Логарифмирующий фотометр Советский патент 1991 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к фотометрии, и может широко применяться для анализа жидких и газообразных сред во многих отраслях про- мьгашенности: химической, нефтеперерабатывающей, медицинской и других.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого фотометра.

Фотометр содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2, фильтры 3, кювету , фотоприемник 5, устройство 6 управления, управляемый источник 7 напряжения, первый коммутатор 8 триггер 9, компаратор 10, логарифмирующий транзистор 11, операционный усилитель 12, источник 13 опорного напряжения, второй коммутатор 1А, источник 15 стабильного тока, третий коммутатор 16, устройство 17 запоминания и измерительное устройство 18, Последовательно расположенные источ- ник 1 излучения, оптическая система 2 фильтры 3 и кювета образуют оптический блок, на выходе которого стоит фотоприемник 5, соединенный с входом операционного усилителя 12, вьсход которого через второй и третий коммутаторы последовательно соединен с устройством 17 запоминания и измерительным устройством 18. Коллектор логарифмирующего транзистора 11 через первый коммутатор 8 подключается к входу операционного усилителя 12 и выходу управляемого источника 7 напряжения, а его эмиттер через второй

коммутатор 14 соединяется с выходами операционного усилителя Г2 и источника 15 стабильного тока. Кроме того, к эмиттеру логарифмирующего транзистора 11 присоединены вход третьего коммутатора 16 и один из входов компаратора 10, к второму входу которого подключен источник 13 опорного напряжения, а к выходу - информационный вход триггера 9. Выход триггера 9 соединен с входом управляемого источника 7 напряжения. Выход устройства 6 управления соединен с управляющими входами коммутаторов и триггера 9.

Фотометр работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения кол- лимируется оптической системой 2, фильтром ввделяется монохроматическая составляющая, которая проходит через

ккшсту i и попадает на фотоприемник 5. Сигнал с фотоприемника подается на вход операционного усилителя 12. Работа фотометра происходит в три стадии. Сначала коллектор и эмиттер логарифмирующего транзистора 11 соединены Коммутаторами 8 и 14 соответственно с входом и выходом операционнрго усилителя 12, выход которого соединен коммутатором 16 Tai же с входом запоминающего устройст- ва 17. Напряжение на выходе операционного усилителя, а следовательно, запоминающего устройства

I M Ч

1.,

МтУ

0

5

0

где К - постоянная Больцмана;

Т - температура перехода транзис

тора 11;

q - заряд электрона; Ig, - ток ботоприемника; 1о(Т) - ток утечки транзистора.

Затем коллектор логарифмирующего транзистора 11 коммутатором 8 соединяется с управляемым источником 7 напряжения, а эмиттер коммутатором 14 соединяется с источником 15 стабильного тока. Коммутатор 16 отсоединяет устройство 17 запоминания. Устройство управления сбрасывает

9 в состояние логического поэтому управляемый источник 7 напряжения вьщает на выходе нулевое напряжение, т.е. потенциал коллектора логарифмирующего транзистора 11 равен потенциалу его базы.

Напряжение на эмиттере транзистора определяется из следующего соотношения :

триггер О

и,- q

КТ , Ion

где I,

5

IO(T)

- опорный ток, задаваемый источником стабильного тока.

Компаратор сравнивает напряжение на змиттере логарифмирующего транзистора с напряжением, задаваемым источником опорного напряжения, которое

соответствует температуре перехода логарифмирующего транзистора, равной или большей, чем максимальная температура окружающей среды, при которой будет работать логарифмирующий

фотометр. Если величина напряжения на змиттере логарифмирующего транзистора 11 больше напряжения от источника опорного напряжения, то на выходе компаратора - логарифмическая

Г

в противном случае на выходе

компаратора - логический О.

В начале третьей стадии работы триггер по сигналу устройства управления запоминает значение уровня на выходе компаратора и подает его на управляемый источник напряжения. Если на вход управляемого источника напряжения подана логическая 1, он выдает напряжение. Происходит нагревание перехода рассеиваемой мощностью. При циклической работе устройства в переходе транзистора устанавливается стационарный температурный ре- g лью повышения точности измерений.

жим, а на входе измерительного устройства значение логарифма входного тока не зависит от окружающей температуры.

Изобретение позволяет погрешность измерения уменьшить в полтора раза, долговременная стабильность увеличивается в два раза.

Формула изобретения

Логарифмирующий фотометр, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого установлены оптическая система, фильтры и кювета, на выходе которой установлен фотоприемСоставитель А.Чурбаков Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 1893Тираж 342Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

325n

ник

10

, соединенный с операционным усилителем, выход которого через второй и третий коммутаторы соединен с устройством запоминания, к выходу которого подключено измерительное устройство, а также содержит логарифмирующий транзистор, база которого соединена с общей щиной, устройство управления, первый коммутатор и источник опорного напряжения, причем устройство управления соединено с управляющими входами всех коммутаторов, о т- личающийся тем, что, с де

в него введены компаратор, триггер, управляемый источник напряжения и источник стабильного тока, соединенный с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен с эмиттером логарифмирующего транзистора и с одним входом компаратора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а вьс:од через триг- гер и управляемый источник напряжения соединен с входом первого коммутатора, другой вход которого соеди- нён с входом операционного усилителя, а вькод - с коллектором логарифмирующего транзистора, причем управляющий вход триггера соединен с устройством управления.

Изобретение относится к аналитической измерительной технике, а именно к фотометрии, и может применяться для анал,1яа жидких и газообразных сред в различных отраслях промышленности как в лабораторных, так и в производственных условиях. Цель изобретения состоит в повышении точности измерений. В данном устройстве имеются источник стабильного тока 15, компаратор 10, триггер 9, управляемый источник напряжения 7, при помощи которых попеременно с логарифмированием производятся контроль и поддержание температуры логарифмирующего транзистора 11. 1 ил. (Л