Телевизионная визуализация и обработка изображений люминесцирующих объектов в криминалистике, молекулярной биологии и медицине (стр. 15 )

404,7	407,8	433,9	434,8	435,8	491,6	546,1
577,0	579,0, 579,1(дублет)	607,3	612,3	623,4	671,6	690,7
	Длины волн видимых линий в спектре ртути	нм
	Фиолетовая 2	404,7
	Фиолетовая 1	407,8
	Синяя	435,8
	Голубая	491,6
	Зелёная	546,07
	Жёлтая 2	577,0
	Жёлтая 1	579,1
	Красная 4	612,3
	Красная 3	623,4
	Красная 2	690,7
	Красная 1	708,2

Рис. 2.2.14. Спектр ртути в видимой области

Устройство простейшей вспышки

На рис. 2.2.15 представлена схема простейшей вспышки. Она состоит из накопительного конденсатора С1, ограничивающего сопротивления R1 и устройства поджига (C2, R2, кнопки SB и импульсного трансформатора T). После подачи постоянного напряжения происходит зарядка накопительного конденсатора C1 и конденсатора цепи поджига C2 – вспышка готова к работе. После нажатия кнопки SB (срабатывания синхроконтакта) конденсатор С2 разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора, образуя высоковольтный импульс на вторичной обмотке, который ионизирует газ в импульсной лампе. Вспышка продолжает гореть пока напряжение на лампе не упадёт до уровня гашения, который составляет 50–60 В. После чего конденсаторы вновь заряжаются и вспышка готова к новой работе.

Рис. 2.2.15. Схема простейшей фотовспышки

Технические показатели фотовспышек

К техническим показателям фотовспышек, которые необходимо учитывать при их использовании в качестве ИВЛ относятся: электрическая энергия вспышки, продолжительность ее, угол рассеяния света, вид источника питания и его напряжение.

Основное требование, предъявляемое к фотовспышкам, – высокая освещенность объекта. Световая энергия определяется как произведение среднего светового потока вспышки на ее длительность и пропорциональна электрической энергии заряда конденсатора:

,

где W – энергия заряда, Дж; С – емкость конденсатора, Ф; U – напряжение, до которого заряжается конденсатор, В.

Изменяя емкость конденсатора С и напряжение заряда конденсатора U, можно регулировать энергию вспышки. Например, если напряжение заряда конденсатора U = 300 В, емкость С = 800 мкФ, то электрическая энергия вспышки W = 36 Дж.

В действительности конденсатор разряжается через лампу не полностью и, следовательно, энергия вспышки получается несколько меньше, чем энергия заряда:

,

где – напряжение гашения (обычно 50–60 В). Поэтому для приведенного примера, более точное значение W = 35 Дж.

Время заряда накопительного конденсатора С1 определяет готовность фотовспышки к работе. Очевидно, чем быстрее зарядится конденсатор С1 до рабочего напряжения лампы, тем чаще можно делать вспышки. Чем больше емкость накопительного конденсатора С1 и чем больше сопротивление резистора R1, тем больше нужно время, чтобы напряжение на конденсаторе достигло значения . При увеличении напряжения , до которого заряжается конденсатор, и неизменных значениях С1 и R1 время заряда также увеличивается. Рабочее напряжение и емкость накопительного конденсатора определяется фактором нагрузки , превышать который недопустимо.

Во время вспышки выделяется не только световая энергия, но и тепловая. Это приводит к нагреву импульсной лампы и элементов схемы. Поэтому, исходя из средней допустимой мощности рассеяния лампы, устанавливают допустимый период следования вспышек:

,

где W – энергия заряда, Дж; – средняя мощность, Вт.

Указанный в техническом паспорте фотовспышки период следования не должен уменьшаться при ее эксплуатации.

Конденсатор разряжается через сравнительно малое внутреннее сопротивление лампы, и поэтому продолжительность вспышки незначительна, от десятых долей до единиц миллисекунд. Обычно длительность вспышки измеряется временем, в течение которого световой поток уменьшается до 35% своего максимального значения [41].

В таблице приведены параметры некоторых импульсных ламп.

Параметры импульсных ламп для использования в фотовспышках

	ИФК20	ИФК50	ИФК120	ИФК500	ИФБ300	ИФП200	ИФП500	ФП0,04
Энергия вспышки, Дж	20	50	120	500	300	200	500	40
Рабочее напряжение, В	130	200	300	500	300	500	500	300
Напряжение зажигания, В	100	140	180	400	240	450	450	250
Напряжение самопробоя, В	700	1 000	1 000	3 000	4 000	2 000	3 000	1 000
Ёмкость накопительного конденсатора, мкФ	2 500	2 500	2 700	4 000	6 500	1 600	4 000	800
Фактор нагрузки, мкФ*В	0,7	4	21	250	52	100	250	6,5
Ср. мощность, рассеиваемая лампой, Вт	2	5	12	33	40	27	66	4
Минимальный интервал между вспышками, с	10	10	10	15	7,5	7,5	7,5	10
Длительность вспышки, мс	0,2	0,4	1,2	8	8	1,3	7	0,5
Световая энергия, лм*с	250	900	2 500	10 000	5 000	4 000	10 000	1 100
Ёмкость конденсатора поджига, мкФ	0,1	0,1	0,1	4	0,5	1,0	1,0	0,1
Срок службы, тыс. импульсов	10	10	10	10	10	10	10	2,5
Масса, г	3,5	4,5	8	60	30	35	50	15

Светоизлучающие диоды

Светоизлучающие диоды чаще всего используют в индикаторных устройствах, а также в устройствах контроля и измерения [42]. Однако, современные ультрафиолетовые и сверхяркие светодиоды видимого диапазона могут быть эффективно использованы в малогабаритных ИВЛ для работы на малых полях зрения ТСС (от 3 ´ 4 мм до 18 ´ 24 мм).

Светодиоды ультрафиолетового диапазона изготавливаются на основе нитрида галлия с длинами волн излучения в пределах 375–395 нм.

Светодиоды видимого диапазона спектра выпускаются голубого, синего, зеленого, желтого, оранжевого и красного цветов, а также с переменным цветом свечения. Последние имеют два электронно-дырочных перехода. Общий свет свечения зависит от соотношения токов, протекающих через эти переходы.

Чистота цвета излучения диодов превышает 98%. Обычно цвет свечения диодов характеризуют длиной волны в максимуме спектральной полосы, доминирующей длиной волны излучения или эффективной длиной волны излучения, определяемой координатами на цветовой диаграмме МКО [43]. Современные сверхяркие светодиоды обладают силой света более 1 000 мКд. Как правило, светодиоды имеют круговую диаграмму направленности, однако, существуют светодиоды с диаграммой направленности овальной формы с углом обзора по одной из осей до 116° [44].

Важным техническим требованием к светодиодам, используемым в ИВЛ, является отсутствие собственной люминесценции материала колбы светодиода, которая может создавать фоновую засветку в области спектра люминесценции исследуемого объекта.