Содержание к диссертации
Введение
1 Общая характеристика проблемы пожарной безопасности в угольных шахтах и возможные пути ее решения 13
1.1 Общая характеристика проблемы охраны труда и безопасности работ в угольных шахтах 14
1.2 Меры повышения охраны труда и безопасности работ в угольных шахтах 17
1.2.1 Профилактические мероприятия противопожарной защиты 18
1.2.2 Локализующие мероприятия противопожарной защиты 19
1.3 Технические средства охраны труда и противопожарной защиты 20
1.3.1 Пассивные технические средства локализации взрыва в угольных шахтах 20
1.3.2 Автоматические технические системы локализации горения в угольных шахтах 22
Выводы по главе 1 35
2 Разработка метода определения двумерных координат очага горения на ранней стадии в угольных шахтах 36
2.1 Состав газодисперсной системы угольных шахт 36
2.2 Особенности протекания горения в угольных шахтах 38
2.2.1 Пожаровзрывоопасные свойства метановоздушных смесей 38
2.2.2 Взрывчатые свойства углевоздушных газодисперсных систем 42
2.2.3 Режимы горения метановоздушных и метаноуглевоздушных смесей 50
2.3 Геометрические размеры защищаемого пространства 54
2.4 Анализ методов определения двумерных координат на базе оптико электронных приборов спектрального отношения 55
2.4.1 Метод определения двумерных координат с многоэлементными матричными приемниками оптического излучения 56
2.4.2 Метод определения двумерных координат с однокоординатными приемниками излучения 57
2.4.3 Метод определения двумерных координат с однокоординатными приемниками излучения и цилиндрическими линзами 58
2.5 Уточненные требования к оптико-электронному прибору обнаружения двумерных координат начальной стадии горения 59
Выводы по главе 2 60
3 Конструирование оптико-электронного прибора, определяющего местоположение начальной стадии горения и расчет его основных параметров 61
3.1 Компьютерное моделирование конструкции ОЭП 61
3.1.1 Моделирование распределения энергии в пятне, сфокусированном оптической системой 61
3.1.2 Моделирование геометрических параметров оптической системы 62
3.1.3 Предварительный энергетический расчет 64
3.2 Выбор однокоординатного приемника излучения 65
3.2.1 Определение количества ячеек приемника излучения 65
3.2.2 Геометрические параметры чувствительной зоны ОПИ 68
3.2.3 Спектральная чувствительность ОПИ 68
3.2.4 Однокоординатный приемник излучения на базе фотодиодной линейки 68
3.3 Окончательный расчет геометрических параметров оптической системы ОЭП 69
3.4 Выбор компонентов оптической системы ОЭП 70
3.4.1 Светофильтры 70
3.4.2 Полупрозрачное зеркало 72
3.5 Окончательный энергетический расчет 74
3.6 Электронная часть ОЭП 76
3.7 Основные параметры ОЭП 79
3.7.1 Нижний предел обнаружения по температуре 79
3.7.2 Быстродействие 81
3.7.3 Точность определения координат 81
Выводы по главе 3 82
4 Испытания ОЭП в лабораторных условиях и условиях, близких к реальным 83
4.1 Лабораторные исследования неоднородности чувствительности ячеек многоэлементного фотоприемного устройства 83
4.1.1 Шумы фотоприемного устройства 83
4.1.2 Одноточечный метод коррекции неоднородности чувствительности ячеек приемника излучения 85
4.1.3 Варианты построения лабораторных установок для определения неравномерности чувствительности ячеек однокоординатного приемника излучения 86
4.1.4 Структурная схема лабораторной установки для определения неравномерности чувствительности ячеек 88
4.1.5 Методика оценки неравномерности освещенности создаваемой оптической системой лабораторной установки 90
4.1.6 Определение неравномерности чувствительности ячеек однокоординатного приемника излучения 93
4.2 Исследование точности определения двумерных координат очага горения 95
4.2.1 Лабораторная установка для исследования точности определения двумерных координат очага горения 95
4.2.2 Методика исследования точности определения двумерных координат очага горения 96
4.3 Определение энергетического порога чувствительности 97
4.4 Испытания ОЭП в условиях, близких к реальным 100
4.4.1 Установка для экспериментального исследования систем взрывоподавления 100
4.4.2 Натурные испытания ОЭП 101
Выводы по главе 4 102
Заключение 104
Список использованных источников 106
- Автоматические технические системы локализации горения в угольных шахтах
- Взрывчатые свойства углевоздушных газодисперсных систем
- Определение количества ячеек приемника излучения
- Определение энергетического порога чувствительности
Автоматические технические системы локализации горения в угольных шахтах
Улучшить противопожарную обстановку в угольных шахтах можно путем применения автоматических систем локализации начальной стадии горения (АСЛГ) [4, 13].
Любая АСЛГ состоит из двух элементов:
- исполнительное устройство пожаротушения (ИУП);
- техническое средство обнаружения (ТСО) начальной стадии горения.
Исполнительные устройства пожаротушения представляют собой системы, активирующиеся в момент появления очага горения. Чаще всего ИУП являются переносными, что позволяет перемещать их по мере надобности.
Некоторые особенности работы ИУП можно рассмотреть на примере взрывоподавляющих устройств, которыми оснащается система локализации взрывов СЛВА-1 [38]: «Взрывоподавляющие устройства ВПУ-30 и ВПУ-15 одинаковы по конструкции и отличаются друг от друга габаритными размерами и массами. Взрывоподавитель ВПУ-30 вмещает не менее 30 кг, а ВПУ-15 – не менее 15 кг ингибитора ПВХ-1. Первый предназначен для гашения вспышек (взрывов) в выработках площадью сечения более 5 м2 и высотой более 1,8 м, а второй – в нарезных выработках площадью сечения до 5 м2, а также других подготовительных выработках высотой менее 1,8 м. Удельный расход ингибитора должен быть не менее 0,15 кг на 1 м3 защищаемого объема, который определяется площадью поперечного сечения выработки в свету и расстоянием от потенциального источника воспламенения до места установки взрывоподавляющего устройства. В выработках с площадью сечения более 10 м2 устанавливаются два взрывоподавителя ВПУ-30. Взрывоподавители при удельном расходе газогенерирующего заряда 0,01 кг на 1 кг диспергируемого ингибитора обеспечивают создание взрывоподавляющей среды объемом не менее 10 м3 за время 0,1 с. Выброс ингибитора из контейнера обеспечивается на расстояние не менее 15 м».
Более высоким быстродействием обладает пылеметная газодинамическая мортира (ПГМ), разработанная ООО «Научно-производственное предприятие «Системы промышленной безопасности» (г. Бийск) (рисунок 1.3).
Процессы горения в газодисперсных системах в большинстве случаев являются быстропротекающими [38]. Этот факт приводит к необходимости создания АСЛГ с высоким быстродействием. Такое же требование предъявляется и к составным элементам АСЛГ, в частности, к техническим средствам обнаружения.
Процессы воспламенения, горения и взрыва газодисперсной системы могут быть выявлены по ряду факторов, которыми эти процессы сопровождаются [41]:
– повышение температуры (динамика и флуктуации в месте возникновения очага горения);
– изменение химического состава среды (увеличение концентрации продуктов горения); – изменение оптических свойств среды (в том числе изменение коэффициента преломления воздуха, интенсивное ослабление и рассеивание световых лучей (за счет выделяющегося дыма));
– возникновение акустического шума;
– изменение давления.
По принципу работы ТСО можно разделить на активные и пассивные; по виду измеряемого фактора очага горения – на акустические, тепловые, дымовые, оптические; по типу чувствительного элемента – на фотоэлектрические, барометрические, акустические, сейсмические, пьезоэлектрические, электроконтактные, комбинированные.
Рассмотрим виды ТСО более подробно.
Акустические датчики реагируют на повышенное давление. Анализ результатов ряда исследований показал, что акустические датчики не нашли широкого практического применения [38]. Причинами этого являются низкая помехозащищенность и быстродействие. Акустические датчики могут среагировать на посторонние помехи, например, на звуки взрывных работ. Поскольку датчик фиксирует изменение давления, это свидетельствует о том, что горение перешло во взрыв, локализовать который достаточно проблематично.
Тепловые датчики реагируют на повышенную температуру пламени пожара [42]. Тепловые датчики на основе термопар обладают высокой помехозащищенностью и малой ценой, однако необходимость контакта с пламенем приводит к малому быстродействию.
Существуют также тепловые линейные сенсоры (фирма KiddeFireSistems (США) [43], состоящие из пары стальных проволок, переплетенных между собой по всей длине и покрытых термочувствительной диэлектрической пленкой. Локальный нагрев проволок приводит к их замыканию между собой. Прибор контроля регистрирует факт и место перегрева.
Всем тепловым датчикам присущ общий недостаток – большая инерционность, что не позволяет обнаружить горение на начальной стадии [44].
Таким же недостатком обладают и дымовые датчики [44]. Комбинированные датчики, например, выпускаемые фирмой GIELLE (Италия) [45] измеряют задымленность, температуру и концентрацию углекислого газа. Однако они так же, как и вышепредставленные датчики обладают низким быстродействием.
Высокое быстродействие может быть достигнуто в том случае, если будет контролироваться интенсивность излучения очага горения с помощью фотоэлектрического приемника [15].
Оптико-электронные приборы
Приведем определение оптико-электронного прибора [46]: «Оптико-электронными называются приборы (или системы), в которых информация об исследуемом или наблюдаемом объекте переносится оптическим излучением или содержится в оптическом сигнале, а ее первичная обработка сопровождается преобразованием энергии излучения в электрическую энергию».
Развитие очага горения сопровождается ростом интенсивности излучения, флуктуациями (мерцанием) пламени и изменением спектрального состава излучения. Эффективным способом обнаружения начальной стадии горения является измерение интенсивности оптического излучения в некотором спектральном диапазоне [41].
Существуют разработки отечественных ученых в области оптико-электронного приборостроения, направленные на обнаружение начальной стадии горения.
Среди них можно отметить следующие ОЭП:
1) Датчик пламени, который используется в автоматической системе локализации взрывов (СЛВА) метана и пыли по сети горных выработок шахты [13, 38]. Технические характеристики датчика пламени приведены в книге [38]: «Датчик пламени выполнен в литом алюминиевом корпусе, внутри которого расположены фотоприемник с инфракрасным (ИК) светофильтром, усилитель, формирователь импульса тока на электровоспламенитель и передатчик информации о состоянии электрической схемы, смонтированные на одной печатной плате. Основные параметры датчика пламени: - угол обзора фотоприемника датчика составляет не менее 70;
- чувствительность датчика такова, что он реагирует на очаг взрыва метана и угольной пыли диаметром 0,8 м с расстояния 5 м;
- быстродействие датчика пламени составляет не более 0,002 с.
Проведенные испытания показали, что при заданной чувствительности датчика он становится нечувствительным к источникам рудничного освещения (фары головного светильника, рудничного электровоза и других машин), поднесенным вплотную к окну фотоприемника».
Недостатком датчика пламени является возможный пропуск начальной стадии взрыва, что объясняется использованием метода радиационной пирометрии, который не позволяет исключить влияние промежуточной газодисперсной системы на принимаемое решение.
2) Извещатель пламени «НАБАТ», выпускаемый ОАО «НИИ Гириконд» [47]. Извещатель реагирует на излучение пламени в различных спектральных диапазонах.
«НАБАТ» имеет тот же недостаток, что и датчик пламени СЛВА.
Для уменьшения влияния промежуточной газодисперсной системы на работу ОЭП было предложено использовать метод спектрального отношения [16-18]. Температура спектрального отношения не зависит от поглощающих свойств среды, если они не вносят изменений в спектр излучения [1].
Справедливость выбора метода спектрального отношения подтверждается в работе [44], где приведены результаты экспериментальных исследований влияния различных промежуточных сред на результаты работы ОЭП измерения температуры трёх различных типов (таблица 1.2).
Взрывчатые свойства углевоздушных газодисперсных систем
Возбуждение горения углевоздушных газодисперсных систем отличается от процессов в метановоздушных смесях, но механизм распространения пламени в углевоздушных смесях приближается к горению метановоздушной смеси. Так, воспламенение метановоздушной и углевоздушных смесей при взрывных работах происходит тогда, когда на них действует источник, имеющий необходимые для воспламенения энергию и температуру и определенное время воздействия [55].
Витающая в шахтной атмосфере тонкодисперсная угольная пыль, находящаяся во взвешенном состоянии, более пожаро- и взрывоопасна, чем отложившаяся на стенках, кровле и почве выработки, вследствие того, что горение отложившейся угольной пыли аналогично горению твердых веществ, тогда как горение взвешенной в воздушном потоке угольной пыли может происходить в виде взрыва [55].
Взрыв угольной пыли происходит под воздействием теплового источника воспламенения, когда частицы угольной пыли быстро прогреваются с выделением взрывчатых продуктов пиролиза (так называем выход летучих), образующих вокруг частицы газовую оболочку. Как только концентрация газа в этой оболочке достигнет взрывоопасных пределов, происходит воспламенение углевоздушной смеси. Тепловой импульс от горящей пылевой частицы в виде излучения передается не горящим, которые интенсивно поглощают излучаемое тепло и частично прогревают окружающий их газ кондукцией. Воспламенившиеся новые пылевые частицы становятся источником воспламенения следующих. Если выделяющееся тепло не успевает отводиться в окружающую среду, то происходят нарастание температуры и ускорение протекания реакции, а горение угольной пыли, витающей в потоке шахтного воздуха, приобретает лавинообразный характер [55].
Сгорание углерода при горении смеси воздуха с угольной пылью происходит по реакциям:
С + О2 СО2; 2С + О2 2СО.
В общем случае эти реакции происходят одновременно и в разных весовых соотношениях между массой углерода и кислорода.
Массовая доля углерода в угольном веществе реальной угольной пыли колеблется в широких пределах (от 0,6 до 0,95) [55]. Экспериментальными исследованиями, проведенными в МакНИИ, установлено, что температура воспламенения аэрозоли пыли каменных углей зависит от стадии их метаморфизма, изменяется в пределах 850-1120 К [38].
Основными параметрами, которые определяют взрывчатость угольной пыли, являются: величина выхода летучих веществ, дисперсный состав угольной пыли, концентрация взвешенной угольной пыли, содержание метана в рудничном воздухе.
Выход летучих веществ
Процесс воспламенения и взрыва угольной пыли в шахтах в значительной степени определяется количеством и интенсивностью выделения летучих компонентов из угольной частицы при ее прогреве. Влияние летучих веществ на процесс воспламенения угольной пылинки происходит в двух основных направлениях:
1) непосредственно, так как воспламенение угольной частицы начинается в газовой фазе, причем сначала воспламеняются выделившиеся летучие компоненты, которые быстро выгорают, учитывая температурный уровень процесса, что обеспечивает воспламенение и последующее интенсивное горение коксового остатка;
2) косвенно, так как коксовый остаток характеризуется повышенной реакционной способностью (по сравнению с реакционной способностью чистого углерода) вследствие наличия в коксовом остатке летучих веществ и изменения структуры частиц (в первую очередь, повышение пористости) в процессе интенсивного выделения летучих веществ.
Исследования химического состава продуктов термического разложения угля показали, что основными компонентами летучих веществ, обусловливающими взрываемость угольной пыли, являются смолистые вещества и непредельные углеводороды. Влияние остальных компонентов летучих веществ имеет второстепенное значение [38]. При выходе летучих веществ выше 15 % все угольные пыли взрывоопасны. Дисперсный состав угольной пыли
Дисперсным составом пыли называется характеристика состава дисперсной фазы, определяемая по размерам или скоростям оседания частиц.
Степень дисперсности представляет собой качественный показатель, характеризующий «тонкость» пыли. Со степенью дисперсности пыли тесно связана удельная поверхность частиц, увеличивающаяся с повышением дисперсности пыли: величина удельной поверхности пылевой частицы прямо пропорциональна степени дисперсности. Степень дисперсности оказывает большое влияние на все свойства угольной пыли: с увеличением степени дисперсности повышаются химическая активность пыли, ее абсорбционная способность, склонность к электризации, снижаются температура воспламенения и величина нижнего концентрационного предела воспламенения.
Во взрыве угольной пыли принимают участие пылинки, начиная с мельчайших (с диаметром частиц 0,001-0,1 мкм) до угольных частиц диаметром 0,75-1 мм. С увеличением степени дисперсности и удельной поверхности взрывчатость угольной пыли непрерывно возрастает; основным носителем взрывчатых свойств угольной пыли являются фракции размером менее 75 мкм. Так как из потока шахтного воздуха в первую очередь выпадают крупнодисперсные фракции, то угольные пылинки (витающая и осевшая) в горных выработках по мере удаления от источника пылеобразования становятся более взрывоопасными.
Концентрация взвешенной угольной пыли
Возникновение и распространение взрыва пыли по всему пылевому облаку происходит только при опасной его плотности, т. е. когда концентрация пыли в воздухе находится в диапазоне концентрационных пределов воспламенения. Нижний предел воспламенения пыли – минимальная концентрация угольной пыли, при которой возможно распространение фронта пламени горящей пыли на весь объем взрывчатой пылевоздушной смеси. Для угольной пыли размером менее 75 мкм нижний предел воспламенения составляет 4-8 г/м3 в зависимости от величины выхода летучих веществ [55]. Скорость распространения пламени v при взрыве угольной пыли зависит от величины выхода летучих веществ Vcdaf (1) и концентрации пыли К (2) (рисунок 2.3).
Верхний предел воспламенения угольной пыли находится в диапазоне 1500-2000 г/м3 [55].
В угольных шахтах взрывоопасное облако пыли формируется:
1) до появления источника воспламенения в процессе механической выемки угля, перегрузки и т. п.;
2) за счет воздействия ударной волны источника воспламенения на отложившуюся в выработке пыль, переведшего эту пыль во взвешенное состояние, подготовив тем самым запыленную среду для дальнейшего протекания взрыва.
Нижним концентрационным пределом взрываемости пыли называется минимальная концентрация, при которой возможно распространение взрыва. Для некоторых пластов угля с высоким выходом летучих веществ минимальной концентрацией является 11-13 г/м3, для пыли с малым выходом летучих веществ она повышается до 300 г/м3 [52].
Содержание метана в рудничном воздухе
Наличие метана в рудничном воздухе снижает величины нижних пределов взрывчатости угольной пыли, и, наоборот, величина запыленности шахтного воздуха снижает нижний предел взрывчатости метановоздушных смесей (рисунок 2.4).
Определение количества ячеек приемника излучения
Основными критериями для выбора однокоординатного приемника излучения являются:
- количество ячеек ОПИ;
- геометрические параметры чувствительной зоны ОПИ;
- спектральная чувствительность.
Количество необходимых ячеек ОПИ зависит от схемы размещения исполнительных устройств пожаротушения (ИУП).
Возможны следующие варианты по количеству ИУП и охраняемых ими зон в сечении угольной шахты (рисунок 3.3).
Из рисунка 3.3, а, б видно, что использование 2 и 3 ИУП не дает никаких преимуществ, поскольку мощность устройств пожаротушения примерно равна мощности одного ИУП, способного локализовать горение в любой точке сечения шахты.
Четыре ИУП (рисунок 3.3, в), каждый из которых «защищает» свой угол сечения шахты, дают значительный выигрыш во времени выброса ингибитора (по сравнению с 1, 2 и 3 ИУП) за счет меньшей массы ингибитора, что в свою очередь снижает травмоопасность.
Схема с пятью ИУП (рисунок 3.3, г) повышает эффективность пожаротушения за счет полного перекрытия центральной зоны сечения шахты пятым устройством.
Схема с шестью ИУП (рисунок 3.3, д) имеет как положительные (меньшие объемы ИУП), так и отрицательные (слабая перекрытость центральной зоны сечения шахты) стороны по сравнению с 5 ИУП.
Семь ИУП (рисунок 3.3, е) способны перекрыть все сечение шахты, в том числе и центральную зону.
Использование 8 ИУП в два ряда (рисунок 3.3, ж) не дает преимуществ по сравнению с 6 и 7 ИУП по массе ингибитора, к тому же остается «беззащитный» центр с многократным перекрытием верхней и нижней частей сечения угольной шахты. Недостатка «беззащитного центра» лишена схема с 8 ИУП, расположенными в 3 ряда.
Каждое ИУП на рисунке 3.3, к содержит незначительное количество ингибитора, следовательно – невысокая травмоопасность и время срабатывания, что дает высокие техническую и экономическую эффективность. Однако наличие такого значительного количества ИУП в сечении шахты приведет к трудностям их установки и обеспечения правильного направления выброса порошка.
Использование большего числа ИУП, чем 9 возможно лишь при больших размерах сечения охраняемой зоны, поэтому такие варианты не рассматриваются.
Для однозначного определения двумерных координат очага горения в сечении охраняемого объекта с использованием 9 ИУП достаточно 3 элементов в ОПИ. Однако при использовании 8 ИУП в два ряда необходимо наличие 4 элементов у ОПИ. Для обеспечения двукратного запаса по точности определения координат количество пикселей ОПИ должно быть равным 8.
Таким образом, оптимальным является количество пикселей ОПИ равное 8. 3.2.2 Геометрические параметры чувствительной зоны ОПИ
Геометрические параметры оптической системы, полученные в процессе компьютерного моделирования, позволяют использовать ОПИ с длиной чувствительной зоны, составляющей 33 % от dлин, и шириной – 4 % от dлин.
При минимальном диаметре линзы 20 мм длина чувствительной зоны ОПИ должна быть не менее 6,7 мм, а ширина – не менее 0,8 мм.
Для получения максимального количества энергии на ОПИ необходимы максимальная ширина чувствительной зоны и минимальное расстояние между ячейками.
ОЭП должен определять очаг горения с температурой около 850 К (глава 2). При такой температуре черное тело имеет максимум излучения на длине волны около 3,3 мкм. Следовательно, для получения максимальной полезной энергии от очага горения необходимо, чтобы ОПИ имел максимум спектральной чувствительности на длинах волн как можно ближе к 3,3 мкм.
Проведенные исследования показали, что рынок ОПИ представлен ПЗИ-линейками, ПЗС-линейками и линейками фотодиодов.
ПЗИ-линейки крайне редки на рынке электронных компонентов, к тому же они уступают ПЗС-линейкам и линейкам фотодиодов в обнаружении слабых сигналов. Из преимуществ ПЗИ-линейки следует отметить то, что они позволяют осуществлять произвольный закон выборки сигналов с отдельных элементов.
ПЗС-линейки выпускаются многими производителями, однако практически все они имеют более 128 пикселей достаточно небольшого размера (доли миллиметра). С ПЗС-линейки невозможна произвольная выборка сигналов. Линейки фотодиодов имеют небольшое количество ячеек (до 100 шт.), относительно большого размера, с высокой чувствительностью. Все параметры соответствуют требуемым для построения ОЭП с цилиндрическими линзами.
В таблице 3.2 представлены характеристики некоторых фотодиодных линеек.
Определение энергетического порога чувствительности
Для определения энергетического порога чувствительности предложена лабораторная установка, функциональная схема которой представлена на рисунке 4.8.
ОЭП Установка представляет собой оптическую скамью 6 с установленными на ней двумя штативами 4 и 5. Штативы могут перемещаться относительно друг друга вдоль оптической скамьи для подбора расстояния l между приемником и источником излучения. Штатив 4 предназначен для закрепления ОЭП 1. С помощью микрометрического винта 7 осуществляется установка требуемой высоты, а с помощью микрометрического винта 8 – установка угла поворота датчика относительно горизонта. Штатив 5 служит для закрепления образцовой температурной лампы 2 и диафрагмы 3 [79].
В качестве образцовой лампы используется образцовая лампа ТРУ1100-2350.
Методика определения энергетического порога чувствительности:
1. Образцовая лампа устанавливается на оптической оси датчика на расстоянии l = 0,7 м.
2. Температура лампы устанавливается 800 С.
3. Осуществляется увеличение температуры лампы до тех пор, пока не произойдет гарантированное срабатывание датчика.
4. Температура и координаты лампы записываются.
5. Лампа перемещается в плоскости перпендикулярной оптической оси датчика на некоторое расстояние, выполняются пп. 2-4.
6. Выполняется п. 5, а затем пп. 2-4, т.е. происходит сканирование всего поля зрения датчика.
7. По полученным пороговым значениям температуры производится расчет порогового значения потока на входном зрачке ОЭП.
График зависимости температуры срабатывания ОЭП от месторасположения нити накаливания образцовой лампы представлен на рисунке 4.9.
ОЭП уверенно обнаруживает нить накаливания эталонной лампы ТРУ1100-2350 размером 2x9 мм температурой 1090 С на оптической оси и 1470 С на краю углового поля.
По полученным пороговым значениям температуры ТП можно рассчитать пороговое значение потока на входном зрачке ОЭП АФП:
АФП = єТтСоТ4ПАА
D2 4l2
(4.8)
где Т - коэффициент излучения серого тела;
тС - коэффициент пропускания среды распространения излучения; а - постоянная закона Стефана-Больцмана;
пороговая температура серого излучателя;
АА - видимая площадь излучателя;
D - диаметр входного зрачка;
/ - расстояние между излучателем и ОЭП.
Рассчитаем АФП для случая, когда источник излучения находится на краю
углового поля, при этом єТ= 0,2, тС= 1, а = 5,7хЮ"8 Вт м"2К"4, ТП = \1\Ъ К, M=18X10-6M2, D = 48,2X10-3M,/ = 0,7M.
Пороговое значение потока на входном зрачке ОЭП АФП= 2,2 мВт для случая, когда источник излучения находится на краю углового поля. Для источника излучения, находящегося на оптической оси, пороговое значение будет меньше.