Счетчик фотонов

Счетчик фотонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (п7)756) и ЗОВРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Соцнапнстнческих

Республик к Авто скоь п саид тельстю т

;j т „-с" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл.

G 01,1 1/44 (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2583758/18-25

1 с присоединением заявки Ма—

Веудауавннньй комитет

СССР ае аалан нзабратений и етнрытнй (23)Приоритет

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень М 7 (53) УДК 621.383 .9 (088.8) Дата опубликовании описания 25.02.80

О. Е. Вилитис, P. В. Орлов и У. В. Янсон- ., ..... (72) Авторы изобретения, Латвийский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. Петра Стучки и Физико-энергетический институт

АН,Латвийской ССР

I (7l ) Заявителя (54) СЧЕТЧИК ФОТОНОВ

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для регистрации слабых и сверхслабых световых потоков в физике, химии, биоло ии, медицине, геологии и т, д.

Известно устройство для регистрации слабых световых потоков, содержащее последовательно включенные источник света, прерыватель света, ФЭУ, дискриминатор и реверсивный счетчик с регистратором (1).

Известен также счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные Источник света, прерыватель света, ФЭУ, дискриминатор, два параллельно включенных вентиля и реверсивиьгй 1

15 счетчик с регистратором, формирователь тактовых импульсов, делитель и блок управления, причем прерыватель света через формирователь тактовых импульсов и делитель связан с блоком управления, выходы которого связаны с управляющими входами всех блоков, суммирующий выход реверсивного счетчика связан с выходом первого вентиля, а вычитающий вход — c выходом второго вентиля (2).

Недостатком известного счетчика фотонов является ограниченная точность, так как идентичность параметров двух каналов с ФЭУ и дискриминаторами обеспечить практически невозможно.

Цель предлагаемого изобре гения — повышение точности.

Для этого в известное усгройсгво дополнительно введены вспомогательный реверсивный счетчик, второй делитель и блок установки и сравнения кодов, причем вход дескриминатора через второй делитель подключен ко входам вентилей, входы блока управления и установочные входы делителей подключены к выходам блока сравнения кодов, подключенного одним своим входом к блоку установки кодов, а другим — к вспомогательному реверсивному счетчику, суммирующий и вычитающий входы которого параллельно подключены к соответствующим входам основного реверсивного счетчика, На чертеже представлена блок-схема предлагаемого счетчика фотонов.

3 71756 (, четчнк фотонов содержит источник 1 света,, прерыватель 2 света, ФЭУ 3, дискриминатор 4., формирова гель 3 тактовых импульсов, блок

6 установки кода, устройство 7 сравнения кодов, первый делитель 8, второй делитель 9, блок 10 управления, первый вентиль ll, второй вентиль 12, вспомогательный реверснвный счетчик 13 и основной реверсивный счетчик 14.

Счетчик работает следующим образом.

При подаче на управляющий вход "блока 10 10 управления сигнала он подготавливается для приема тактовых импульсов, При этом вспомо. гательный реверсивный счетчик 13 устанавливается на ноль. Сигнал от блока 10 устанавливается на ноль также основной реверсивный счет- 15 чик 14. В исходном положении коэффициент деления делителей 8 и 9 установлены соответственно 1 и 4. С поступлением первого такто вого импульса в течение первого такта работы устройства открывается прерыватель 2 света. 20

На катод фотоэлектронного умножителя 3 от источника 1 света поступают фотоны света. Эти фотоны выбивают из катода фотоэлектронного умножителя отдельные электроны, которые умножаются его диодной системой и поступают в виде электрических импульсов на дискриминатор 4, Нормированные по амплитуде и длительности импульсы через вентили 11 и 12 с момента поступления второго тактового импульса в течение второго такта попадают на сумми- 30 рующие входы счетчиков 13 и 14. В этих счетчиках накапливается сумма световых и шумовых импульсов и + йш. В течение третьего гакта закрывается прерыватель света, при этом вентили 11 и 12 закрыты. С поступлением ole- 35 редного тактового импульса в четвертомзавершающем такте первого цикла измерения открывается вентиль 12 и на вычитающий вход счетчиков 13 Ы 14 поступает число импульсов йш, так как прерыватель 2 в это время закрыт. Та- 40 ким образом, на счетчиках 13 и 14 накоплейный счет импульсов соответствует количеству

N фотойов, поступающих в течение 11 такта первого цикла на фотоэлектронный умвожитель 3. 45

Число У, накопленное в 13 за первый цикл измерения,,в блоке 7 сравнения кодов сравнивается с числом X„, выбранным в блоке б установки кодов из совокупности числа Х, < Хч...

Xn < ... Хпч <Х устанавливаемых в блоке

6.

Если УР- Хп, то из блока 7 с1эавнения кодов на вход блока 10 поступает сигнал "конец измерения", после чего на выходах блока 10 появляются сигналы, закрывающие вентили 11 и 12. Счетчик 14 выдает результат измерения.

Если У< Хп, то из блока 7 на вход блока

10 поступает сигнал сброса, после чего сигнал на его выходе устанавливает счетчик 14 на ноль.

По установочным входам делителей 8 и 9 из блока 7 поступают импульсы, устанавливающие соответствующие коэффициенты деления для этих делителей. Чем больше отношение

" тем, большим устанавливается коэффициент деления делителен, причем соотношение коэффициентов деления делителей 8 и 9 всегда сохраняется как 1:4.

С очередным последующим тактовым импульсом начинается следующий — второй цикл, который проходит подобно первому и, в данном

I случае, является первым циклом измерения.

Импульс команды "конец измерения" на блок 1О поступает от делителя 9 в момент появления на его выходе импульса. Таким образом количество циклов определяется коэффициентом деления, установленным в делителе 9 и равно коэффициенту делителя 8. Следовательно, результат измерения, полученный на счетчике 14, всегда нормируется к одному циклу.

Таким образом количество циклов "и" определяется установкой коэффициентов деления делителей 8 и 9, что, в свою очередь, зависит от отношения ". Следовательно, при выбранХп

У ном Хп, чем меньше У, тем больше количество циклов и. Таким образом, независимо от интенсивности светового потока, результат измерения имеет одинаковую заранее выбранную относительную ошибку. Ошибку измерения можно уменьшить путем выбора и установления в блоке б большего значения из совокупности чисел, устанавливаемых в блоке 6.

Предлагаемое изобретение позволяет исключить влияние нестабильности и неидентичности параметров ФЭУ и дискриминаторов на результаты измерений.

Формула изобретения

Счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные источники света, прерыватель света, ФЭУ, дискриминатор, два параллельно включенных вентиля и реверсивный счетчик с регистратором, формирователь тактовых импуль сов, делитель и блок управления, причем прерыватель света через формирователь тактовых импульсов и делитель связан с блоком управления, выходы которого связаны с управляющими входами всех блоков, суммирующий вход реверсивного счетчика связан с выходом первого вентиля, а вычитающий вход — с выходом второго вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены вспомогательный реверсивный счетчик, второй делитель И блок уста717561

Составитель A. Чурбаков

Техред М.Петко Корректор М, аароны

Редактор Павлов

Заказ 9824/56 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 новки и сравнения кодов, причем выход дис-" криминатора через второй делитель подключен ко входам вентилей, входы блока управления и установочные входы делителей подключены к выходам блока сравнения кодов, подключенного одним своим входом к блоку установки кодов, а другим — к вспомогательному реверсивному счетчику, суммирующий и вычитающий входы которого параллельно подключены к соответствующим входам основного реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3905706, кл. 250 — 208, опублик. 1977.

2. Орлов P. В. Регистратор слабых световых потоков, Тезисы докладов 2-й Всесоюзный научно-технической конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение", М., 1976, с. 260.