Фазометрический однолучевой фотометр

Фазометрический однолучевой фотометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ п11 570789

Союз СоветскихСоциалистнческих республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.05.71 (21) 1660254/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 24.10.77 (51) М. Кл.з G 01J 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.242.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С. Соломатин, В. В. Пухонин и Ю. М. Колпаков и М. А. Богомолов (71) Заявитель (54) ФАЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ОДНОЛУЧЕВОЙ ФОТОМЕТР

Изобретение относится к однолучевым фотометрам фазометрического типа и может быть применено для автоматического контроля газовых и жидкостных смесей, например, в химической промышленности.

Известен фазометрический фотометр, содержащий источник излучения, кювету, блок обтюратора, приемник излучения, усилитель, генератор опорного сигнала, фазовый детектор, вторичный прибор.

Для реализации фазометрических измерений в фотометре амплитуда опорного сигнала выбрана меньше амплитуды суммарного сигнала на входе в фазовый детектор не менее чем в три раза. Фотометр имеет невысокую точность измерения из-за зависимости измеряемого сигнала от амплитуды суммарного сигнала.

Известен также фазометрический анализатор жидкости, содержащий источник излучения, кювету, фотоприемник, усилитель суммарного сигнала, фазовый детектор, генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала, вторичный прибор.

В приборе для реализации фазометрических измерений и соблюдения необходимой точности измерения начальное значение амплитуды опорного сигнала на входе в фазовый детектор выбрано меньше суммарного сигнала в несколько раз. Фотометр имеет также невысокую точность измерения из-за влияния изменений амплитуды суммарного сигнала на измеряемый сигнал.

Прототипом изобретения является фазометрический однолучевой фотометр, содержащий источник излучения, светофильтры, обтюратор, измерительную кювету, фотоприемник, например, фотоэлектронный умножитель, фотоэлемент, генератор опорного сигнала, ограничитель опорного сигнала.

Световой поток источника излучения проходит через два светофильтра, обтюратор, измерительную кювету, после чего попадает на фотоприемник. На оси обтюратора, вращаемого электродвигателем, установлен ротор магнитного генератора, который создает опорный сигнал, синхронный с частотой вращения обтюратора.

Один из светофильтров выделяет поглощае20 мую измеряемым веществом часть спектра, другой — сравнительную часть спектра, которая этим веществом не поглощается. Сравниваемые световые потоки моделируются со сдвигом по фазе, Оба электрических сигна25 ла — суммарный с фотоприемника и опорный с генератора — через ограничитель амплитуды — поступают на фазочувствительный детектор. На выходе схемы подключен регистрирую ций прибор.

30 Для поддержания необходимого соотноше570789

5()

55 ния амплитуд опорного и суммарного сигналов на входе в фазовый детектор в приборе использована система АРУ, охватывающая по. следний каскад усилителя суммарного сиг. нала.

Однако известный фотометр имеет невысокую точность измерения при использовании в качестве фотоприемника излучения фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и фазового детектора с индивидуальным входом.

С целью повышения точности измерения известный фазометрический фотометр, содержащий источник излучения, светофильтры, обтюратор, измерительную кювету, фотоэлектронный умножитель, генератор опорного сигнала, ограничитель опорного сигнала предлагается снабдить блоком слежения, состоящим из схемы сравнения амплитуд опорного и суммарного сигналов на входе фазового детектора, подключенной к входу фазочувствительного усилителя, выход которого нагружен на реверсивный двигатель, кинематически связанный с движком переменного сопротивления делителя напряжения питания фотоэлектронного умножителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого фотометра.

Световой поток, испускаемый излучателем

1, прерывается обтюратором 2. При помощи светофильтров 3 и 4 выделяются два световых потока разного спектрального состава.

Один световой поток является эталонным, не изменяющимся при наличии в измерительной кювете 5 анализируемого вещества. Другой световой поток (рабочий) изменяется при изменении концентрации анализируемого вещества в измерительной кювете.

Эталонный и рабочий световые потоки модулпруются с одной и той же частотой, но со сдвигом по фазе обгюратором 2. Суммарный световой поток, состоящий из эталонного и рабочего потоков, воспринимается фотоэлектронным умножптелем (ФЭУ) 6, откуда сигнал поступаст на первый вход фазового детектора 7.

Опорный сигнал вырабатывается магнитным

I епсратором 8, кпнематически связанным с двигателем 9 обтюратора 2, Снимаемый с генератора 8 сигнал подается через ограничитель амплитуды 10 па второй вход фазового детектора 7, откуда измеряемый сигнал поступает па вторичнь1й прибор

lI. Параллельно первому входу фазового детектора 7 подключен делитель постоянного напряжения, в который входят диод 12 и сопротивления 13 и 14. Параллельно второму входу фазового детектора 7 подключен делитель постоянного напряжения, выполненный пз диода 15 и сопротивлений 16 и 17. Сопротивления 14 II 17 соединены ме кду собой со5

25 зо

40 противлением 18, которое йагруженд йа вхбд фазочувствительного усилителя 19. К выходу усилителя подключен реверсивный двигатель

20, кинематически связанный с движком переменного сопротивления 21 делителя напряжения питания ФЭУ 6, Делители постоянного напряжения совместно с сопротивлением 18 входят в схему сравнения амплитуд опорного и суммарного сигналов.

Изменение внутреннего сопротивления ФЭУ

6 (за счет изменения чувствительности фотокатода, интенсивности источника излучения, напряжения питания ФЭУ) приводит к изменению амплитуды и фазы суммарного сигнала на входе в фазовый детектор 7 и изменению отношения амплитуд опорного и суммарного сигналов, что приводит к погрешности измерения.

При сохранении неизменными амплитуд опорного и суммарного сигналов на входе в фазовый детектор сигнал на входе в фазочувствительный усилитель 19 отсутствует. При изменении амплитуды суммарного сигнала (амплитуда опорного сигнала остается неизменной) на входе в фазочувствительный усилитель 19 возникает сигнал той или иной полярности.

При наличии сигнала реверсивный двигатель 9 начнет вращать в ту или другую сторону движок переменного сопротивления до тех пор, пока амплитуда суммарного сигнала (внутреннее сопротивление ФЭУ) не примет своего первоначального значения. При этом погрешность измерения фотометра устраняется, В то же время сохраняется в нужных пределах значение отношения амплитуд опорного и суммарного сигналов на входе в фазовый детектор 7, при котором реализуется фазометрический метод измерения.

Формула изобретения

Фазометрический однолучевой фотометр, содержащий источник излучения, светофильтры, обтюратор, измерительную кювету, фотоэлектронный умножитель, генератор опорного сигнала, ограничитель опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком слежения, состоящим из схемы сравнения амплитуд опорного и суммарного сигналов на входе фазового детектора, подключенной к входу фазочувствительного усилителя, выход которого нагружен на реверсивный двигатель, кинематически связанный с движком переменного сопротивления делителя напряжения питания фотоэлектронного умножителя.

Состаиитсль В. Зверев

Техрсд 3. Тарасова

Корректор Н. Аук

Редактор Н. Коляда

Тнног1>афин, Ilp. CH!l)!ll>B:н 2

Заказ 1893/1О Изд. № 696 Тираж 881 Подписное

Ц1114 1ПИ Рос дарсавенпого комитета Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5