Радиационная пирометрия: ..с использованием резисторов, терморезисторов или полупроводников, чувствительных к излучению – G01J 5/20

Изобретение относится к области детектирования инфракрасного излучения. Устройство детектирования инфракрасного излучения содержит: подложку, матрицу (12) элементов для детектирования упомянутого излучения, каждый из которых содержит резистивный болометр (14) формирования изображения, причем упомянутая матрица сформирована над подложкой, средство (18) для считывания болометров матрицы, средство (22) для измерения температуры в подложке и средство (26) для коррекции сигнала, сформированного из каждого болометра (14), как функции температуры, измеренной в подложке. Средство (26) коррекции выполнено с возможностью коррекции сигнала, сформированного из болометра (14) формирования изображения с использованием заданной физической модели температурного поведения упомянутого сигнала. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности коррекции сигнала. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области создания детекторов инфракрасного излучения и касается болометрического ИК-детектора. Детектор состоит из мембраны площадью S с термочувствительным элементом (ТЧЭ) и поглотителем электромагнитной энергии (ПЭЭ), прикрепленной к подложке с помощью токопроводящих шинок. Функции (ТЧЭ) и (ПЭЭ) объединены в одном элементе, который выполнен в виде 2N периодических решеток, ориентированных взаимно перпендикулярно друг к другу. Решетки состоят из n тонкопленочных монокристальных полосок, изготовленных из Bi_1-xSb_x (0<x<12), и представляют собой n фазированных антенн с периодом L= /2. Параметры болометра удовлетворяют следующим соотношениям: ( /n+ R₀/2Z), <20a×b/ , R₀/2Z<0,5, где - интервал регистрируемых длин волн на основной длине волны , Z=120 Ом - импеданс свободного пространства, - температуропроводность среды, непосредственно контактирующей с мембраной, а - ширина, b - длина полосок, R_o - сопротивление квадратного участка поверхности полоски, - время выхода на стационарное состояние при воздействии прямоугольного импульса электромагнитной энергии. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области создания детекторов инфракрасного излучения и касается болометрического ИК-детектора. Детектор состоит из мембраны площадью S с термочувствительным элементом (ТЧЭ) и поглотителем электромагнитной энергии (ПЭЭ), прикрепленной к подложке с помощью токопроводящих шинок. ТЧЭ и ПЭЭ объединены в одном элементе, который выполнен в виде покрытия из тонкопленочного монокристального материала Bi_1-x Sb_x (0<x<12). Покрытие максимально покрывает поверхность мембраны и включает полоску, которая отделена зазорами шириной l от остальной части покрытия за исключением концов полоски, соединенных с остальной частью покрытия. Кроме того, покрытие разделено щелью на две части, электрически соединенные указанной полоской. Параметры болометра удовлетворяют следующим соотношениям: R/2Z<1, где R - удельное поверхностное сопротивление пленки, Z=120 Ом - импеданс свободного пространства; S/ ₁>l²/ ₂, где ₁ - температуропроводность среды, непосредственно контактирующей с мембраной, ₂ - температуропроводность материала мембраны. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении удельной обнаружительной способности устройства. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области техники, связанной с детектированием электромагнитного излучения, получением более точного изображения и тепловой пирометрией. В частности, настоящее изобретение относится к устройству для детектирования инфракрасного излучения, содержащему матрицу элементарных тепловых детекторов. Предложенный детектор для детектирования электромагнитного излучения, в особенности инфракрасного излучения, содержит подложку и, по меньшей мере, одну микроструктуру, содержащую мембрану (2), которая является чувствительной к упомянутому излучению и расположена, по существу, напротив и на расстоянии от упомянутой подложки, при этом упомянутая мембрана непосредственно или опосредованно механически прикреплена, по меньшей мере, к двум продольно прямолинейным коллинеарным удерживающим элементам или опорным ножкам (3), по меньшей мере, одна из которых механически соединена с подложкой посредством промежуточной стойки (15), причем упомянутая мембрана также является электрически связанной с подложкой. По меньшей мере, две коллинеарные ножки, именуемые "первыми ножками", скреплены друг с другом на уровне их концов, которые прикреплены к мембране (2) непосредственно или опосредованно при помощи механического соединителя, который расположен, по существу, в одной плоскости с ножками и мембраной, а другой конец, но меньшей мере, одной из упомянутых ножек составляет единое целое с жесткой поперечиной (4А), которая расположена, по существу, в одной плоскости с ножками и расположена, по существу, под прямым углом к основному габаритному размеру упомянутых ножек, при этом сама упомянутая поперечина составляет единое целое со стойкой (15), которая составляет единое целое с подложкой. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного изобретения, заключается в снижении стоимости изготовления и к увеличению производительности за счет обеспечения возможности реализации механически устойчивых ножек с чрезвычайно большой эквивалентной длиной, а именно ножек, которые практически вдвое или даже втрое превышают размер кромки мембраны и которые являются очень тонкими и узкими. Также изобретение обеспечивает усовершенствование известного уровня техники на 40-50% для матричных детекторов с очень малыми шагами повторения структуры матрицы. Этот результат частично связан со способом построения структур, используемых для крепления к подложке в соответствии с приведенным описанием, и этот способ является особенно экономящим место применительно к площади поверхности. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области создания инфракрасных изображений и пирометрии с использованием болометров. Устройство для обнаружения инфракрасного излучения содержит резистивный создающий изображение болометр (102), предназначенный для электрического соединения с контуром (22) для измерения сопротивления болометра, в котором содержится средство (32) для управления сопротивлением создающего изображение болометра посредством подачи тока в болометр. Система для обнаружения инфракрасного излучения содержит матрицу из указанных выше устройств. Способ считывания создающего изображение болометра в системе для обнаружения инфракрасного излучения, заключается в регулировании сопротивления болометра на значение заданного сопротивления, общего для всех болометров в матрице системы, по меньшей мере, один раз в каждом цикле считывания болометра посредством подачи в него тока. Технический результат заключается в обеспечении возможности устранения неблагоприятного соотношения между постоянной времени болометров и их тепловым разрешением. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Приемник содержит основной и дополнительный чувствительные элементы. Оба элемента расположены на общей диэлектрической подложке с малым коэффициентом теплопроводности и имеют одинаковую форму полого шарового сегмента, а также выполнены из сплава с эффектом памяти формы. Основной элемент зачернен. Дополнительный имеет полированную поверхность. Плоскости сечения шара, образующие полые шаровые сегменты, параллельны плоскости диэлектрической подложки. Выпуклая часть (вершина) элементов обращена к зениту. Линия, соединяющая вершины элементов, ориентирована вдоль направления север-юг. Расстояние между вершинами составляет величину не менее чем два диаметра основания шарового сегмента. Технический результат - повышение чувствительности. 2 ил.

Изобретение относится к применению материала, имеющего структуру феррошпинели/закиси железа, в качестве чувствительного материала в виде тонкой пленки для болометрического обнаружения инфракрасного излучения. Химический состав указанной структуры, за исключением возможно присутствующих легирующих добавок, имеет эмпирическую формулу (I): (Fe_1-zM_z) _xO, где x строго меньше 1 и строго больше 0,75. Изобретение также относится к болометрическому устройству для обнаружения инфракрасного излучения или формирования инфракрасного изображения, которое содержит по меньшей мере один сенсор, оборудованный чувствительным элементом в форме тонкой пленки, как определено выше. Технический результат - повышение эффективности обнаружения излучения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 пр.

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано при конструировании тепловых многоэлементных приемников. Тепловой приемник излучения содержит герметичный корпус, состоящий из основания с выводами и крышки с входным окном, прозрачным для регистрируемого излучения. Перед окном установлена диэлектрическая подложка, на лицевой стороне которой размещены облучаемый, компенсационный и сигнальный пленочные термочувствительные элементы с электродами, соединенными с контактными площадками, расположенными по периметру подложки. На обратной стороне подложки размещены пленочный нагреватель с электродами, соединенными с контактными площадками. Пленочные термочувствительные элементы выполнены круглой формы, при этом компенсационный и сигнальный пленочные термочувствительные элементы расположены на периферии подложки, а облучаемый пленочный термочувствительный элемент расположен напротив входного окна. На лицевой поверхности подложки размещены два микрорезистора. Диэлектрическая подложка закреплена на основании с возможностью образования двух одинаковых воздушных зазоров: между окном и подложкой, и между подложкой и основанием корпуса. Технический результат - повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к космической технике. В устройстве используется тепловакуумная камера, внутри которой на нитях подвеса размещены два образцовых прибора. Каждый прибор включает имитатор абсолютно черного тела и систему терморегулирования стенки полости этого имитатора, включающую электронагреватель и датчик температуры, установленные на стенке полости имитатора, и экранно-вакуумную теплоизоляцию, закрывающую внешнюю поверхность стенки полости имитатора, кроме окна в стенке полости имитатора. Окна имитаторов абсолютно черного тела расположены напротив друг друга; в объеме между окнами, на нитях подвеса, размещен приемник лучистой энергии, чувствительные плоскости которого параллельны плоскостям окон, на расстоянии, исключающем тепловой контакт приемника лучистой энергии с образцовыми приборами. Техническим результатом изобретения является обеспечение градуировки приемников в условиях, приближенных к условиям их эксплуатации в космосе, а также в условиях эксплуатации приемников при тепловакуумных испытаниях космического аппарата или его составных частей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к устройствам для отслеживания светового излучения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и системе компенсации изменений температуры корпуса матрицы видеопреобразователя типа болометра. Система матрицы видеопреобразователя типа болометра содержит: (а) матрицу из i×j пиксельных детекторов типа болометра для отслеживания излучения от объекта; (b) корпус, в котором расположена упомянутая матрица детекторов, причем упомянутый корпус имеет переднее окно, которое обеспечивает открытость чувствительных элементов всех пиксельных детекторов i×j для излучения, поступающего от объекта; (с) по меньшей мере один закрытый детектор типа болометра в корпусе в столбце j+1, причем чувствительные элементы упомянутого по меньшей мере одного детектора облучаются одной или несколькими эталонными поверхностями; (d) схему считывания для считывания показаний излучения объекта, отслеживаемого каждым из i×j детекторов матрицы, и для считывания показаний излучения корпуса, отслеживаемого упомянутым по меньшей мере одним закрытым детектором; (е) компенсационную схему. Технический результат - создание средства для прямого измерения различных уровней ИК-излучения корпуса на каждый пиксельный детектор матрицы видеопреобразователя. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области оптоэлектроники. Тепловой приемник содержит корпус, выполненный в виде уплощенного прямоугольного металлостеклянного тела, состоящего из основания с выводами, которые электрически соединены с контактными площадками, расположенными по периметру подложки, и крышки с окном. Термочувствительные элементы ориентированы на плоскости приемной площадки в виде мозаики из элементов, расположенных по концентрическим окружностям с радиусами, увеличивающимися с каждой последующей окружностью на одинаковую величину от центра круга, равную удвоенному размеру элемента, по сравнению с предыдущей. При этом термочувствительные элементы на каждой окружности расположены на равноудаленном расстоянии друг от друга, а минимально допустимое расстояние между соседними элементами равно размеру элемента. Вне приемной площадки расположен компенсационный элемент. Технический результат - повышение точности измерения пространственно-энергетических характеристик оптического излучения, уменьшение объемно-весовых показателей приемного устройства и реализация автономности его эксплуатации. 5 ил.

Изобретение относится к болометрическому детектору и устройству для детектирования инфракрасного излучения, использующему такой детектор. Болометрический детектор электромагнитного излучения, содержащий чувствительную часть или мембрану, которая содержит один или несколько слоев чувствительного материала (6), удельное сопротивление которого зависит от температуры; первые электропроводящие элементы, электрически соединенные со схемой считывания данных, связанной с болометрическим детектором, и действующие, с одной стороны, как электроды для указанного детектора и находящиеся для этого в контакте с чувствительным материалом (6) и, с другой стороны, действующие в качестве поглотителя электромагнитного излучения; вторые электропроводящие элементы с плавающим потенциалом, действующие только как поглотитель электромагнитного излучения; по меньшей мере, одну поддерживающую область (3) для чувствительной части, выполняющую функцию позиционирования указанной чувствительной части и электрического проводника относительно указанной схемы считывания данных; по меньшей мере, одну термоизолирующую структуру (4), электрически и механически связывающую каждую поддерживающую область (3) с чувствительной частью; при этом проводящие элементы распределены в виде двух пересекающихся, наложенных друг на друга сеток (5А, 5В) проводящих дорожек, причем первая (5А) из двух сеток содержит все указанные первые проводящие элементы. Технический результат - максимизация полезной площади поверхности болометрического материала (максимизация произведения W·L) независимо от сопротивления болометрического материала. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Система содержит: (а) матрицу из i×j пиксельных детекторов типа болометра для отслеживания излучения от объекта; (b) корпус, в котором расположена упомянутая матрица детекторов, причем упомянутый корпус имеет переднее окно, которое обеспечивает открытость чувствительных элементов всех i×j пиксельных детекторов для излучения, поступающего от объекта; (с) по меньшей мере, часть столбца j+1 закрытых детекторов, которые закрыты от объекта однородной эталонной поверхностью; (d) схему считывания для считывания показаний излучения от объекта, отслеживаемого каждым из i×j детекторов матрицы, и для считывания указания о неоднородности, отслеживаемого упомянутыми детекторами в столбце (j+1), (е) регистр для регистрации значений излучения, считанных со всех детекторов столбца (j+1); (f) блок обработки для определения стандартного отклонения всех значений в упомянутом регистре и для сравнения их с заданным пределом Q, причем стандартное отклонение выше Q является указанием о неоднородности выше разрешенного уровня. Технический результат - уменьшение частоты калибровки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретения относятся к космической технике, используемой в интересах геофизики для определения и контроля интегральных параметров лучистого теплообмена участков поверхности планеты, вокруг которой обращается космический аппарат (КА) с солнечными батареями (СБ). Способ включает определение моментов нахождения Солнца в зенитной области над указанным КА (а КА соответственно в подсолнечной точке). Если КА снабжен двумя односторонними СБ с равной нулю выходной мощностью их тыльной поверхности, то в момент прохождения указанной подсолнечной точки одну СБ разворачивают нормалью в направлении Солнца, а другую СБ - в противосолнечном направлении. Измеряют значения токов каждой из СБ, по которым, с учетом известного коэффициента относительной выходной мощности батарей, определяют альбедо в соответствующей подспутниковой точке поверхности Земли. Для КА, СБ которого имеют тыльную поверхность с неравной нулю выходной мощностью, в моменты прохождения подсолнечных точек на двух последовательных витках орбиты разворачивают одну или несколько СБ на первом витке нормалью в направлении Солнца. На втором витке разворот производят в противосолнечном направлении. Измеряют значения токов СБ в первой и второй их ориентациях, по которым, с учетом известного коэффициента относительной выходной мощности тыльной и рабочей поверхностей СБ, определяют альбедо в соответствующей подспутниковой точке поверхности Земли. Технический результат изобретения состоит в возможности определения текущего значения местного альбедо Земли без выполнения дорогостоящих операций по размещению на КА дополнительных приборов и маневрированию КА. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления детекторов теплового электромагнитного излучения - болометров. Поглощающая мембрана (1) детектора закреплена в подвешенном состоянии с помощью по меньшей мере одной теплоизолирующей опорной детали (5ab) на лицевой стороне подложки (2), содержащей по меньшей мере два электрических вывода (3), электрически соединенных с мембраной (1), например, посредством проводящих слоев (9). Опорная деталь (5ab) имеет по меньшей мере один конец-основание (6) и возвышающуюся зону (7). Конец-основание (6) прикреплен к верхней части проводящего столбика (8), имеющего основание, неподвижно прикрепленное к одному из электрических выводов (3). По существу плоская зона нижней стороны мембраны (1) находится в непосредственном контакте с возвышающейся зоной (7) опорной детали (5ab). Опорная деталь (5ab) предпочтительно образована мостиком, имеющим второй конец-основание (6), прикрепленный к верхней части второго столбика (8), при этом возвышающаяся зона (7) образована плоской средней частью мостика. Технический результат - высокое отношение чувствительной к излучению поверхности болометра к его общей поверхности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к устройствам для обнаружения инфракрасного излучения и может быть использовано для формирования инфракрасных изображений. Сущность: болометрический детектор содержит чувствительную часть, имеющую один или несколько слоев чувствительного материала, удельное сопротивление которого изменяется с температурой, электроды, изолированные друг от друга, также действующие как поглотитель инфракрасного излучения. При этом указанные электроды находятся в контакте с чувствительным материалом на протяжении, по меньшей мере, части своей поверхности. Кроме того, детектор содержит, по меньшей мере, одну опорную область для позиционирования указанной чувствительной части, действующую как электрический проводник относительно схемы считывания, связанной с болометрическим детектором. Детектор также содержит, по меньшей мере, одну теплоизоляционную структуру, электрически и механически соединяющую каждую опорную область с чувствительной частью. Области чувствительного материала, не находящиеся в контакте с электродами, имеют, по меньшей мере, один гофр, ориентированный вдоль направления, перпендикулярного к плоскости, содержащей чувствительную часть болометрического детектора. Технический результат: улучшение характеристик при заданном размере и при заданной тепловой постоянной времени. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к тепловым фотоприемникам для обнаружения монохроматического излучения дальнего инфракрасного (ИК) диапазона и определения угла прихода этого излучения. Разработка может найти применение в спектрометрических и астрономических приборах, в спецтехнике и в средствах связи. Металлический болометр содержит непрозрачную металлическую пленку на оптической теплоизолирующей подложке, размещенной в вакуумированном контейнере, имеющем прозрачное окно. На поверхность пленки нанесен диэлектрический слой определенной толщины. Обращенная к окну поверхность пленки имеет освещаемый детектируемым излучением гофрированный участок протяженностью, равной длине распространения возбуждаемой в пленке поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ). Период гофра рассчитывается по определенной формуле. Изобретение обеспечивает повышение селективности устройства (по частоте, углу прихода и поляризации излучения) и увеличение длинноволновой границы рабочего диапазона до 100 мкм. 1 ил.

Изобретение относится к области оптико-электронных приборов и может быть использовано как приемник инфракрасного излучения в тепловизионных приборах, теплопеленгаторах, приборах ориентации и экологического мониторинга. Технический результат изобретения: улучшение пороговой чувствительности, расширение динамического диапазона и области рабочих температур. Сущность: приемник содержит многослойные чувствительные элементы плоскостной структуры, термочувствительный слой в нем выполнен из материала, представляющего собой смесь окислов ванадия VOx при 2<х<2,5 и не претерпевающего фазового перехода. 3 ил.

Изобретение относится к технике измерений. Термочувствительный слой элемента выполнен из нитрида титана толщиной 0,003-0,015 мкм. Внутри мембраны над термочувствительным слоем и отделенным от него диэлектрическим слоем мембраны выполнен слой, поглощающий инфракрасное излучение. На лицевой стороне подложки выполнен слой, отражающий инфракрасное излучение, при этом расстояние между термочувствительным и поглощающим слоями обеспечивает электрическую изоляцию между ними и определяется диэлектрическим материалом мембраны. Технический результат - повышение чувствительности болометрического элемента при сохранении дешевизны и низкого уровня шумов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

В изобретении предложен детектор ИК-излучения в виде двухступенчатого микромоста, который имеет верхнюю детекторную планарную секцию, которая включает в себя термочувствительный элемент из оксида ванадия, который имеет высокий ТКС и удельное сопротивление в диапазоне от 20 кОм до 50 кОм на квадрат поверхностного слоя и поддерживается над нижней секцией при помощи участков ножек из оксида ванадия, которые имеют удельное сопротивление около 500 Ом на квадрат поверхностного слоя. Технический результат - уменьшение массы детектора и снижение энергоемкости. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.