फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन तकनीक का विस्तृत भाग दो

फोटोइलेक्ट्रिक परीक्षण प्रौद्योगिकी का परिचय
फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन तकनीक, फोटोइलेक्ट्रिक सूचना प्रौद्योगिकी की प्रमुख तकनीकों में से एक है, जिसमें मुख्य रूप से फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण तकनीक, ऑप्टिकल सूचना अधिग्रहण और ऑप्टिकल सूचना मापन तकनीक तथा मापन सूचना की फोटोइलेक्ट्रिक प्रसंस्करण तकनीक शामिल हैं। फोटोइलेक्ट्रिक विधि का उपयोग विभिन्न प्रकार के भौतिक मापन, कम प्रकाश मापन, अवरक्त मापन, प्रकाश स्कैनिंग, प्रकाश ट्रैकिंग मापन, लेजर मापन, ऑप्टिकल फाइबर मापन और छवि मापन के लिए किया जाता है।

फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन तकनीक विभिन्न मात्राओं को मापने के लिए ऑप्टिकल तकनीक और इलेक्ट्रॉनिक तकनीक को जोड़ती है, जिसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
1. उच्च परिशुद्धता। फोटोइलेक्ट्रिक मापन की सटीकता सभी प्रकार की मापन तकनीकों में सबसे अधिक है। उदाहरण के लिए, लेजर इंटरफेरोमेट्री द्वारा लंबाई मापने की सटीकता 0.05μm/m तक पहुँच सकती है; ग्रेटिंग मोइरे फ्रिंज विधि द्वारा कोण मापन संभव है। लेजर रेंजिंग विधि द्वारा पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी मापने का रिज़ॉल्यूशन 1 मीटर तक पहुँच सकता है।
2. उच्च गति। फोटोइलेक्ट्रिक मापन में प्रकाश को माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है, और प्रकाश सभी प्रकार के पदार्थों में सबसे तेज़ गति से फैलता है, और यह निस्संदेह प्रकाशीय विधियों द्वारा सूचना प्राप्त करने और प्रसारित करने का सबसे तेज़ तरीका है।
3. लंबी दूरी, विस्तृत दायरा। प्रकाश दूरस्थ नियंत्रण और टेलीमेट्री के लिए सबसे सुविधाजनक माध्यम है, जैसे कि हथियार मार्गदर्शन, फोटोइलेक्ट्रिक ट्रैकिंग, टेलीविजन टेलीमेट्री इत्यादि।
4. गैर-संपर्क मापन। मापी जाने वाली वस्तु पर प्रकाश को मापन बल नहीं माना जा सकता, इसलिए घर्षण नहीं होता, गतिशील मापन प्राप्त किया जा सकता है, और यह विभिन्न मापन विधियों में सबसे कुशल है।
5. लंबी आयु। सिद्धांत रूप में, प्रकाश तरंगें कभी खराब नहीं होतीं; जब तक पुनरुत्पादन क्षमता अच्छी तरह से बनी रहती है, तब तक इसका उपयोग हमेशा के लिए किया जा सकता है।
6. मजबूत सूचना प्रसंस्करण और गणना क्षमताओं के साथ, जटिल सूचनाओं को समानांतर रूप से संसाधित किया जा सकता है। फोटोइलेक्ट्रिक विधि को नियंत्रित करना और सूचनाओं को संग्रहित करना भी आसान है, स्वचालन को साकार करना आसान है, कंप्यूटर से जुड़ना आसान है, और इसे केवल एक बार में ही लागू करना आसान है।
फोटोइलेक्ट्रिक परीक्षण तकनीक आधुनिक विज्ञान, राष्ट्रीय आधुनिकीकरण और जनजीवन में एक अपरिहार्य नई तकनीक है, यह मशीन, प्रकाश, बिजली और कंप्यूटर को संयोजित करने वाली एक नई तकनीक है, और सबसे संभावित सूचना प्रौद्योगिकियों में से एक है।
तीसरा, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन सिस्टम की संरचना और विशेषताएं
परीक्षण की जाने वाली वस्तुओं की जटिलता और विविधता के कारण, पहचान प्रणाली की संरचना एक जैसी नहीं होती है। सामान्य इलेक्ट्रॉनिक पहचान प्रणाली तीन भागों से मिलकर बनी होती है: सेंसर, सिग्नल कंडीशनर और आउटपुट लिंक।
यह सेंसर, परीक्षण की जाने वाली वस्तु और पहचान प्रणाली के बीच एक सिग्नल कनवर्टर के रूप में कार्य करता है। यह सीधे मापी जाने वाली वस्तु से मापी गई जानकारी प्राप्त करता है, उसमें होने वाले परिवर्तन को महसूस करता है और उसे आसानी से मापे जा सकने वाले विद्युत मापदंडों में परिवर्तित करता है।
सेंसर द्वारा पता लगाए गए सिग्नल आमतौर पर विद्युत सिग्नल होते हैं। ये सीधे आउटपुट की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते, इन्हें आगे रूपांतरण, प्रसंस्करण और विश्लेषण की आवश्यकता होती है, यानी सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट के माध्यम से इन्हें मानक विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है और आउटपुट लिंक पर भेजा जाता है।
पहचान प्रणाली के उद्देश्य और आउटपुट के स्वरूप के अनुसार, आउटपुट लिंक मुख्य रूप से डिस्प्ले और रिकॉर्डिंग डिवाइस, डेटा संचार इंटरफ़ेस और नियंत्रण डिवाइस होते हैं।
सेंसर का सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट सेंसर के प्रकार और आउटपुट सिग्नल की आवश्यकताओं द्वारा निर्धारित होता है। विभिन्न सेंसरों के आउटपुट सिग्नल अलग-अलग होते हैं। ऊर्जा नियंत्रण सेंसर का आउटपुट विद्युत मापदंडों में परिवर्तन होता है, जिसे ब्रिज सर्किट द्वारा वोल्टेज परिवर्तन में परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है। ब्रिज सर्किट का वोल्टेज सिग्नल आउटपुट कम होता है और कॉमन मोड वोल्टेज अधिक होता है, जिसे इंस्ट्रूमेंट एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धित करने की आवश्यकता होती है। ऊर्जा रूपांतरण सेंसर द्वारा आउटपुट किए गए वोल्टेज और करंट सिग्नल में आमतौर पर उच्च शोर सिग्नल होते हैं। उपयोगी सिग्नल निकालने और अनुपयोगी शोर सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए एक फ़िल्टर सर्किट की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सामान्य ऊर्जा सेंसर द्वारा आउटपुट किए गए वोल्टेज सिग्नल का आयाम बहुत कम होता है, और इसे इंस्ट्रूमेंट एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धित किया जा सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के वाहक की तुलना में, फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के वाहक की आवृत्ति कई गुना बढ़ जाती है। आवृत्ति में इस परिवर्तन के कारण फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम की निर्माण विधि में गुणात्मक परिवर्तन और कार्यक्षमता में गुणात्मक छलांग लगती है। मुख्य रूप से वाहक क्षमता में सुधार होता है, जिससे कोणीय रिज़ॉल्यूशन, रेंज रिज़ॉल्यूशन और स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन में काफी वृद्धि होती है। इसलिए इसका व्यापक रूप से चैनल, रडार, संचार, सटीक मार्गदर्शन, नौवहन, माप आदि क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यद्यपि इन अवसरों पर उपयोग किए जाने वाले फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के विशिष्ट रूप भिन्न होते हैं, उनमें एक सामान्य विशेषता यह है कि उन सभी में ट्रांसमीटर, ऑप्टिकल चैनल और ऑप्टिकल रिसीवर का लिंक होता है।
फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम को आमतौर पर दो श्रेणियों में बांटा जाता है: सक्रिय और निष्क्रिय। सक्रिय फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम में, ऑप्टिकल ट्रांसमीटर मुख्य रूप से एक प्रकाश स्रोत (जैसे लेजर) और एक मॉड्यूलेटर से बना होता है। निष्क्रिय फोटोइलेक्ट्रिक सिस्टम में, ऑप्टिकल ट्रांसमीटर परीक्षण की जा रही वस्तु से ऊष्मीय विकिरण उत्सर्जित करता है। दोनों ही सिस्टम में ऑप्टिकल चैनल और ऑप्टिकल रिसीवर समान होते हैं। ऑप्टिकल चैनल से तात्पर्य मुख्य रूप से वायुमंडल, अंतरिक्ष, जलमग्न क्षेत्र और ऑप्टिकल फाइबर से है। ऑप्टिकल रिसीवर आपतित ऑप्टिकल सिग्नल को एकत्रित करता है और ऑप्टिकल कैरियर की जानकारी को पुनः प्राप्त करने के लिए उसे संसाधित करता है, जिसमें तीन मूलभूत मॉड्यूल शामिल होते हैं।
फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण आमतौर पर विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल घटकों और ऑप्टिकल प्रणालियों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसमें समतल दर्पण, ऑप्टिकल स्लिट, लेंस, शंकु प्रिज्म, पोलराइज़र, वेव प्लेट, कोड प्लेट, ग्रेटिंग, मॉड्यूलेटर, ऑप्टिकल इमेजिंग सिस्टम, ऑप्टिकल इंटरफेरेंस सिस्टम आदि का उपयोग करके मापे गए मानों को ऑप्टिकल मापदंडों (आयाम, आवृत्ति, चरण, ध्रुवीकरण अवस्था, प्रसार दिशा में परिवर्तन आदि) में परिवर्तित किया जाता है। फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण विभिन्न फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण उपकरणों द्वारा किया जाता है, जैसे कि फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन उपकरण, फोटोइलेक्ट्रिक कैमरा उपकरण, फोटोइलेक्ट्रिक थर्मल उपकरण इत्यादि।