解光源的基本特性参数和特点十分重要。 3光源的特性参数及选择的基本要求辐射效率光源种类发光效率(lm/W) 光源种类发光效率(lm/W) 普通钨丝灯 8~18 高压***灯 30~40 卤钨灯 14~30 高压钠灯 90~100 普通荧光灯 35~60 球形氙灯 30~40 三基色荧光灯 55~90 金属卤化物灯 60~80 阴极射线发光体 20( 红色)~140( 蓝色) ZnS 电致发光体 10 发光效率光源的特性参数及选择的基本要求光谱功率分布带状光谱高压***灯连续光谱白炽灯卤素灯复合光谱荧光灯线状光谱低压***灯 P(?)?光源输出的功率与光谱有关,即与波长有关目视测量?采用可见光区辐射比较丰富的光源彩色摄像?卤钨灯、氙灯紫外分光光度计?氘灯、***氙灯光源的特性参数及选择的基本要求光源强度空间光分布发光强度矢量?在空间某一截面上自原点向各径向取矢量, 矢量的长度与该方向的发光强度成正比配光曲线?将各矢量的端点连起来, 就得到光源在该截面上的发光强度分布曲线气体放光光源光强分布 90° 80°90° 80° 0°发光二极管的配光曲线光源的特性参数及选择的基本要求光源的颜色光源的色表?用眼睛直接观察光源时所看到的颜色光源的显***?当用光源照射物体时,物体呈现的颜色(也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉)与该物体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性显***的选择彩色电影、彩色电视的拍摄和放映、染料、彩色印刷等, 选择白炽灯、卤钨灯、镝灯等显***好的光源铁路、隧道、码头等可选择高压***灯、高压钠灯等显***较差的光源光源的特性参数及选择的基本要求光源的色温及扩展色温相关色温分布温度注意:色温不是光源的温度光源的稳定性不同的光电检测系统对光源的稳定性有着不同的要求。计量用标准光源通常采用高精度仪器控制下的稳流源供电。灯丝的结构和形状发光面积的大小和构成灯泡玻璃壳的形状和均匀性光源的其它要求热辐射光源黑体及黑体模拟器黑体: 1862 年由基尔霍夫提出目前的黑体模拟器最高工作温度为 3000K ,而实际应用的大多是在 2000K 、全辐射器结构的几种方案黑体模拟器的结构热辐射光源白炽灯真空白炽灯?泡壳内的真空条件可以保护钨丝不被氧化;色温 2300K~2800K ,发光效率 10lm/W 充气白炽灯?泡壳内充入氩、氮等惰性气体;色温 2700K~3000K ,发光效率 17lm/W 卤钨白炽灯?主要原理是卤钨循环;色温 3200K , 发光效率 30lm/W 卤钨循环工作原理黑体灯的结构原理图热辐射光源红外辐射灯能斯特灯?能斯特灯是一种条状的辐射源, 是用 15% 的氧化钇粉末和锆粉压制成的小棒。?发出的连续光谱可从 μm一直延伸到远红外,其最大辐射波长约在 2μm处。?能斯特灯的材料具有较大的负电阻温度系数,应用中需补偿。硅碳棒?加热温度一般在 1500K 以下; ?可获得波长更长的红外辐射。