Фотометр

Фотометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

>827983

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.06.79 (21) 2780768 18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень М 17 (45) Дата опубликования описания 11.06.81 (51) М.Кл.з 6 01 J 1/44

Государственный комитет ло делам изобретений и открытии (53) УДК 621.383.9 (088.8) И. М. Борисова, В. Я. Шиян и Н. П. Борисова, Коммунарский горно-металлургический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФОТОМЕТР

Изобретение относится к приборострое нию, а именно к фотометрии, и может быть

:использовано в оптических спектроанализаторах, например, для определения химического состава веществ.

Известен фотометр, содержащий источник света, оптический тракт, модулятор, фотопреобразователь и регистратор 11).

Однако этот фотометр имеет невысокую точность из-за влияния на результаты измерений дрейфа темпового тока фотопреобразователей.

Известен также фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, модулятор, фотопреобразова тель с управляемым коэффициентом преобразования, синхронный коммутатор, дифференциальный усилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор (21.

Недостаток этого фотомера заключается в низкой точности из-за влияния на результат измерений темнового тока фотопреобразователя и смещения нуля усилительных элементов измерительного тракта.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в фотометр. содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, модулятор, фотопреобразователь с управляемым коэффициентом преобразования, синб хронный коммутатор, дифференциальный усилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор, введены компаратор, два резисторных делителя напряжения и интегра-!

О тор, а синхронный коммутатор выполнен трехканальным, причем к его первому выходу через первый резисторный делитель напряжения, выполненный управляемым, подключен один из входов компаратора, 15 второй выход связан со вторым входом компаратора и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход последнего соединен с третьим выходом синхронного коммутатора через второй резис20 торный делитель напряжения, а интегратор включен мсжду выходом компаратора и управляющим входом резисторного делителя напряжения и связан с регистратором.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого фотометра.

Фотометр содержит источник 1 света, светоделптельное устройство 2, оптические тракты 8 и 4, модулятор 5, фотопреобразователь б с регулируемым коэффициентом усиления, трехканальный синхронный ком827983

MyzaTop 7. Ha abrxope первого i H 7а l

10, выход которого связан с интегратором, состоя.цим из ключа 11. Вход последнего соединен с генератором импульсов 12, а выход — с пересчетным устройством 18, связанным с резистором 9 и регистратором 14.

Вторые входы компаратора 10 и дифференциального усилителя подключены к выходу второго канала синхронного коммутатора.

На выходе третьего канала коммутатора 7 включен второй делитель напряжения, состоящий из постояяных резисторов 15 и 16, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя 17, причем выход этого усилителя соединен с регулятором коэффициента усиления фотопреобразователя б.

Фотометр работает следующим образом.

Световой поток источника,1 устройством

2 разделяется на два луча, при этом один из лучей проходит через оптический тракт

8, взаимодействует с анализируемой пробой, и попадает на фотопреобразователь 6, а другой попадает на оптический тракт 4, взаимодействует с эталонной пробой и на фотопреобразователь б. Световые потоки каждого луча модулируются модулятором

5 так, что они попадают на фотопреобразователь б в разное время и, кроме того, между ними имеются промежутки, в которые свет от источника не попадает на фотопреобразователь. Сигналы с выхода преобразователя 6 поступают на коммутатор

7, где разделяются по трем каналам.

На выходе с коммутатора сигналы, полученные в моменты освещения фотопреобразователя, кроме .составляющих, вызванных световыми потоками, имеют постоянную составляющую, обусловленную темновым током фотоприемника и смещением нуля усилителя. Напряжение, равное сумме постоянной составляющей U, и сигнала, пропорционального световому потоку, прошедшему оптический тракт 4, выделяется на первом делителе напряжения (Rs и

Rg). Сумма постоянной составляющей U, и сигнала, пропорционального световому потоку, прошедшему через оптический тракт 8, выделяется на втором делителе напряжения (Riq и R>q). На выходе третьего канала коммутатора выделяется сигнал 11„зависящий от величины темнового тока фотоприемника и смещения нуля усилителя. Таким образом на первый вход компаратора 10 поступает сигнал на первый вход усилителя 17 поступает сигнал

U,— U K

U. R Л„,, а на вторые входы компаратора и дифференциального усилителя поступает сиг.нал U „ где U, — сигнал, лропорц иональный интенсивности светового потока, прошедшего через оптический канал 4;

U> — сигнал, пропорциональный ин тенсивности светового потока, прошедшего через оптический канал 8;

Ку — коэффициент фотопреобразователя 5.

15

Сопротивление резистора 9 устанавливается так, чтобы напряжение U было близ40 ко к папряже U,, (l,—,U K. Р„

R,,=U„U,=U,Ку — . (! )

45

Напряжение U>, поступающее на первый вход усилителя 17, также сравнивается с напря>кением U,, поступающим на второй вход этого усилителя. Напряжение, пропорциональное разности ЛУ = U> — — U,, с выхода дифференциального усилителя воздействует на регулируемый коэффициент усиления фотопреобразователя б, устанавливая и поддерживая коэффициент усиления так, чтобы указанная разность прибли>калась к нулю, т. е. т 1 121 ч R,, — Я„,.=11„UT=И,К ) . (2) Учитывая формулы (1) и (2) и то, что постоянные резисторы R, и R> могут быть установлены одинаковыми, равными W, по65 лучим

Напряжение 1Л с выхода делителя напряжения на резисторах 8 и 9, поступающее на первый вход компаратора 10, сравнивается с напряжением U „поступающим на второй его вход. Напряжение, пропорциональное разности ЛУ вЂ”вЂ” U, — U,, с выхода компаратора управляет прохождением им пульсов с генератора 12 через импульсный

30 ключ 11 в пересчетное устройство 18 В зависимости от знака разности AUi, увеличивается или уменьшается число импульсов л накопителе пересчетного устройства 18, а следовательно, увеличивается или уменьша35 ется сопротивление резистора 9 и показания регистратора 14, которыми управляет пересчетное устройство.

827983

U R)(, °

1 (4) 5

Формула изобретения

Составитель А. Чурбаков

Текред А. Камышникова Корректор И. Осиновская

1 сдактор М. Стрельникова

Заказ 577/509 Изд. № 354 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Из последней формулы видно, что величина R>, характеризующая результат измерений, фиксирующийся регистратором Ip

14, определяется отношением сигналов, пропорциональных световым потокам, прошедш им тракты 8 и 4 и:не зависит oT IIocтоянной составляющей, обусловленной темновым током фотоприемника и смеще- 15 нием нуля усилителя.

Предалагаемый фотомер обеспечивает независимость результата измерений от темнового тока и дрейфа нуля усилителей, т. е. повышает точность измерений и ис- 20 ключает необходимость специального отбора фотоприемников по темновому току, что упрощает и удешевляет эксплуатацию фотометр а.

Фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, светоделительное устройство, оптические тракты, 30 модулятор, фотопреобразователь с управляемым коэффициентом преобразования, синхронный коммутатор, дифференциальный усилитель, выход которого связан с управляющим входом фотопреобразователя, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены компаратор, два резисторных делителя напряжения, и интегратор, синхронный коммутатор выполнен трехканальным, причем к его первому выходу через резисторный делитель напряжения, выполненный управляемым, подключен один пз входов компаратора, второй выход связан со вторым входом компаратора и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход которого связан с третьим выходом синхронного коммутатора через второй резисторный делитель напряжения, а интегратор включен между выходом компаратора и управляющим входом резисторного делителя напряжения и связан с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Абрамсон Н. С. и др. Фотоэлектрическая установка для регистрации спектров комбинационного рассеяния света с повышенной точностью. Заводская лаборатория, 1968, т. XXVIII, № 7, с. 875.

2. Авторское свидетельство СССР № 630534, кл. G 01 Л 1/44, 1977 (прототип) .