光電検査技術の導入
光電検出技術は光電情報技術の主要技術の一つであり、主に光電変換技術、光情報取得・測定技術、そして測定情報の光電処理技術から構成されています。光電法は、微弱光測定、赤外線測定、光走査測定、光追跡測定、レーザー測定、光ファイバ測定、画像測定など、様々な物理測定を実現します。
光電検出技術は、光学技術と電子技術を組み合わせてさまざまな量を測定するもので、次のような特徴があります。
1. 高精度。光電式計測の精度は、あらゆる計測技術の中で最も高い。例えば、レーザー干渉法による長さ測定の精度は0.05μm/mに達し、格子モアレ縞法による角度測定も可能です。レーザー測距法による地球と月の距離測定の分解能は1mに達します。
2. 高速性。光電測定は光を媒体としますが、光はあらゆる物質の中で最も伝播速度が速く、光学的手法による情報の取得と伝送が最も高速であることは間違いありません。
3. 長距離、広範囲。光は、武器誘導、光電追跡、テレビ遠隔測定など、遠隔制御および遠隔測定に最も便利な媒体です。
4. 非接触測定。測定対象物に当たる光は測定力とみなせるため、摩擦がなく、動的な測定が可能で、様々な測定方法の中で最も効率的です。
5. 長寿命。理論上、光波は摩耗することがなく、再現性が良好であれば永久に使用できます。
6. 強力な情報処理能力と計算能力により、複雑な情報を並列処理できます。光電方式は情報の制御と保存が容易で、自動化も実現しやすく、コンピュータとの接続も容易で、実現も容易です。
光電試験技術は、現代科学、国家の近代化、国民生活に欠かせない新技術であり、機械、光、電気、コンピュータを組み合わせた新技術であり、最も潜在的な情報技術の一つです。
第三に、光電検出システムの構成と特徴
検査対象物の複雑性と多様性のため、検出システムの構造は一様ではありません。一般的な電子検出システムは、センサー、信号調整器、出力リンクの3つの部分で構成されています。
センサーは、検査対象物と検出システム間のインターフェースにおける信号変換器です。測定対象物から測定情報を直接抽出し、その変化を感知し、測定しやすい電気パラメータに変換します。
センサーが検出する信号は一般的に電気信号です。そのままでは出力要件を満たすことができないため、更なる変換、処理、分析が必要です。つまり、信号調整回路を通して標準的な電気信号に変換し、出力リンクに出力します。
検出システムの出力目的と形式に応じて、出力リンクは主に表示装置および記録装置、データ通信インターフェースおよび制御装置になります。
センサーの信号処理回路は、センサーの種類と出力信号の要件によって決定されます。センサーによって出力信号は異なります。エネルギー制御センサーの出力は電気的パラメータの変化であり、ブリッジ回路によって電圧変化に変換する必要があります。ブリッジ回路の電圧信号出力は小さく、コモンモード電圧は大きいため、計器用アンプで増幅する必要があります。エネルギー変換センサーが出力する電圧信号と電流信号には、通常、大きなノイズ信号が含まれています。有用な信号を抽出し、不要なノイズ信号を除去するには、フィルタ回路が必要です。また、一般的なエネルギーセンサーが出力する電圧信号の振幅は非常に小さいため、計器用アンプで増幅することができます。
電子システムの搬送波と比較して、光電システムの搬送波周波数は数桁も高くなります。この周波数オーダーの変化は、光電システムの実現方法の質的変化と機能の質的飛躍をもたらします。主に搬送波容量に現れ、角度分解能、距離分解能、スペクトル分解能が大幅に向上するため、チャネル、レーダー、通信、精密誘導、航法、測定などの分野で広く使用されています。これらの用途に適用される光電システムの具体的な形態は異なりますが、共通の特徴があります。つまり、すべて送信機、光チャネル、光受信機のリンクを備えています。
光電システムは通常、能動型と受動型の2つのカテゴリに分けられます。能動型光電システムでは、光送信機は主に光源（レーザーなど）と変調器で構成されます。受動型光電システムでは、光送信機は被測定物から熱放射を放射します。光チャネルと光受信機はどちらも同一です。いわゆる光チャネルとは、主に大気圏、宇宙空間、水中、光ファイバーを指します。光受信機は、入射光信号を収集し、それを処理して光搬送波の情報を復元するために使用されます。これには、3つの基本モジュールが含まれます。
光電変換は通常、平面鏡、光学スリット、レンズ、円錐プリズム、偏光子、波長板、コードプレート、格子、変調器、光学結像システム、光干渉システムなど、様々な光学部品や光学系を用いて実現され、測定された光学パラメータ（振幅、周波数、位相、偏光状態、伝播方向の変化など）への変換を実現します。光電変換は、光電検出装置、光電カメラ装置、光電熱装置など、様々な光電変換装置によって実現されます。
投稿日時: 2023年7月20日