Фотоэлектрический колориметр Советский патент 1956 года по МПК G01J3/50 G01J1/44 

Предметом изобретения является фотоэлектрический колориметр для измерения цвета излучения источников света и различных прозрачных и непрозрачных материалов в колориметрической системе, принятой Международной комиссией по освеи ению (МКО) в 1931 г.

В известных фотоэлектрических колориметрах с этой целью использовались фотоэлементы со светофильтрами, приводящими кривые чувствительности фотоэлементов к кривым удельных компонент X, Y я Z стандартного наблюдателя МКО (фиг. 1). Процесс измерения цвета с помощью этих колориметров сводится к последовательному определению величин трех фототоков и дальнейшему расчету цвета по известным соотношениям. Были предложены также схемы колориметров, в которых результаты измерений получаются непосредственно в виде точки пересечения трех стрелок гальванометров, расположенных в углах цветового треугольника.

Точность работы всех этих колориметров невелика, так как результаты измерений зависят от абсолютной интенсивности измеряемого излучения, которая может меняться в процессе измерений, а также от линейности шкалы примененных гальванометров. Кроме того, эти колориметры

ают значительные погрешности следствие неточного воспроизведения кривых сложения стандартного наблюдателя МКО, особенно криой X, имеюшей два трудно воспроизводимых .максимума. Получение начений относительных компонент цвета излучения системы МКО по результатам измерений с noMOHibio этих колориметров связано со сложными расчетами.

В предлагаемом фотоэлектрическом колориметре вместо измерения каждого из фототоков определяются нулевым компенсационным метолом их отношения, а результаты измерений получаются иепосредствешю в виде точки на стандартном цветовом графике колориметрической системы МКО. Для облегчения подбора СБС.тофильтров к кривой X, она выбирается со спектральной кривой, имеющей в пределах видимого спектра лишь один максимум. В связи с этим новый фотоэлектрический ко.юрн,метр отличается высокой точностью, скоростью и простотой измерений.

На фиг. 2 приведена принпипиальная схема предлагаемого фотоэлектрического колориметра.

Измеряемое - излучение воспринимается селеновыми фотоэле.мснтами /, 2 и 2,3 со светофильтрами, ириво,дящими кривые чувствительности фотоэлементов к кривым удельных

комиоиеит системы (А„, Y, Z). Фотоэлементы попарно нключеиы в две компепсациошшш схемы, таким образом, что каждый пз ппх нагружсп л1П1е)1иым потенциометром 4, 5, 6, 7, к контактам 8, 9, 10, П которых подключены два чувствительных нулевых гальванометра. Вместо четырех фотоэлемептов и двух гальванометров, изображепных на фиг. 2, возможно использование трех или меньше фотоэлементов и одного гальванометра, переключаемых из одпой компенсациониой схемы в другую.

Точки 9 и /О подключения гальванометров остаются в процессе измерений неизмененными, а подвижные контакты 8 и и перемещаются до получения нулевых отсчетов гальванометров 12. Легко показать, что расстояния подвижных контактов 8 nil потенциометров от начала потенциометров в положениях полной компенсации будут пропорциональны величинам отношений измеряемых фототоков.

С подвижными контактами потенциометров связаны два линейных указателя 13 и М, оси вращения которых располагаются в точках /5 и 16, лежан1их на оси X цветового графика. Цвет измеряемого излучения получается непосредственно на стандартном цветовом графике колориметрической системы МКО в виде точки, образуемой пересечением двух линейных указателей в положениях, соответствующих нулевым показаниям гальванометров.

Для облегчения подбора светофильтра, воспроизводящего компоненту Х, в колориметре вместо Международной кривой Х воспроизводится новая кривая „(фиг. 1), связанная с кривыми А .Уи Z международной системы линейными соотношениями и имеющая в пределах видимого спектора только один максимум.

С целью автоматизации процесса цветовых измерений, перемещение подвижных контактов потенциометров может производиться с помощью двух электродвигателей, на обмотки - - возбуждения которых- подаются усиленные разности потенциалов между подвижными и неподвижными контактами потенциометров.

Точка пересечения указателей в этом случае может быть связана с пишущим устройством и таким образом на цветовом графике может быть автоматически записана кривая изменения цветности при измерениях источников с меняющимся по времени излучением.

Предмет изобретения

1.Фотоэлектрический колориметр для измерения цвета излучения, содержащий фотоэлементы со светофильтрами для получения фототоков, пропорциональных компонентам цвета излучения, и цветовой график с расположенными на нем линейными указателями, точка пересечения которых определяет цвет излучения, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерений н получения результатов измерений, не зависящих от абсолютной интенсивности измеряемого излучения, фотоэлементы включены в компенсационные схемы, измеряющие отношение двух фототоков к третьему, а линейные указатели механически связаны с подвижными контактами потенциометров компенсационных схем.

2.Фотоэлектрический колориметр поп. 1, отличающийся тем, что, с целью получения непосредственного отсчета цвета на стандартном цветовом графике Международной колориметрической системы (система МКО), центры вращения указателей расположены на оси X цветового графика МКО, а компенсационные потенциометры установлены параллельно этой оси, для получения линейной связи тангенса угла поворота указателей с величинами отношений фототоков.

3.Фотоэлектрический колориметр по пп. 1 н 2, отличающийся тем, что, с целью облегчения подбора светофильтра, воспроизводящего кривую Х стандартного наблюдателя системы МКО, он выбирается с кривой спектрального пропускания, имеющей во всем диапазоне видииого спектра только одкн максимум, а спектральная чувствительность фотоэлемента с этим светофильтром связана с кривыми Л, Y и Z системы МКО линейными соотношениями.

4. Фотоэлектрический колориметр по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью автоматизации его работы, применены два электродвигателя, перемещающие подвижные контакты потенциометров в положения компенсации и питаемые от усилителей, на вход которых подается разность потенциалов между подвижными и нецодвижными контактами потенциометров.

TOOAnyj