Сформированный поток, источником коллимированного излучения 11 наводится к площади контролируемого объекта 1. При этом поток достигающий поверхность контролируемого объекта 1 в случае, А
?А
определяется как:
где А
– площадь поперечного сечения коллимированного излучения; ?
– коэффициент пропускания атмосферы на длинах волн ?2m; Ф
– начальный поток коллимированного излучения. При этом отраженный поток от поверхности контролируемого объекта 1 определяется как:
где ?
– коэффициент отражения поверхности контролируемого объекта на длинах волн ?2.
При этом выражение для отраженного модулированного потока от поверхности контролируемого объекта и достигающего на чувствительную площадь второго приемника излучения 7 имеет вид:
где: D
– диаметр входного зрачка второго приемника излучения.
Кроме этого, в случае частичного совпадения спектр излучения контролируемого объекта со спектральной чувствительностью второго приемника излучений 7 на чувствительную площадь последнего воздействует немодулированный поток излучения от контролируемого объекта на длине волне ?2m.
где: ?
– спектральный коэффициент теплового излучения контролируемого объекта на длинах волн ?2m;
Тогда суммарный поток излучения, воздействующий на чувствительную площадь второго приемника излучения 7 имеет вид.
Поэтому напряжение на выходе второго приемника излучений определяется как:
или
где k
– коэффициент передачи второго приемника излучения.
Напряжение соответствующее выражению (18) с выхода второго приемника излучения 7 усиливается вторым усилителем 8 в результате чего на его выходе формируется переменный электрический сигнал (см. рис.3. г) амплитуда которого определяется как:
где k
– коэффициент передачи второго усилителя 8.
Так как в течение периода повторение модуляции U
можно считать постоянным т.е. (см. фиг.3.б)
Поэтому постоянная составляющая суммарного сигнала второго приёмника излучения 7 через усилитель переменного тока 8 не проходит. Т.е. амплитуда переменного составляющие усиленного сигнала является пропорциональным только лишь амплитуде потока Ф
.
Переменное составляющее усиленного сигнала детектируется вторым амплитудным детектором 9. Детектированный сигнал (см. рисунок 3. е) с выхода второго амплитудного детектора 9 интегрируется вторым интегратором 10 и подается на второй вход устройства получения отношения сигналов 13.
При этом напряжение, подводимое на второй вход устройства получения отношения сигналов 13, с учетом вышеизложенных может, быть определено как:
где k
=k
k
k
k
– общий коэффициент передачи блоков последовательно соединенных второго приемника излучения 7, второго усилителя 8, второго амплитудного детектора 9 и второго интегратора 10; k
– коэффициент передачи второго амплитудного детектора; k
– коэффициент передачи второго интегратора.
Известно, что у оптических приборов, предназначенных для измерения температуры в основном применяется прозрачная область спектра атмосферы. Поэтому для небольшой дистанции между объектом контроля и приемником излучений можно считать, что, ?
=?
»1. Тогда при использовании идентичных электронных блоков для потоков излучения Ф
и Ф
имеем k
=k
. Поэтому на выходе устройства получения отношения сигналов 13, пропорционально температуре объекта контроля 1, формируется отношение напряжений:
или
Так как у солнечных параболоцилиндрических концентраторов коэффициент отражения в ближней и средней ИК области спектра является постоянным и составляет ?
=0,1.
Тогда температура в локальной фокусной зоне солнечных параболоцилиндрических концентраторов определяется как:
Таким образом, из последнего выражения видно, что температура в локальной фокусной зоне солнечных параболоцилиндрических концентраторов пропорциональна отношению напряжений U
и U