Способ измерения коэффициента отражения исследуемого материала

Способ измерения коэффициента отражения исследуемого материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения; исследуемый материал освещается источником излучения. Чувствительные элементы принимают одинаковый отраженный сигнал. Одна мостовая схема вырабатывает опорный сигнал, пропорциональный алгебраической сумме двух частей отраженного сигнала, а вторая вырабатывает измеряемый сигнал, пропорциональный третьей части отраженного сигнала, который затем сравнивают и компенсируют разность, по которой определяют коэффициент отражения независимо от влияния изменения расстояния от поверхности исследуемого материала до чувствительных элементов. 2 ил.

„„ Ж„„1798666 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к области конт- Устройство (фиг. 1), реализующее предрольно-измерительной техники и может лагаемый способ измерения коэффициента быть использовано для измерения состава отражения исследуемого материала, содерсложных сред, компоненты которых отлича- жит: мостовые схемы I и 2, фазочувствительются по фотометрическим свойствам, а также ный интегральный усилитель 3, регистрив качестве нормирующего преобразовате-: рующий прибор 4, контролируемый объля, выходной сигнал которого формирует- ект-исследуемый материал 5, источник изся через оптрон с целью сглаживания лучения 6. Мостовая схема 1 включает: пульсаций.. чувствительные элементы 7 и 8, резисторы

Целью изобретения является повыше- 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15и питаетсяотстабиние точности измерений за счет уменьше- лизированного источника питания 16. Мония влияния изменения расстояния от. стовая схема 2 включает: чувствительный поверхности исследуемого материала до элемент 17, резисторы 18, 19, 20, 21 и полчувствительных элементов. учает йитание от фаэочувствительного инНа фиг. 1 приведена схема устройства, тегрального усилителя 3, который реализующего предлагаемый способ изме- одновременно дает информацию об измерения коэффициента отражения исследуе- нении коэффициента отражения исследуемого материала; на фиг. 2 — зависимость мого материала 5 на регистрирующий показаний регистрирующего прибора от прибор 4. расстояния от контролируемого материала - Перед реализацией способа: закрывают до фотоприемников. объектив перед чувствительными элемента(21) 4748693/25 (22) 16.10.89 (46) 28.02,93, Бюл. М 8 (71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектный институт асбестовой промышленности (72) Г. Ф. Николаев, В. В. Ульянов и О. Н. Копылова (56) Литвак В. И. Фотометрические датчики в системах контроля, управления и регулирования, M.: Недра, 1966, с, 344, Патент США М 3817628, кл. G 01 N21/48,,1974, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность йзобретения; исследуемый материал освещается источником излучения. Чувствительные элементы принимают одинаковый отраженный сигнал, Одна мостовая схема вырабатывает опорный сигнал, пропорциональный алгебраической сумме двух частей отраженного сигнала, а вторая вырабатывает измеряемый сигнал, пропорциональный третьей части отраженного сигнала, который затем сравнйвают и компенсируют разность, по которой определяют коэффициент отражения независимо от влияния изменения расстояния от поверхности исследуемого материала до чувствительных элементов, 2 ил.

1798666 ми 7, 8, 17 и с помощью резистора 12 устанавливают минимальное или нулевое выходное напряжение (0»х) фаэочувствительного интегрального усилителя 3; перед объективом чувствительных элементов 7, 8, 17 помещают источник излучения 6 и с помощью резисторов грубой и точной настройки 14, 15 устанавливают такое значение выходного напряжения (0»х) фазочувствительного интегрального усилителя 3, чтобы.,стрелка регистрирующего прибора 4 показала 100 % шкалы, Способ измерения коэффициента отражения материала осуществляется следующим образом.

Исследуемый материал 5 освещают источником излучения 6, Одинаковый отраженный световой поток (Фот) делят на три части, Две части светового потока принимают чувствительные элементы 7, 8 мостовой схемы 1, одну часть — чувствительный элемент 17 мостовой схемы 2, Получают опорный сигнал (Х1) из алгебраической суммы двух частей отраженного потока, вырабатываемый мостовой схемой 1 и определяемый выражением:

Х1 = up (К1 — К2), где К1 — коэффициент передачи мостовой схемы 1 в зависимости от воздействия одной части отраженного светового потока (Ф„) на чувствительный элемент 7(коэффициент отражения);

Кг — коэффициент передачи мостовой схемы 1 в зависимости от воздействия второй части отраженного светового потока (Фо ) на чувствительный элемент 8, Величина Kz регулируется с помощью переменных резисторов 14 и 15;

Uo — амплитуда стабилизированного источника питания 16 мостовой схемы 1.

Получают измеряемый сигнал (Х2) их третьей части отраженного потока, вырабатываемый мостовой схемой 2 и определяемый выражением;

Х - К0, где К вЂ” коэффициент передачи мостовой схемы 2 в. зависимости от воздействия третьей части отраженного светового потока (Фот) на чувствительный элемент 17 (коэффициент отражения);

U — питание мостовой схемы 2, которое вырабатывается фазочувствительным интегральным усилителем 3 и формируется от входного сигнала, равного

0вх Х1 Х2 = Ос (К1 — К2) KU, (1) где Х1 — выходной сигнал мостовой схемы 1 (опорный сигнал);

Xz — выходной сигнал мостовой схемы 2 (измеряемый сигнал).

Сравнение опорного (Х ) и измеряемого (Хг) сигналов осуществляется на входе фазочувствительного интегрального усилителя 3, который компенсирует входной сигнал.

Тогда выражение (1) примет вид;

Uo (К1 — К2) — KU = 0 (2)

Принимая во внимание то, что все коэффициенты К1, Kz, К являются функцией одного и того же отраженного светового потока

10 (ФЬт), а параметры мостовых схем 1 и 2 идентичны, получим:

u. — -u=0

dK

К (3)

Подавая на вход фазочувствительного интегрального усилителя 3 сигнал, выраженный формулой (3), найдем значение выходного напряжения фазочувствительного интегрального усилителя 3 путем интегрирования входного сигнала

20 dK

u...= f u. — -fudu=

К

= U.InCK- u, (4) где С вЂ” постоянная интегрирования, Полученное значение выходного напря25 жения фазочувствительного интегрального усилителя 3 подставим в выражение (3) и получим

Uo — — UolnCK+ U = О, dK 2=

К

30 ф(Uo(— — InCK)+ U =О, г

К

Uo(InCK — — ) — 0 =О.

dK г

К (5) 35 при InCK» — получим UplnCK — 0 = 0 (6)

dK г»

К

Решая уравнение (6), найдем зависимость выходного напряжения (08 х) фазочувствительного интегрального усилителя 3

40 относительно коз и иента отражения К, 0вых = U = 0>1п СК (7)

Таким образом, измеряя значение выходного напряжения (0»х) фаэочувствительного интегрального усилителя 3

45 регистрирующим прибором 4, можно судить о значении коэффициента отражения материала.

Пользуясь формулой (7) можно проградуировать регистрирующий прибор 4 в чис50 ловых значениях коэффициента отражения исследуемого материала, задаваясь значениями К в пределах от 0 до 1.

На фиг. 2 приведены зависимости показаний регистрирующего прибора 4 (й, %) от

55 расстояния (h. мм) от исследуемого материала 5 до фотоприемников. Эксперименты проводились на и родуктах, отличающихся величиной коэффициента отражения (Ki.

К2. К).

1798666

Из приведенного графического материала. можно сделать вывод, что изменение расстояния от исследуемого материала до фотоприемников практически не влияет на величину коэффициента отражения.

Таким образом, применение предлагаемого способа за счет получения опорного и измеряемого сигналов путем отражения от одной контролируемой поверхности позволит повысить точность измерений коэффициента отражения исследуемого материала в виду уменьшения влияния на величину коэффициента отражения материала изменения расстояния от поверхности исследуемого материала до чувствительных элементов, Формула изобретения

Способ измерения коэффициента отражения исследуемого материала, заключающийся в том, что направляют поток излучения на исследуемый материал, измерякп опорный сигнал и измерительный сигнал, пропорциональный интенсивности отра5 женного потока излучения от исследуемого материала. сравнивают сигналы и компенсируют полученную разность, по величине которой определяют коэффициент отражения, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения точности измерений за счет уменьшения влияния изменения расстояния от поверхности исследуемого материала до чувствительных элементов, опорный и измерительный сигналы формируют путем

15 деления отраженного от исследуемого материала потока излучения на три одинаковые части, при этом опорный сигнал формируют пропорциональным алгебраической сумме двух частей, а измерительный — пропорцио20 нальным одной части.

1798666

30

100 200 300 400

Составитель Г, Николаев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л, Филь

Редактор

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

Заказ 767 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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