Фотометр Советский патент 1986 года по МПК G01J1/44 

синхронизации 7, а его выходы - с первыми входами соответствующих блоков умножения 11.1, 11.2, 11. п, вторые входы которых через соответствующие блоки памяти 10.1, 10.2, 10 п соединены с выходами соответствующих блоков дифференцирования 9.1,

1

Изобретение относится к технике фотометрических измерений иможет быть использовано для измерения коэффициентов отражения и пропускания различных веществ.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения . влияния изменений темнового тока.

На чертеже представлена структурная схема фотометра.

Фотометр содержит последовательно соединенные оптическую систему 1, блок 2 временного разделения лучей, фотоприемный блок 3, коммутатор 4.1, 4,2, блок 5 вычитания и блок 6 изме- р)ений, а также блок 7 синхронизации, блок 8 формирования степенных функций, блоки 9.1, 9.2 и дифференцирования блоки 10.1, 10.2, 10,п памяти и блоки 11.1,11,2, 11.п умно- жения.

Блок 8 формирования степенных функций может быть выполнен в виде п последовательно соединенных блоков итегрирования, выходы которых соедине вы с первыми входами блоков 11.1, 11.2, 11 п умножения, -вторые входы которых через блоки 10 памяти соединены с выходами блоков дифференцирования, а выходы соединены с входами блока 5 вычитания, причем блоки дифференцирования последовательно подключены к второму выходу коммутатора 4. Блок 7 синхронизации подключен к блоку 2 временного разделения лучей и к блокам 8 и 4.1, 4.2.

Устройство работает следующим образом.

Монох:роматическое излучение проходит через оптическую систему 1, блок 2 временного разделения, лучей, фотоприемный блок 3 и далее в виде функции напряжения или тока поступае

9.2, 9 п. B,xoды блоков умножения 11.1,11,2, 11 п соединены с входами блока вычитания 5, причем вход первого блока дифференцирования 9,1 соединен с вторым выходом коммутатора 4,2. 1 ил.

5 0

5

0

5

4

на входы коммутаторов 4.1, 4.2. Под действием управляющих сигналов с блока 7 синхронизации в блок 3 вычитания поочередно поступают рабочий, эталонный, темновой и дополнительно - обработанньш блоком 8 формирования степенных функций, блоками 9.1, 9.2, 9.П дифференцирования блоками 10.1, 10,2, 10.П памяти и блоками 11.1, 11.2, 11.П умножения темновой сигна-. лы, В блоке 5 вычитания происходит вычитание темновых сигналов из фотосигналов каждого из каналов в отдель- ноети. Напряжение или токи с выхода блока 5 вычитания, пропорциональные световым потоком рабочего и эталонного каналов, подаются на вход блока б измерений, в котором осуществляется их дальнейшая обработка в соответствии с требуемой задачей.

Дополнительная погрешность, вносимая темновым током, на-результат измерений, компенсируется работой блока формирования степенныхфункций,блоками дифференцирования,памяти и умножения.

Обработка темнового сигнала происходит следующим образом.

Так как темновой сигнал представляет собой непрерывную и бесконечное число раз дифференцируемую функцию, абсолютные значения.производных которой ограничены, то ее можно разло- зкить в ряд Тейлора.

В паузах между полезными сигналами под действием управляющих сигналов с блока 7 синхронизации срабатывает второй коммутатор 4.2 и на вход первого блока 9.1 дифференцирования поступает темновой сигнал. Последовательно соединенные п блоков дифференцирования производят вьгчисление производных функции темнового сигнала. Полученные 31 ачеиия производных в

312329

конце паузы запоминаются в п блоках памяти, входы которых соединены с соответствующими выходами п блоков дифференцирования, и поступают па вторые входь п блоков умножения. 5

Во время действия эталонного или рабочего сигналов с блока 7 синхронизации поступает постоянный сигнал на вход блока 8 формирования степенных функций, выполненного в виг О де последовательно соединенных п блоков интегрирования, под действием которого на его выходах формируются

t t сигналы ,K,

t - длительность импульса эталонного или рабочего сигналов. Значения коэффициентов k, k ,... , k выбираются при настойке устройства в зависимости от конкретных условий и поставленной задачи. Количество блоков интегрирования, т. е. число п, определяется требуемор точностью измерений. Сигналы с выходов блока 8 формирования степенных функций пос- тупают на первые входы блоков умножения, на выходе которых формируются функции, равные значениям членов ряда Тейлора и поступающие на соотвествующие входы блока 5 вычитания . (функция ) формируется при помощи второго коммутатора 4.2 и фильтрующей емкости на втором входе блока 5 вычитания}. Блок 5 вычитания производит вычитание меняющегося во времени темнового сигнала из рабочего и эталонного сигналов. Выходные сигналы с его блока подаются на вход блока 6 измерений, а котором происходит их дальнейшая обработка в соответст- ВИИ с требуемой задачей.

Таким образом, введение в фотомет блока формирования степенных функций п последовательно соединенных блоков дифференцирования, п блоков памяти и п блоков умножения позволяет повыРедактор Н.Егорова

Составитель А.Чурбаков

Техред. О.Гортвай Корректор М.Шароши

2758/41

Тираж 778

Подписно

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

5

О

0

5

554

сить точность измерений путем умент 111о- ния влияния меняющегося во времени темнового сигнала.

Использование устройства п технике фотометрических измерений для определения коэффициентов отражения и пропускания различ ных веществ позволит повысить точность измерительного прибора без усложнения его конструкции, что особенно важно при малых уровнях входного сигнала.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий оптически связанные и последовательно установленные оптическую систему, блок временного разделения лучей и фотоприемный блок, к выходу которого последовательно подключены коммутатор, блок вычитания и блок измерений, а также блок синхронизации, вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока временного разделения лучей, а выходы соединены с управляющими входами коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьт шения влияния изменений темнового тока, в него введены блок формирования степенных функций п последова- ..; тельно соединенных блоков дифференцирования , п блоков памяти и п блоков умножения, вход блока формирования степенных функций соединен с первым выходом блока синхронизации, а его выходы соединены с первыми входами., соответствуюш х блоков умножения, , вторые входы которых через соответствующие блоки памяти соединены.- с выходами соответствующих, блоков дифференцирования, а выходы соединены с входами блока вычитания, причем вход первого блока дифференцирования соединен с вторым выходом коммутатора.

Подписное

Предлагаемый фотометр предназг- начен для измерения оптической плотности прозрачных сред, для количественного анализа газов, аэрозолей. жидкостей и для измерений малых усилий газовых сред. Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения влияния изменений темново- го тока. Фотометр содержит оптически связанные и последовательно установленные оптическую систему 1, блок временного разделения лучей 2 и фотоприемный блок 3, к выходу которого последовательно подключен коммутатор 4.1 и 4.2, блок вычитания 5 и блок измерений 6,а также блок синхронизации 7, вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока временного разделения лучей 2, а выходы соединены с управляющими входами коммутатрра 4.1 и 4.2. В фотометр , введены блок формирования степенных функций 8, памяти 10.1, 10.2, 10 п и блоков умножения 11.1, 11.2, 11 п. Вход бло ка формирования степенных функций 8 соединен с первым выходом блока а $ W