Фотометр

Фотометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к фотометрам, и может быть использовано в спектральных приборах . Цель - повышение точности измерения оптических характеристик исследуемого образца. Темновой сигнал эталонного тракта подается на схему управления величиной опорного напряжения, а темновой сигнал исследуемого тракта поступает на схему регистрации, входящую в состав электронного узла. Для устранения погрешности, вызванной неидентичностью характеристик оптических элементов, входящих в тракты, модулятор выполняется в виде цилиндра, состоящего из двух связанных осесимметричных емкостей с помещенными в них эталонным и измерительным образцами, причем эти емкости разделены двумя осесимметричными непрозрачными сектор а.мп, а ось вращения моду.чятора располагается параллельно пучку излучения. Фого.метр конструктивно выполнен в виде двух узлов: оптико-механического и электронного. Оптико-механический узел включает источник света и модулятор. При вращении модулятора емкости поочередно облучаются источником света. 1з,учение, пропюдшее через образцы, попадает на вход фотопреобразователя , который совместно с ком.мутатором, ключом, дифференциальным усилителем , источником опорного напряжения и регистрирующим ) стройством объединен в электронный узел. С выхода фотопреобразователя импульсы напряжения подаются на коммутатор и ключ. На вы.чоде комму.- татора импульсы разделяются на три последовательности: эталонный и измерительный сигналы и темновой сигнал эталонного канала. Управляемый темповым сигналом эталонного канала источник опорного напряжения и дифференциальный усилитель управляют коэффициентом усиления фотопреобразователя , поддерживая эталонный сигнал на постоянном уровне. Измерительнь Й сигнал с выхода коммутатора и темновой сигнал измерительного канала с выхода ключа поступают на вход1)| схемы регистра- lUiii 3 ил. (О (Л со со ел со СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Su4 G 01 J!/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4043297/31-25 (22) 25.03.86 (46) 15.05.88. Бюл. ¹ 18 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) )О. В К итаев (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1078258, кл. G 01 J 1/44, 1984.

Авторское свидегельство СССР

¹ 827982, к.i. 6 01 .1 1/44, 1981. (54) ФОТО.ЧЕТР (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к фотометрам, и может быть использовано в спектральных приборах. Цель — повышение точности измерения оптических характеристик исследуемого образца. Темновой сигнал эталонного тракта подается на схему управления величиной опорного напряжения, а темновой сигнал исследуемого тракта поступает на схему регистрации, входящую в состав электронного узла. Для устранения погрешности, вызванной неидентичностью характеристик оптических элементов, входящих в тракты, модулятор выполняется в виде цилиндра, состоящего из двух связанных осесимметричных емкостей с помещенными в них эталонным и измерительным образцами, причем эти емкости разделены двумя осе„„SU„„1395959 А1 симметричными непрозрачпымп секторами, а ось вращения модулятора располагается параллельно пучку излучения. Фогометр Kolfструктивно выполнен в виде двух узлов: оптико-механического и электронного. Оптико-механический узел включает источник света и модулятор. При вращении модулятора емкости поочередно облучаются источником света. 1!злучение, прошедшее через образцы, попала T на вход фотопрсооразователя. который совместно с коммутатором, ключом, дифференциальным усилителем, источником опорного напряжения и регистрирующим устройством объединен в электронный узел. С выхода фотопреобразователя импульсы напряжения подаются на коммутатор и ключ. На выходе комму.татсра импульсы разделяются на три последовательности: эталонный и измерительный сигналы и темновой сигнал эталонного канала. Управляемый темповым сигналом эталонного канала источник опорного напряжения и дифференциальный усилитель управляют коэффициентом усиления фотопреобразователя. поддерживая эталонный сигнал на постоянном уровне. Измерительный сигнал с выхода ко..мутатора и темновой сигнал измерительного канала с вы#ода клlo ча поступают на вхо.)ы схемы регистрации 3 ил.

1395959!

О

Изобретение относится к приборостроению, а именно к фотометрам, и может быть использовано в спектральных приборах, например, для определения химического состава веществ.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема фотометра; на фиг. 2 — временные диаграммы электрических сигналов на выходах фотопреобразователя, трехканального электрического коммутатора и электронного ключа; на фиг. 3 — схема модулятора.

Фотометр включает в себя источник 1 света, модулятор 2, фотопреобразователь 3 с регулируемым коэффициентом усиления, трехканальный электрический коммутатор 4, электронный ключ 5, дифференциальный усилитель 6, регистрирующее устройство 7. источник 8 опорного напряжения.

Источник 1 света оптически связан через модулятор 2 с фотопреобразователем 3, выход фотопреобразователя 3 подключен к входу трехканального электрического коммутатора 4 и входу электронного ключа 5, работа которых синхронизирована с модулятором 2. Первый выход трехканального электрического коммутатора 4 подключен к первому входу дифференциального усилителя 6, второй выход трехканального электрического коммутатора 4 подключен к первому входу регистрирующего устройства 7, а третий выход через источник 8 опорного напряжения подключен к второму входу дифференциального усилителя 6, выход которого подключен к управляющему входу фотопреобразователя 3. Выход электронного ключа 5 подключен к второму входу регистрирующего устройства 7.

Фотометр работает следующим образом.

Источник 1 света освещает модулятор 2, состоящий из двух прозрачных емкостей, разделенных непрозрачными секторами. При вращении модулятора источник 1 света поочередно облучает емкости с эталонным и измеряемым образцами. Поток излучения, прошедший емкости с образцами, поочередно попадает на вход фотопреобразователя 3. С выхода фотопреобразователя 3 снимается последовательность электрических импульсов (фиг. 2), амплитуды которых пропорциональны коэффициентам пропускания эталонного и измерительного образцов, с учетом наложения тем новых сигналов ,U и Uq, обусловленных рассеянным излучением

+-< K . + Uw = Us + U s, Фот К,р„+ Ц, = U + Ц,, где U u U — полезные сигналы, измеряемого и эталонного образцов;

К вЂ” чувствительность фотопреобразователя 3; интенсивность источника света; т и т„— коэффициенты пропускания измеряемого и эталонного образцов.

Указанная последовательность импульсов поступает на вход трехканального электрического коммутатора 4 и электронного ключа 5, работа которых синхронизирована с движением модулятора 2. С первого выхода трехканального электрического коммутатора

4 сигнал U „ + U поступает на первый вход дифференциального усилителя 6. С третьего выхода трехканального электрического коммутатора 4 темновой сигнал эталонного канала U>< поступает на вход источника 8 опорного напряжения (Е,), формируя на его выходе напряжение

Е, + U, которое подается на второй вход дифференциального усилителя 6. С выхода последнего сигнал AU = К. ((U + U )- (Б + U ) ) =- (U — Е) Ко поступает на управляющий вход фотопреобразователя 3. В результате действия отрицательной обратной связи при коэффициенте усиления дифференциального усилителя 6 Ko - )

Л1!/К.-+ 0 и U> =- E =const, что обеспечивает независимость результатов измерения от Фо, К . Сигнал Upq + U с второго выхода трехканального коммутатора 4 поступает на первый вход регистрирующего устройства 7, на второй вход которого подается темновой сигнал Uq с выхода электронного ключа 5. Таким образом регистрируется величина (Us + Ups ) — Ups = Us, пропорциональная коэффициенту пропускания т измеряемого образца.

Фотометр конструктивно выполнен в виде оптико-механического и электронного узлов.

Оптико-механический узел включает источник 1 света и модулятор 2. Источник 1 света выбирается из условия необходимого спектрального диапазона и требуемой мощности потока излучения (глобар, ртутная лампа и др,). Модулятор 2 конструктивно выполнен в виде полого цилиндра, ось вращения которого расположена параллельно оси светового потока. Цилиндр разделен плоскостью, проходящей через ось вращения на два отделения (емкости), в которые помещаются эталонный и измеряемый образцы. Со стороны модулятора 2 емкости с образцами поочередно облучаются источником 1 света. Частота вращения выбирается в зависимости от требуемой частоты модуляции светового потока. Фотопреобразователь 3, трехканальный электрический коммутатор 4, электронный ключ 5, дифференциальный усилитель 6, источник 8 опорного напряжения и регистрирующее устройство 7 объединены в электронный узел.

Данный фотометр позволяет по сравнению с известным повысить точность измерения оптических характеристик исследуемых образцов за счет устранения погрешностей, 1395959 вызванных различием оптических характеристик элементов эталонного и измерительного трактов (зеркал, призм, светоделителей и др.) и за счет раздельной компенсации темнового сигнала в эталонном и измерительном каналах.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, модулятор, фотопреобразователь с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу трехканального электрического коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй выход подключен к первому входу регистрирующего устройства, третий выход через источник опорного напряжения подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к управляющему входу фотопреобразователя, отличаюи ий ся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен электронный ключ, к входу электронного ключа подключен выход фотопреобразователя, выход электронного ключа подключен к второму входу регистрирующего устройства, а модулятор выполнен в виде полого цилиндра, ось вращения которого параллельна оси светового потока, с двумя осесимметричными емкостями для помещения эталон15 ного и измеряемого образцов, разделенными двумя осесимметричными непрозрачными секторами, жесткосвязанными с емкостями. икосюь Ам иссыке фГм 7Гд Оба,уцц

& ю сл ъ Ул.а уг аЛасжГС Сфаща с7Ъг 5

Составитель F.. Чаколин

Редактор Н. Швыдкая Техред H. Верее Корректор H. Король

Заказ 973!41 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета (:(СР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4!5

Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная. !