Фотометрическая установка для регистрации быстропротекающих процессов

Фотометрическая установка для регистрации быстропротекающих процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - увеличение скорости измерений. Оптический клин выполняется в виде неподвижной кассеты из N светофильтров-ослабителей, коммутатор световых потоков - в виде двух включенных в противофазе электрооптических модуляторов. Изменение оптической плотности регистрируется смонтированными в линейную матрицу фотоприемниками, обработка информации и управление устройством осуществляются микропроцессором, соединенным с таймерами и двумя идентичными блоками, каждый из которых содержит N-канальный переключатель для подключения элементов матрицы фотоприемников к микропроцессору. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 5 G 01 J 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400855/24-25 (22) 01.02.88 (46) 07.05.90. Бюл. h 17 (72) Б.А.Веретенченко, Н.М,Пешков и И,С.Ромоданов (53) 535.8 (088.8) .(56) Гришин М.П. Автоматизированный ввод и обработка фотографических изображений на ЭВМ. — М.: Энергия, 1976, с.52-55.

Авторское свидетельство СССР

9 257067, кл. G 01 J 1/34, 1967. (54) ФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

РЕГИСТРАЦИИ БЫСТРОПРОТЕКЙОЩИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к контИзобретение относится к контроль- но-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения оптической плотности материалов, изменяющейся во времени под действием различных факторов (например, импульсной активации светом) путем сравнения оптической плотности образца с эталоном.

Целью изобретения является сокращение времени измерений.

На чертеже приведена схема устанонки, Монохроматический луч света от источника 1 проходит через конденсатор 2 и устройством 3 расщепляется на два равноинтенсивных потока. Первый поток проходит через фотометрический клин 4, выполненный в виде неподвижной кассеты-наборов иэ N светофильтров-ослабителей различной оптирольно-измерительной технике .. Цель изобретения — увеличение скорости измерений. Оптический клин выполняется в виде неподвижной кассеты из N светофильтров-ослабителей, коммутатор световых потоков — в виде двух включенных электрооптических модуляторов.

Изменение оптической плотности регистрируется смонтированными в линейную матрицу фотоприемниками, обработка информации и управление усгройством осуществляются микропроцессором, соединенным с таймером и двумя идентичными блоками, каждый из которых со— держит N-канальный переключатель для подключения элементов матрицы фоroприемников к микропроцессору. 1 ил. ческой плотности. Второй поток зеркалом 5 направляется на объект — образец 6 исследуемого материала. Затем оба потока попадают на электрооптический коммутатор 7, после которого оказываются промодулированными в противофазе с частотой f полученной от генератора 8. Далее оба потока зерка лами 9 и 10 совмещаются на фотоприемной матрице 11. На каждый фотоприемник матрицы 11 поочередно с частотой

Е попадают 1/N-я часть первого потока и 1/N-я часть второго потока, причем на первый фотоприемник (ФП1) попадает часть первого потока, прошедшая через светофильтр с минимальной оптической плотностью (Д1), а на N-й фотоприемник (ФПМ) — часть первого потока, прошедшая через светофильтр с максимальной плотностью (ДМ). Электрические сигналы с фотоприемников

1562713

11 попадают на два идентичных блока

12 и 13. Блок 12 (13) содержит N-канальный переключатель 12. 1 (13. 1), подсоепиняющий к усилитепю и синхрон5 ному. детектору 12.2 (13.2) элемент фотоприемной матрицы 11, номер которого определяется дешифратором 12.3 (l3,3) по коду, записанному в регистре 12.4 (13.4) сдвига. 10

Схеиа настроена таким образом, ч ro в моменты равенства интенсивностей первого и второго потоков (Ф =-Ф - ) на

Г любом из фотоприемников матрицы 71, формирователи 12.5 (13.5) формируют уровень логической "1", В моменты, когда Фт ф Ф;,,на выходах формирователей поддерживаегся уровень логического "0". Блок 12 вырабатывает управляющие сигналы для процессора 14 в про- 20 цессе потемнения образца (активация), блок 13 — в процессе просветления (релаксация). Процессор 14(микроЭВМ типа "Эсектроника-60") IIo шине данных принимает и обрабатывает сигналы от 25 блоков 12 и 13, управляет по шине управления работой блоков 12 и 13, а также таймера 15, блока 16 — устройства, активирующего исследуемый образец, и выводит информацию на систему

Ф

17 регистрации.

Установка работает следующим образом.

В начальный момент времени процессор 14 устанавливает в регистрах

12.4 и 13,4 такие коды, что к 13.2 фотоприемник не подключен, а к 12,2 подключен ФП1, таймер 15 и блок 16 выключены.

Процессор 14 запускает блоки l5 и 16. Под действием активирующего воздействия оптическая плотность исследуемого образца увеличивается и в момент Т, когда для ФП1 выполнено условие Ф == Ф;,, на выходе формирователя 12.5 появится уровень логической " 1", по которому процессор 14 вырабатывает следующие сигналы: запись в память состояния счетчиков блока l5; к кодам, записанным в регистрах

72.4 и 13.4, прибавляется по единице, в результате чего к 12.2 подключен

ФП2, а к 13.2 — ФП7. В момент Т>, 55 когда условие Ф,= Ф„- выполнено уже для ФП2, формирователь l2.5 вновь вы,рабатывает управляющий сигнал для процессора 14 и r.ä.

Если оптическая плотность изучаемого образца превысит максимальную плотность светофильтра Д71, то ФЛ77 отключается от блока 12 и подключается к блоку 13. На этом регистрация процесса потемнения закончена и схема готона к регистрации процесса просветления. Когда образец 6 начнет просветляться, в некоторый момент времени уже для Ф71И снова выполнено условие Ф7 —— Ф;,, на выходе l3.5 появляется уровень логической "1", процессор

14 записывает в память состояние счетчиков таймера 15, вычитывает по единице из кодов, записанных в регистрах 72.4 и 13 4, в результате ФПХ подключен к блоку 12.2, а ФП71-1 — к блоку l3,2. Так происходит до тех пор, пока схема не возвращается в исходное состояние — завершен процесс регистрации просветпения образца.

Если оптическая плотность образца не превышает максимальную плотность светофильтра из набора ДИ, то первый же сигнал, пришедший от 13.5, приводит в действие алгоритм регистрации процесса просветления.

Приведенная на чертеже схема реализована и опробована для фотоприемной матрицы из 16 фотодиодов ФД-21КП и набора из 76 све" îôèëüòðîâ †ослабителей в диапазоне оптических плотностей 0.1 - 0 85, Источником контрольного излучения служит лампа КИМ9-75, источником активации — ИФК-2000. Ком! мутатор световых потоков состоит из расположенных по ходу лучей поляризатора, электрооптического элемента и анализатора. Электрооптический элемент выполнен в виде прямоугольной пластины кристалла КЦР, вырезанной перпендикулярно кристаллографической оси У., составленной из двух идентичных квадратных пластин с ортогональной ориентацией Х и Y осей, причем направление приложенного к нему электрического поля совпадает с направлением лучей и оси Z. Частота задающего генератора составляет 70 с, амплитуда напряжения, приложенного к электрооптическому элементу 1 кв. В качестве процессора использована микроЭВМ "Электроника-60" с ЭПМ "СОМБШ,—

260" (время выполнения машинной команды, 4 мкс) . В качестве таймера использован частотомер ЧЗ-38, позволяющий регистрировать временные интервалы с дискретностью 0,1 мкс, 20

30

Составитель С.Шестак

Техред М.Ходан»»ч Корректор М.Иароши

Редактор Г.Гербер

Заказ 1055

Тираж 425

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 156271

16-канальный переключатель выполнен на диодных оптронах ЗОД109Б. Элемент ную базу составляют интегральные микросхемы серий К155, К580 и К589.

Минимальное время переключения уста5 новки определяют экспериментально с помощью введенного вместо исследуемого объекта затвора на продольном электрооптическом эффекте. Экспозиция задается временем разряда конденсатора через омическое сопротивление, шунтирующее затвор. Установка уверенно фиксирует процессы, протекающие за время )10 < с.

Формула изобретения

Фотометрическая установка для регистрации быстропротекающих процессов, включающая двухлучевую оптическую систему в однол» из лучей которой установлен фотометрический ослабитель . с изменяющейся в направлении, перпендикулярном лучу, степенью ослабления, в другом — кювета для исследуемого образца, коммутатор световых потоков, оптическую систему сведения лучей, фотоприемный блок, соединенный с регистрирующей системой, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, фотометрический ослабитель выполнен в виде не3 6 подвижной кассеты-набора из N и<- йгральных светофильтров, ко,Myò;»òîð выполнен в виде двух в»<»»»»»че»»»»ьгх в противофазе электрооптических мсдуляторов с генератором; фотоприемный блок выполнен в виде линейной матрицы фотоприемников, в нее дополнительно введены два идентичных блока, каждый из которых содержит N-канальный переключатель, входы которого соединены с выходами линейной матрицы фотоприемников, дешифратор, выходы которого соединены с управляющими переключателя, синхронный детектор, информационный вход которого соединен с выходом переключателя, регистр сдвига, выходы которого соединены с входами дешифратора и формирователь логического уровня, вход которого соединен с выходом синхронного детектора, при этом один из выходов генератора соединен с входами опорного сигнала синхронных детекторов, таймер и микроЭВМ типа "Электроника-60", шина данных которой соединена с выходами формирователей логических уровней, а шина управления — с входами сдвиговых регистров, блок параллельного обмена микроЭВМ соединен с таймером, выход контроллера микроЭВМ соединен с входом системы регистрации.