Измеритель отношения потоков излучения

Измеритель отношения потоков излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ПОТОКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий послед -)вательно расположенные источник излучения, двухлучевую оптическую систему, двухчастотный модулятор с командным устройством и фотопреобразователь , подключенный к.входу блока частотного разделения сигналов , демодулятор, подключенный к одному изсвыходов блока частотного разделения сигналов, измеритель отношения , один из входов которого с&единен с выходом демодулятора, и индикатор, отличаю щийе я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок дифференцирования и интегратор , причем вход блока дифференци: рования соединен со вторым выходом блока частотного разделения сигналов , выход блока дифференцирования соединен со вторым входом измериSP /теля отношения, выход которого под (Л , ключен к индикатору через интегратор, вход пределов интегрирования ,которого подключен к командному устройству. эо 30

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю (II) 5(59 0 01 1 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / " - ::, .;.

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

° «В

I (21) 3429231/18-25 (22) 26.04.82 (46) 15,09.83. Вюл. М 34 (72) В.М.Волков, A.С.Скирда, П.A,Ñóááîòà-Мельник и Е.Г.тохтуев (71) Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г.Шевченко (53) 535.241(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР М 783599, кл.G 01 J 1/44, 1980.

2. Зубов В.A. Методы измерения характеристик лазерного излучения.

M. "Наука", 1973, с. 47-48 (прото- . тип). (54)(.57) измеРитель отношения потоКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий последОвательно расположенные источник излучения, двухлучевую оптическую систему, двухчастотный модулятор с

: командным устройством и фотопреобразователь, подключенный к входу блока частотного разделения сигна..лов, демодулятор, подключенный к одному иэ выходов блока частотного разделения сигналов, измеритель от-ношения, один из входов которого соединен с выходом демодулятора, -.и индикатор, о т л и ч а ю щ и и .,а я тем, что, с целью повышения .-."точности измерений, в него введены .блок дифференцирования и интегра.тор, причем вход блока дифференци: рования соединен со вторым выходом блока частотного разделения сигналов, выход блока дифференцирования соединен со вторым входом измери.-.-.:теля отношения, выход .которОго под:ключен к индикатору через интегратор, вход пределов интегрирования

, которого подключен к командному устройству.

1041881 мещения лучей и фотопреобраэователь; включающий последовательно соединен- ные фотоприемник 8 и усилитель 9, блок 10 частотного разделения электрических сигналов, соответствующих регистрируемому и контрольному потокам излучения, подключенный квыходу усилителя 9 фотопреобраэователя, блок дифференцирования 11, демодулятор 12, измеритель отношения

10 13, подключенный через интегратор

14 к индикатору 15, командное устройство, содержащее фотоприемник

16, о лучаемый источником 17 и формирователь 18, соединенный с

15 входом пределов интегрирования-интегратора 14. Один выход блока 10 частотного разделения сигналов соединен через блок дифференцирования 11 с.одним входом измерителя отношения 13, другой вход которого

1ерез демодулятор 12 соединен с другим выходом блока 10 частотного разделения сигналов. Фотопреобразователь обозначен позицией 19, а командное устройство — 20.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 попада..ет на светоделитель 2 для образования рабочего и контрольного лучей. Часть общей мощности проходит через него и образует контрольный .луч, другая часть отражается и образует рабочий луч,.который попау дает на зеркало 3 и после вэаимо35 действия с исследуемым объектом б направляется на двухчастотный модулятор 5, туда же направляется и контрольный луч. Двухчастотный модулятор 5, обеспечивает. модуляцию рабо4Q чего луча.по пилообразному закону с частотой у, которая намного меньше частоты модуляции я контрольного луча. Промодулированный контрольный луч попадает на зеркало:4, а с на го — на устройство 7 для совмещения лучей, на которое направляется и рабочий луч. Совмещенные лучи поступают на общий фотоприемник 8. Электрический сигнал, пропорциональный сумме мощностей обеих лучей усиливается усилителем 9 и поступает s блок 10 частотного разделения электрических сигналов. Разделенные по частотному признаку сигналы, соответствующие рабочему и контрольному лучам, поступают соответственно иа блок дифференцирования 11 и деМодулятор 12 °

Изобретение относится к оптичес- кому аналитическому приборострое.нию и может быть использовано при создании оптических приборов для анализа состава и свойств веществ.

Известно устройство для измерения отношения потоков излучения, содержащее источник излучения, двухчастотный модулятор, фотопреобра эователь и измеритель отношения (1 .

Недостатком известного устройства является ограниченная точность.

Наиболее близким к изобретению является измеритель отношения по- . токов излучения, содержащий последовательно расположейные источник излучения, двухлучевую оптическую систему, двухчастотный модулятор с командным устройством и фотопреобраэователь, подключенный к входу блока частотного разделения сигналов, демодулятор, подключенный к одному иэ выходов блока частотного разделения сигналов, измеритель отношения, один из входов которого соединен с выходом демодулятора, и индикатор (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность, так как фотопреобразователь обладает существенной нелинейностью, Цель изобретения — повышение точности измерений.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно расположенные источник излучения, двухлучевую оптическую систему, двухчастотный модулятор с командным устройством и фотопреобраэователь, подключенный к входу блока частотного разделения сигналов, демодулятор, подключенный к одному иэ выходов блока частотного разделения сигналов, измеритель отношения, один из входов которого соединен с выходом демодулятора, и индикатор, введены блок дифференцирования и интегратор, причем вход блока дифференцирования соединен со вторым выходом блока частотного разделения сигналов, а выход блока дифференцирования соединен со вторым входом измерителя отношения, выход которого подключен к индикатору через интегратор, вход пределов интегрирования которого подключен к командному устройству.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные источник излучения 1, двухлучевую оптическую,,Щ, систему, включающую светоделитель

2 дпя образования рабочего и конт-. рольного лучей и зеркала 3 и 4, двухчастотный модулятор 5, исследуемый объект б, устройство 7 для сов- 6

На выходе блока дифференцирования 11 образуется рабочий сигнал, пропорциональный скорости изменения мощности рабочего луча. На выходе демодулятора 12 образуется контрольный сигнал,.пропорциональный амплитудному значению мощности контроль1041881

ВНИИПИ Заказ 7116/42. Тираж 873 Подписное

° «

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного луча. Рабочий и контрольный сигналы поступают на входы измери теля отношения .13, осуществляющего деление рабочего сигнала на конт-. рольный сигнал. С выхода измерителя отношения 13 результат деления поступает на вход интегратора 14. На вход пределов .интегрирования интег-. ратора 14 с формирователя 18 командного устройства 20 поступают управ-. ляющие сигналы, задающие начало и - 10 конец интегрирования так, что начало интегрирования соответствует полностью перекрытому рабочему лучу, а конец интеко"рирования — полностью открытому рабочему лучу. С выхода интегратора 14 результат измерений поступает на .индикатор 15.

Поскольку на общий вход фотоприемника 8 фотопреобраэователя 19 одновременно попадают промодулированные на разных частотах рабочий луч (я 1 и контрольный луч (кц} 2) ц.уМмарная мощность излучения запишется в виде

4} (t) + f Z2 it) 1 (Ц где ч (Ц - поток излучения рабочего

Q1 о луча;

4 (t) — поток излучения контрольного луча. !

Электрический сигнал с выхода фотопреобразователя имеет вид! 30

0(Р) =>(Ф .} ()+fс „,()), (2 где 0(Р)- закон преобразования фотопреобразователя светового сигнала в электричеясий. 35

Если амплитудное значение 1 потока излучения контрольного луча . намного меньше амплитудного значения фц потока излучения рабочего о ! луча, соотношение (2) можно разложить4 в ряд

Ф дU (,М о

ИФЛИ. (О

Так как частота модуляции и< рабо- 45 чего луча намного меньше частоты модуляции И2 контрольного луча, на выходах блока 10 частотного разделения сигналов действуют следующие электрические сигналы:

U„ = Of%<,(Ц - на частотебд,(соответствукщий выход блока 10 частотного разделения сигналов соединен со входом блоке лифференцировении 11}. д со N

0 + 4 lt)- на частоте ь} (соот- 55

JUL(ä Ю о

2 ветствун3ций выход блока 10 частотно-, го разделения сигналов соединен со входом демодулятора 12) де дем ществляющего детектирование сиги ла, на частоте Ю2действует электрический; сигнал

Щф „()1

)ф„, (ц

И и гдето — амплитудное значение потока} излучения контрольного луча.

На выходе блока дифференцирования 11 действует электрический сиги, Я

Ц Ы д (5)

Измеритель отношения 13 осущестляет операцию деления сигнала U< на сигнал 02 . Таким образом, элеI ктрический сигнал на выходе измерителя отношения 13 имеет значение

0 ИОЗЕФ, П dub >,(u)

dt (3<Р у, (tl дц(Ф) 3с дф учитывая, что (ДФ dt получим

0 дф (О

Ю 3, = Д Х, Сигнал такой величины поступает на вход интегратора 14. Поскольку начало и конец интегрирования задают управляющие сигналы с формирователя 18 командного устройства 20 так, что начало интегрирования соответствует полностью перекрытому рабочему лучу (в этот момент 4j поток излучения контрольного луча Р Ц= О), а конец интегрирования соответствует полностью открытому рабочему лучу (в этот момент поток излучения рабочего. луча

Ф „},(Ц= Фу,, гдето,д„- амплитудное значение потока излучения рабочего луча) на выходе интегратора 14 выделяется электрический сигнал же, к2

0, И„,® (4,(,) -Ф, (,,)) = — ° (a)

Изобретение позволяет непосред- ственно измерять отношение потоков. излучения, не искаженное нелинейными свойствами фотопреобразовате- ля и не зависимое от закона модулирования потоков излучения,,что приводит к повышению точности измерений отношения потоков излучения.