РОЗВИТОК НАУКОВО-ТЕХНІЧНИХ ОСНОВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЄДНОСТІ ВИМІРЮВАНЬ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ.

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та основні завдання досліджень, показано зв'язок дисертації з науковими програмами та планами, визначено об’єкт та предмет дослідження, наукову новизну, практичне значення та особистий внесок здобувача в одержані результати, подано відомості про їх апробацію та впровадження.

У першому розділі здійснено аналіз стану еталонної бази і способів вирішення задачі забезпечення єдності вимірювань середньої потужності та енергії лазерного випромінювання в розвинених країнах світу. Було проаналізовано вимірювальні перетворювачі, які використовуються при побудові еталонів одиниць середньої потужності та енергії лазерного випромінювання, їх порівняльні характеристики, переваги та недоліки.

Проведено аналіз стану метрологічного забезпечення енергетичних характеристик лазерного випромінювання в Україні, який показав складність ситуації, що склалася, актуальність і невідкладність її вирішення.

Можна стверджувати, що вимірювання енергетичних величин параметрів лазерного випромінювання надзвичайно затребувані практично в усіх галузях національної економіки України

Досвід побудови системи метрологічного забезпечення інших країн у повному обсязі для конкретної країни (України) незастосовний через відмінності специфіки ситуації, що склалася в країні: в науці, промисловості, в усіх галузях господарства, тому розвиток науково-технічних основ забезпечення єдності вимірювань енергетичних параметрів лазерного випромінювання є не науковим завданням, а є науковою проблемою.

Для вирішення даної проблеми необхідно на основі проведеного порівняльного аналізу лазерної метрологічної бази ряду розвинених країн (США, Німеччини, Росії) розробити нову повірочну схему для засобів вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання в Україні, розробити обґрунтовану концепцію створення в Україні першочергових еталонів для засобів вимірювань енергетичних параметрів лазерного випромінювання у сфері енергетичної лазерометрії.

Вирішення цієї проблеми вимагає також:

1) провести в Україні послідовний синтез низки державних еталонів у сфері вимірювань енергетичних характеристик лазерного випромінювання, що дозволить створити науково-технічні основи для успішного функціонування системи метрологічного забезпечення в галузі енергетичної лазерометрії;

2) визначити вимоги до метрологічних характеристик, створити і провести метрологічні дослідження та атестацію нових засобів вимірювальної техніки у сфері вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання в Україні;

3) обладнати регіональні метрологічні центри України розробленими засобами вимірювальної техніки у сфері вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання.

У другому розділі на основі проведеного порівняльного аналізу стану еталонної бази і способів вирішення задачі забезпечення єдності вимірювань середньої потужності та енергії лазерного випромінювання в розвинених країнах світу вперше розроблена обґрунтована концепція створення в Україні першочергової еталонної та повірочної бази для засобів вимірювань енергетичних параметрів лазерного випромінювання на основі послідовного синтезу незалежних еталонів.

Аналіз концепції побудови системи забезпечення єдності вимірювань енергетичних характеристик у розвинених країнах світу показує, що, в основному, будується централізована структура, підпорядкована єдиному первинного еталону, створеному на базі кріогенного радіометра або на базі калориметра. Переваги кріогенного радіометра очевидні, але, враховуючи його енергетичний робочий діапазон, при передаванні розміру одиниці для середніх і тим більше великих рівнів, відбувається природне накопичення похибки. У результаті, як показують проведені порівняльні оцінки, точнісні характеристики еталонів при таких енергетичних рівнях відрізняються незначно. Враховуючи накопичення похибки при передаванні розміру одиниці в інший енергетичний діапазон, розумно й виправдано запропонувати концепцію побудови окремих незалежних еталонів для великих, середніх і малих енергетичних рівнів, прив'язаних безпосередньо до еталонів електричних одиниць.

Основним вузлом, який вiдповiдає за точнiсть вiдтворення i зберiгання розмiрiв одиниць еталона, є еталонний первинний вимiрювальний перетворювач (ЕПВП), створений на основі абсолютного радіометра калориметричного типу. Схематична побудова абсолютного радіометра калориметричного типу і енергетичний баланс процесів, що проходять у ньому, зображено на рисунку 1. Відмінною особливістю порівняно з кріогенним радіометром, крім, звісно, використання кімнатної температури, є поєднання функцій вимірювання градієнта температур та створення основного теплового стоку. Принциповим є також відсутність вхідного вікна D.