Компаратор-микрофотометр

Компаратор-микрофотометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

РеспуЬлик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (11) 6, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.76 (21) 2328961/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.04.78.Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 11,04.78 (5)) М. Кл. (01 J 1/44

Гасударственный камнтет

Саввтв Мнннстрав СССР аа делам нэааретеннй и аткрытнй (53) УДК 535.241.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ковалев и Э. Я. Кононов (71) Заявитель

Институт спектроскопии АН СССР (54) КОМПАРЛТОР-МИКРОФОТОМЕТР

Изобретение относится к устройствам прикладной оптики и может быть использовано в спектрометрии и астрономии для измерений положений линий на фотопластинке (фотопленке), выбранных оператором, цифровой оценки их почернений и регистрации результатов измерений на перфоленте, цифропечати или мини-ЭВМ, Известны компараторы-микрофотометры, используемые в спектрометрии и астрономии 1О для обработки большого объема информации, зарегистрированной на фотопластинке, (фотопленке) (1)

Наиболее близким .по технической сущности к предлагаемому устройству является компаратор-микрофотометр (2), Он содержит освет„тель, каретку, цифровой измеритель перемещений, микроскоп, светоделнтель, экран визуального наблюдения, осциллограф, устройство наведения на линию на ал фотопластинке, измеритель почернення и регистратор цифровой информации, Устройство наведения на линию на фотопластинке состоит из вращающейся стеклянной пластинки для сканирования изображения, формирователя на- 25 пряжения горизонтальной развертки осциллографа, щели и ФЭУ, выход которого соединен. со входом вертикального отклонения осциллографа. Измеритель почернения состоит из узкой зеркальной полоски на экране визуального наблюдения, отдельных щели и

ФЭУ и .аналого.-цифрового преобразователя постоянного напряжения, предназначенного для цифровой оценки почернения.

Точность наведения на линию на фотопластинке в таком компараторе-микрофотом етре ограничива ется м еханическими ви рациями, создаваемыми приводом вращения и самой вращающейся стеклянной пластинкой при сканировании оптического изображения.

Кроме того, использование дополнительных оптических элементов (узкой зеркальной полоски на экране визуального наблюдения, отдельных щели и ФЭУ), в измерителе почернения приводит к усложнению оптической схемы компаратора-микрофотометра и необходимости дополнительных юстировок.

Целью настоящено изобретения ягляется повышение точности наведения на линию на

601579

3 фотопластинке в компараторе-микрофотометре, другой целью изобретения является упрощение оптической схемы компараторамикрофотометра, 5

Для достижении первойцели в известный ком . паратор микрофотометр, содержащий осветитель. каретку цифровой измеритель перемещений, микроскоц, светоделитель,экран, визуального не . бпюдеиия щель, осциллограф, измеритель почер „ пении и регистратор цифровой информации, введены щелевой диссектор с электростатическими фокусировкой и отклонением, установленный за щелью и блок разверток и синхрониза ции, причем один выход блока разверток, и. синхронизации цодключен к отклоняющим пластинам щелевого диссектора, второй соединен со входом системы горизонтального отклонения осциллографа, а вьпсод шелевого диссектора. соединен со входом системы вертикального отклонения осциллографа.

Введение в компаратор-микрофотометр фотоэлектронного устройства наведения на линию на фотопластинке свободного в принципе своем от механических вибраций, приводит к поведению точности и наведения на линию на фотопластинке.

Вторая .дель достигается тем, что в предлагаемом .компараторе-.микрофотометре из- меритель почернения выполнен на базе аналс зо гового ключа, подключенного к выходу шелевого диссектора и импульсного цифрового вольтметра, подключенного. к выходу аналогового ключа, причем управляющий-вход аналогового ключа соединен с выходом син- З5 хронизации блока раверток и синхронизации, а выход импульсного цифрового вольтметра подключен к регистратору цифровой информации, Исключение дополнительных оптических элементов (узкой зеркальной полоски íà 4g экране визуального наблюдения, отдельных щели и ФЭУ), требующих юстировки и использование электронных устройств для измерения почернеиия приводит к упрощению оптической схемы компаратора-микрофотометра, 45

На фиг, 1 показана блок-схема предлага-, емого компаратора-микрофотометра; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Компаратор-микрофотометр (фиг. 1 ) содержит осветитель 1, каретку 2 с помещенной на ней фотопластинкой 3 .и цифровой измеритель 4 перемещений каретки 2, Микроскоп

5 и светоделитель 6 предназначены для создания двух оптических изображений: одноS5 го в пл оскости экрана 7 визуального наблюдения, а второго на поверхности фотокатода щелевого диссектора 8 с электростатическими фокусировкой и отклонением (далее

60 для сокращения текста - щелевой диссектор

8), помещенного за щелью 9 и предназначенного для сканирования оптического изображе ния фотопластинки 2 и преобразования распреде ленин освещенности на поверхности фотокатода в электрический сигнал. Выход щелевого диссектора 8 соединен со входом вертикального отклонения осциллографа 10, à его отклоняющие пластины подключены к..выходу развертки диссектора блока 11 разверток и синхронизации, предназначенного для создания периодически изменяющихся и синхронизованньм напряжений развертки щелевого диссектора 8 и горизонтальной развертки осциллографа 10 и синхроимпульсов, соответствующих центру сканируемого участ .ка, Вход горизонтального отклонения осциллографа 10 соединен с выходом раэвер1 ки осциллографа 1 блока 1 1 разверток и синхронизации. Аналоговый ключ 12, подклн ченный к выходу щелевого диссектора 8 и импульсный цифровой вольтметр 13, подключенный к выходу аналогового ключа

12, предназначены для цифрового измерения почернения фотопластинки 3, Управляющий вход аналогового ключа 12 соединен с вы1 ходом синхронизации блока 1 1 ра зверток и синхронизации. Выходы кодов цифрового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13 подключены к регистратору 14 цифровой информации, Компаратор-микрофотометр работает следующим образом. Осветитель 1 освещает выбранный оператором участок .фотопластинки 3, помещенной на каретке 2. С помощью микроскопа 5 и светоделителя 6 образуются два оптических изображения, одно, для удобства оператора, в плоскости экрана визуального наблюдения 7, другое на поверхности фотокатода шелевого диссектора 8.

Щель 9, помещенная перед фотокатодом щелевого диссектора 8, вырезает из оптического изображения выбранного оператором участка фотопластинки 3, интересующий участок изображения возле линии, Наведение па линию в предлагаемом компараторе-микрофотометре основано на том, что за каждый период развертки щелевого диссектора 8, оптическое изображение линии сканируется щелевым диссектором 8 дважды в двух направлениях - прямом и об ратном, а горизонтальная развертка осциллографа 10, синхронизованная с разверткой щелевого диссектора 8, происходит дважды, но в одном направлении, Для этого необходимо чтобы период горизонтальной развертки осциллографа 10 был в два раза меньше периода развертки щелевого диссектора 8, В качестве таких напряжений могут быть взяты, например, синусоидальное

601579 установленный за щелью- и блок разверток и синхронизации, причем один выход блока разверток и,синхронизации подключен к отклоняющим пластинам щелевого диссектора, л- второй соединен со входом системы горизонтального отклонения осциллографа, выход шелевого диссектора соединен со входом системы вертикального отклонения осцил- .лографа, а измеритель почернения выполнен

5 напряжение 0 (фиг. 2) развертки щелевого диссектора 8 и полученное синхроно ным детектириванием со сдвигом фаз 90 напряжение Ug горизонтальной ".развертки осциллографа 10.

Для, сканирования оптического изображв ния напряжение 0< подается с выхода развертки диссектора блока 11 разверток и синхронизации на отклоняющие пластины щелевого диссектора 8. Напряжение периодически изменяющееся во времени в соответствии с распределением освещенности по поверхности фотокатода, с выхода шелеъого дяссектора 8 подается на вход .вертикального отклонения осциллографа 10. На-,, пряжение U2 снимаемае с вйхода развертки осциллографа блока 11 разверток и синхронизации осуществляет горизонтальную развертку осциллографа 30. Если изображение линии находится не в центре ска- 20 нируемого участка, то на экране осциллогра-. фа 10 будут видны два контура этой линии, являющиеся зеркальными иэображениями друг друга относительно центра сканируемого участка, Перемещением каретки 2 с фото- 25 пластинкой 3 оператор может вывести оп тическое изображение линии точно в центр сканируемого щелевым диссектором 8 учась ка оптического иэображения. Тогда два контура выбранной оператором линии сольют- 30 ся на экране осциллографа 10, что соответствует точному . наведению на.линию на фотопластинке.

Для измерения почернеиия фотопластинки

3, напряжение U с выхода щелевого диссектора 8 поступает на сигнальный вход аналогового ключа.l2, пропускающего напряжение на выход только в моменты времени, соответствующие центру сканируемоао го шелевым диссектором. 8 участка оптического изображения и задаваемые синхроимпульсами 04, поступающими с выхода синхронизации блока 11 разверток и синхронизации на управляющий вход аналогового

45 ключа 12. Длительность синхроимпульсов

U4 выбирается малой по сравнению с длительностью электрического сигнала линии.

С выхода аналогового ключа 12 на вход импульсного цифрового вольтметра 13 поступают импульсы напряжения U < амплиту1 да которых соответствует освещенности фотокатода щелевого диссектора 8 в центре сканируемого участка, Перемещением каретки 2 оператор осуществляет наведение на выбранную линию по сравнению контуров линии на экране осци лографа 10. Это перемещение измеряется цифровым измерителем 4 перемещений, По команде оператора импульсный цифроl вой вольтметр 13 измеряет амплитуду им6 пульсов U5, i.ïoñòóïàþùèõ на его вход, а регистратор 14 цифровой информации регистрирует цифровые коды с выходов кодов цифрового измерителя 4 перемещений и импульсного цифрового вольтметра 13, В качестве регистратора цифровой йнформации могут быть использованы перфоратор, цифропечатаюшее устройство, мини-ЭВМ. Следует отметить,. что перемещая каретку можно измерять контур линии по точкам.

На временных диаграммах (фиг, 2) для (наглядности показана линия A в момент точного наведения на нее  — ширина щели S, Из диаграмм видно, что за один период синусоидапьного напряжения . 0 развертки шелевого диссектора 8 линия Л сканируется щелевым диссектором 8 дваждыв прямом и обратном направлениях, а горизонтальная развертка- осциллографа происходит дважды, но в одном направлении (напряжение Ij ). В положении точного наведения на линию из напряжения U с помощью синхроимпульса 04 будет вырезан центр линии-напряжение 0 (фиг.2)

В предлагаем ом компараторе-микрофотометре точность наведения на линию расположена в пределе 0,2 мкм дпя линий шириной

10 мкм и ограничивается лишь шумами электрического сигнала на выходе щелево го диссектора. Точность измерения почерке" ния этих линий около 107. Время, затрачиваемое на компарирование и фотометрированиэ фотопластинок с регистрацией цифровой информации, при обработке нескольких сотен линий уменьшается в 5-10 раз по сравнению с обычными измерениями вручную на компа» оаторах и микрофотометрах.

Формула изобретения

Компаратор-микрофотом етр, содержащий осветитель, каретку, цифровой измеритель перемещений> микроскоп, светоделитель, экран визуального наблюдения, щель, осциллограф, измеритель почернения; регистра- тор цифровой информации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью, повышения точности наведения на линию фотопластинки, в него введены шелевой диссектор с электростатическими фокусировкой и отклонением, 601579

Н8 базе аналогового ключа, подключенного к выходу шелевого диссектора, и импульсного цифрового вольтметра, подключенного к выходу аналогового ключа, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом синхронизации блока разверток и синхронизации, а выход импульсного цифрового вольтметра подключен к регистратору

f цифровой информации.

Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе: ю .

1. Компараторы — микрофотометры серии

400 и 800», Проспекты фирмы "Grant 3nst urnents", Вег%В м, Cef i 1огп а.

2. "Компаратор — микрофотометр, Арр8, 5ci, Res.,Section B, 19 6Ф, vo< Н, р.293-309.

601579 и, Ъг. 2

Составитель Л. Титова

Редактор О. Авдейчик Техред 3, Фанта

Корректор С. Гарасиняк

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 2146/52 Тираж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

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