Преобразователь оптической плотности веществ в интервал времени Советский патент 1985 года по МПК G04F13/02 

I

Изобретение относится к измеритепьнон технике и может найти применение для автоматического контроля технологических процессов.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На чертеже изображена структурная схема преобразователя.

Преобразователь оптической плотности вещесгв в интервал времени содержит источник 1 лучистой энергии с оптической системой, включагацей в себя призму 2, зеркала 3 и 4, непрозрачный экран 5 с двумя узкими прозрачными окнами 6 и 7 Модулятор 8, установленный между источником 1 лучистой энергии и кюветами 9 и 10, выполнен в виде непрозрачного диска, вращающегося от синхронного двигателя 11 с постоянной скоростью. В диске имеется прозрачное окно, которое увеличивается по Направлению вращения по экспоненциальному закону. Этим обеспечивается поочередное пропускание через кювету 9 с исследуемым веществом и кювету 10 со сравнительным веществом лучистой энергии от источника 1, интенсивность которой уменьшается во времени по экспоненциальному закону. Световые потоки, прощедшие через упомянутые кюветы, фокусируются оптической системой, состоящейJнапример из призмы 12 и двух зеркал 3 и 14, на фотоприемник 15, где они преобразуются в электрический сигнал, который усиливается в усилителе 16. Усиленный в усилителе 16 сигнал подается на компаратор 17 и формирователь 18 импульсов, выходы которых подключены к входам RS-триггера 19. Выход триггера 19 соединен с одним входом логического элемента И 20, второй вход которого подключен к выходу генератора 21 импульсов эталонной частоты, а выход - через электронный ключ 22 с входами реверсивного счетчика 23 импульсов. Электронный ключ 22 управляется выходом счетного триггера 24, вход которого соединен с выходом формирователя 18 импульса.Электронный ключ 22 может находиться в двух устойчивых положениях по командам со счетного триггера 24, при этом и одном случае он обеспечивает пропускание импульсов с генератора.

7 3852

21 на суммирующий вход реверсивного счетчика 23, а в-другом - на его вычитающий вход.

Преобразователь оптической плотности веществ в интервал -времени работает следующим образом.

Кювета 9 заполняется исследуемым веществом. Излучение от источника 1 лучистой энергии делится на два

o луча - сравнительный и измерительный, которые проходят поочередно через модулятор 8 интенсивности излучения и соответственно через кювету 9 с исследуемым веществом в

5 кювету 10 со сравнительным .веществом. Модулятор 8 через свое прозрачное окно осуществляет поочередное пропускание лучей через упомянутые кюветы. При этом интенсивность входящего в кюветы излучения зтченьщается по экспоненциальному закону. По выходу из кюветы 9 и 10 лучи фокусируются на фотоприемнике 15, где они преобразуются в пропорциональный электрический сигнал, усиливаемьй в усилителе 16. В момент начала пропускания луча через кюветы на фотоприемнике 15 образуется импульс напряжения,

0 который усиливается усилителем 16 и подается на формирователь 18 импульса.

Импульс напряжения, полученный с формирователя 18 импульса, в момент начала прохождения излучения через кювету 10 со сравнительным веществом переключает RS-триггер 19 и счетньй триггер 24. На их выходах, соединенных соотв.етственно с одним входом логического элемента И 20 и управляющим входом электронного ключа 22, появляется логическая 1. Поэтому, импульсы напряжения с генератора 21, выход которого соединен с другим входом логического элемента И 20, начинают поступать через этот логический . элемент и электронный ключ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 23. Импульсы напряжения с генератора 21 подсчитываются (суммируются ) счетчиком 23 до тех пор, пока величина сигнала, поступающего на вход компаратора 17, достигнет наперед заданного уровня, равного опорному сигналу. В .этот момент времени компаратор I7 изменяет свое состояние, и на его выходе появляется сигнап, соответствующий логической 1, Этот сигнал переключает Р5-триггер 19, при этом на его выходе появляется О. Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 перестают проходить на суммирующий вход реверсивного счетчика 23. Счетчик 23 за рассмотренный интервал времени подсчитывает число импульсов пропорциональное оптической плотности сравнительного вещества, которым заполнена кювета 10.

После этого луч света начинают пропускать черезкювету 9 с исследуемым веществом, В момент начала пропускания луча через кювету 9 на фотоприемнике 15 образуется импульс напряжения, который усиливается усилителем 16 и подается на формирователь 18 импульса. Импульс напряжения, полученный с формирователя 18 импульса, переключает р5-триггер 19 и счетный триггер 24. При этом на выходе RS-триггер а, соединенного с одним входом логического элемента И 20, появляется 1, а на выходе счетного триггера 24 появляется О. Изменение состояния счетного триггера 24 приводит к переключению электронного ключа 22. Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 через эле:мент И 20 и электронный ключ начина173385.4

ют поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 23. Это происхо,дит до тех пор, пока величина сигнала, поступающего на вход компаратора 17, достигнет наперед заданного уровня, равного опорному, сигналу. В этот момент времени компаратор 17 изменяет свое состояние, и на его выходе появляется сигнал . Этот

10 сигнал переключает RS-триггер 19,

на выходе появляется О. Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 перестают проходить на вычитающий вход реверсивного счетчика 23. Из

fS счетчика 23 за рассматриваемый интервал вычитается такое число импульсов, -которое пропорционально оптической плотности исследуемого вещества. Таким образом, в счетчике

20 23 в этот момент времени записывается число импульсов,.пропорциональное разности временных интервалов, сформированных соответственно при прохождении излучения через кювету

25 10 и кювету 9. Этот результат поступает на блок индикации и характеризует разность оптических плотностей сравнительного и исследуемого веществ.

При этом колебания интенсивности излучения от источника I, чувствительности фотоприемника 15 и усилителя 16 на точность преобразования не влияют.

го

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий две кюветы и источник лучистой энергии, между которыми установлен модулятор лучистой энергии, фотоприемник с усилителем, электронный ключ, PS-триг- . гер, отличающийся тем. что, с целью повышения точности контроля, в него введены компаратор, формирователь импульса, логический элемент И, генератор импульсов эталонной частоты, счетный триггер и реверсивный счетчик импульсов с буферной памятью, при этом вход компаратора и вход формирователя импульсов соединены с выходом усилителя фотоприемника, а их выходы с входами RS-триггера, выход которого подключен к одному входу логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом генераQ тора импульсов эталонной частоты, 9 а выход - через электронный ключ с (Л входом реверсивного счетчика импульсов, причем электронный ключ с подключен к выходу счетного триггера, вход которого соединен с выходом формирователя импульса, при этом модулятор лучистой энергии выполнен в виде вращающегося с постоян ной скоростью диска d отверстием, вы00 полненным расширякзщимся в направсо лении вращения диска по экспоненте. 00 О1