Фотометр Советский патент 1984 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к технической физике, а именно к фотометрии , и может быть использовано при изменении оптических сигналов с помощью ФЭУ при различных дазических исследованиях.

Известны фотометры, используеые для измерения потоков оптического излучения в режиме счета фотонов, содержащее фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)/ импульсный усилитель и блок обработки сигнала .

Наиболее близким техническим , решением к изобретению является фотометр, содержащий ФЭУ и блок обработки EZj .

Недостатком известного фотометра является низкая помехоустойчивость к электромагнитным помехам. Помеха в виде импульсной последовательности в широком диапазоне амплитуд и длительностей при воздействии на ФЭУ вызывает в анодной цепи умножителя импульсы аналогичмле его собственным темновым и Фотоимпульсам. Это Зс1трудняет или деЛает вообще невозможным разделение импульсов помехи и ФЭУ, в результате чего они регистрируются совместно. Гладкая электромагнитная помеха, которая имеет гармонические сосггавляющие, попадающие в полосу пропускания импульсного усилителя, также нарушает нормальную работу фотометра. При амплитуде помехи, не вызывающей срабатывания дискриминатора, происходит модуляция последовательности импульсов ФЭУ за счет смещения рабочей точки диcкpи в нaтора под действием помехи. Если же амплитуда помехи превышает уровень дкскригданации, тО измерительный тракт полностью блокируется на время этого превышения что делает его нечувствительным к импульсам умножителя. Низкая помехоустойчивость фОтомбтра требует тщательной экранировки ФЭУ и фильт рации напряжения его питания, что ограничивает область применения фотометра, а при высоком уровне электромагнитных помех делает ) использование невозможным.

Цель изобретения - повьошение помехоустойчивости к импульсным и низкочастотным электромагнитным помехам.

Поставленная цель достигается тем, что в известный фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) и блок обработки, введены два дифференциальных усилителя, два регулируемых усилителя, дифференциальный дискриминатор, аттенюатор и электронный ключ, причем один из входов первого дифференциального усилителя соединен с анодом ФЭУ,

вход с противоположной инверсией второго дифференциального усилителя сое- динен с последним динодом ФЭУ, а вторые входы обоих дифференциальных усилителей каждый через свой регу5 лируемый усилитель подключены к одному из предыдущих динодов ФЭУ, при этом выход первого дифференциального усилителя соединен через электронный ключ с блоком обработки и непосред10 ственно - с сигнальным входом дифференциального дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, а выход второго дифференциального усилителя

15 через аттенюатор соединен с входом нижнего уровня дифференциального дискри1«1натора и непосредственно - с входом верхнего уровня дифференцигшьного дискриминатора.

(. На чертеже показана схема устройства.

Фотометр содержит ФЭУ 1 и блок обработки 2, два дифференциальных усилителя 3 и 4, два регулируемых

5 усилителя 5 и 6, дифференциальный

дискриминатор 7, аттенюатор 8 и элект ронный ключ 9,причем один из входов первого дифференциального усилителя 3 соединен с анодом ФЭУ I, вход с про тивоположной инверсией второго диф0 фёре«циальиого усилителя 4 соединен с последним динодом Ф 1, а вторые входы обоих дифференциальных усилителей 3 и 4 каждый через свой регулируемой усилитель 5 и 6 подключены

5 к одному из предыдущих динодов ФЭУ 1 при этом выход первого дифференциального усилителя 3 соединен через электронный ключ 9 с блоком обработ ки 2 и непосредственно - с сигналь0 ным входом дифференциального дискриминатора 7, выход которого подключен к управлякядему входу электронного ключа 9, а выход второго дифференциального усилителя 4 через ат5 тенюатор 8 соединен с входом нижнего уровня дифференцигшьного дискриминатора 7 и непосредственно - с входом верхнего уровня дифференциального дискриминатора 7.

Устрайство работает следукяцим образом.

При воздействии на ФЭУ 1 импульсной и гладкой электромагнитных помех в его аноднс и динодных цепях возннкает напряжение помехи с различ. ным соотнсяаением импульсной и гладкой составляюпдах. С.анода и последнего динода ФЭУ 1 напряжение помехи поступает на входы дифференциальных усилителей 3 и 4. На их входы с про0 тивоположной инверсией напряжение помехи с одного из предыдущих динодов поступает через регулируемые усилители 5 и б, изменением коэффициента передачи которых добивают5 ся компенсации гладкой составляющей помехи Hd выход ис дифференциальных усилителей 3 и 4. Оставшаяся нег;скомпенсированной импульсная составляющая помехи поступает в анодном нале на нормально разомкнуты } электро Ш9Й ключ 9 и на сигнальный вход дифференциального диск имин атора 1 , в динодном канале на вход верхнего уровня дифференциального дискриминатора 7 и на его вход нижнего уровня через аттенюатор 8 с ослаблением на несколько процентов. Прямей и ослабленный импульс помехи с выхода ди фЕ нциального усилителя образуют узкую зону срабатывания, дифф« е1Здяаяьного дискриминатора 7 Вероятность попрания амплитуды выходного импульса дифференциаль1юго усилителя 3 в эту зону оказывается очень низкой, поэтому диффе ренциальный дискри1и инатор 7 в большинстве случаев не срабатывает от икшульса помехи, электронный ключ 9 остается разомкнутым и импульсы . помехи не регистрируются. Темнояле и фотоимпульсы ФЭУ 1 имеют на аноде и последнем днноде умножителя противоположную полярность и одинаковую амплитуду, а.на динодах, отстающих от последнего более чем на два динода, их амплитуда пренебрежимо мала. Независимсэ от коэффициента передачи регулируемых усилителей 5 и б и в результате переворота фазы в дифференциальном усилителе 4 импульсы ФЭУ 1 на выходе дифференциальных усилителей 3 и 4 имеют .одинаковую полярность и амппитуду. Эти импульсы поступают на дифференциальный дискриминатор 7 и вызывгиот его срабатывание , так как в этом случае амплитуда импульсов анодного каналг) всегда будет попадать s зону сраба-, тывания, образованную динодными импульсами. В результатеэлектронный ключ 9 замыкается и импульсы ФЭУ 1 поступают в блок обработки 2, где они проходят дискриминацию, стандартизацию, интегрирование или подверггиотся другой необходимой обработке. Предложенное изобретение позволяет получить повышенную помехоустойчивость одновременно к импульсным и гладким электромагнитным помехам. Допустимый уровень напряжения помехи на электродах ФЭУ, не влййкиий на работу фотометра, может быть увеличен в 30-50 раз в зависимости от .арактера помехи. Соответственно снижаются требования к эффективности экранирования и фильтрации цепей питания умножителя, что позволяет использовать фотометр в сложных измерительных комплексах в условиях интенсивных электромагнитных помех и высоких требований к электромагнитной совместимости входящей в них аппаратуры при минимальных габаритно-весовых показателей.

, ФОТОМЕТР, содер хащиГ; фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) и блок обработки, о t л и ч a ю щ и и с я тем, что г с целью повышения помехоустойчивости к импульсным и низкочастотным электромагнитным помехам, в него введены два дифференциаль№1Х усилителя, два регулируемых усилителя, дифференциальный дискримиHiaxop, аттенюатор и электронный ключ, причем один из входов первого дифференциального усилителя соединен с анодом ФЭУ, вход с противоположной инверсией второго дифференциального усилителя соединен с последним динодом ФЭУ, a вторые входы обоих дифференциальных усилителей каждый через свой регули..руе№ай усилитель подключены к одному из предагдущих динодов фЭУ, при этом выход первого дифференциального Усилителя соединен Через электронный ключ с блоком обработки и. непосредственно - с сигнальным входом дифференциального дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, a выход второго дифференциального .усилителя :через аттенюатор соединен с входом, нижнего уровня дифференциального дискриминатора и непосредственно с входом верхнего уровня дифференциального дискриьинатора.