Способ определения максимального потока источника импульсного оптического излучения Советский патент 1988 года по МПК G01J5/00 

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам определения максимального потока источника импульсного оптического излучения, предназначенным для эталонного воспроизведения и передачи размера единшц 1 потока импульсного излучения.

Целью изобретения является повышение точности определения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа

Устройство для реализации способа содержит интегрирующую сферу 1, имеющую три окна. К одному окну пристыкован источник 2 непрерывного оптического излучения, к второму - исследуемый источник 3 импульсного излучения, к третьему - фотоприсмное устройство (ФПУ) 4. Генератор 5 импульсов осуществляет синхронизацию моментов времени работы обоих источников и элементов электрической схемы. Питание обоих источников осуществляется от общего дня всех элементов устройства блока питания (не показан) через соответствующие формирователи 6 и 7, связанные также с генератором 5 импульсов. Для усиления сигнала ФПУ 4 используют усилитель 8 установленный на выходе ФПУ 4. Для выделения соответствующих преобразованных ФПУ сигналов от каждого из источников 2 и 3 излучения в моменты времени внутри соответствующих интервалов длительности излучения обоих источников используют устройство 9 выборки и хранения информации, один из входов которого связан с выходом усилителя 8, а второй - fc генератором 5 импульсов, выход устройства 9 связан с входом устройства 10 сравнения, предназначенного для регистрации, сравнения амплитуд преобразованных электрических сигналов и выявления отклонений между ними, а также регистрации наличия или отсутствия этого отклонения. Выход устройства 10 связан с устройством II индикации. Регулирование потока излучения обоих источников 2 и 3 осуществляют при помощи соответствующих устройств 12 и 13 регулирования тока источника, связанных с одним из входов соответствующего формирователя 6 или 7 импульсов.

Способ осуществляют следующим образом.

Включают питание элементов устройства. Направляют в интегрирующую сферу 1 излучение от источника 2 с

известным значением потока излучения. Для того, чтобы установить это известное значение потока, регулируют с помощью устройства 12 значение тока источника 2 до его номинального

значения, соответствующего заданному потоку излучения. Затем преобразованный с помощью ФПУ 4 сигнал регистрируют с помощью устройства 11 индикации.

После чего в определенный момент времени выключают это излучение на заданный интервал времени, который устанавливают много меньщим времени работы этого источника. Момент выключения синхронизируют с помощью генератора 5 импульсов с направлением в интегрирующую сферу 1 излучения от исследуемого источника 3.

Первоначально устанавливают произвольное рабочее значение тока источника 3 при помощи устройства 13. Преобразованный с помощью ФПУ 4 сигнал от источника 3 также регистрируют с помощью устройства 11 индикации.

Момент времени выключения исследуемого излучения синхронизируют с моментом последующего направления в интегрирующую сферу излучения от источника 2. Регистрацию осуществляют от

каждого из источников излучения с помощью устройства 9 выборки и хранения информации в интервалы времени внутри соответствующих интервалов длительностей излучения обоих источНИКОВ. Момент начала каждой регистрации сигнала от исследуемого источника 3 устанавливают с задержкой времени от начала импульса этого источника в диапазоне 0,3-0,8 от величины его длительности. При этом саму регистрацию осуществляют в течение интервала времени, соответствующего 0,01-0,1 от его длительности. Зарегистрированные с помощью устройства выборки и хранения информации преобразованные электрические сигналы от обоих источников 2 и 3 сравнивают с помощью устройства 10 сравнения. При этом осуществляют сравнение амплитуд сигналов, соответствующих амплитудам суммарного сигнала ФПУ 4. В результате сравнения выявляют отклонение между соответствующими амплитудами. После этого изменяют соответствующим образом с помощью устройства 13 регулирования тока источника поток излучения источника 3, добиваясь отсутствия этого отклонения. С помощью устройства 11 индикации фиксируют отсутствие отклонения между значениями амплитуд преобразованных сигналов. После чего приписьшают размеру единицы максимального потока импульса излучения исследуемого источника 3 известное значение потока излучения источника 2 непрерывного излучения, ранее выставленное с помощью устройства 12 регулирования тока источника 2.

Задержка времени регистрации в процессе осуществления способа в диапазоне 0,3-0,8 от величины длительности излучения импульсного оптического источника обусловлена тем, что необходимо исключить влияние на точность определения неидентичности переходных процессов источников 2 и 3 между собой в момент их включения и выключения. Выбор интервала времени регистрации равным 0,01-0,1 от длительности импульса излучения определяется гарантированным постоянством значения сигнала, соответствующего максимальному потоку излучения источника, связанным с помехоустойчивостью реального преобразующего и регистрирующего тракта преобразованного электрического сигнала.

В процессе осуществления способа на ФПУ 4 попадает непрерывное во времени излучение, причем в процессе выявления и уменьщения отклонения амплитуд преобразованных сигналов амплитуда суммарного излучения, падающего на фотоприемное устройство, а следовательно, и преобразованный им сигнал максимально приближается к непрерывному и постоянному во времени, тем самым фотоприемное устройство работает не в режиме измерения, а в режиме обнаружения. Исключаются требования к стабильности тракта регистрации, повьппается динамический диапазон и резко уменьшаются требования к амплитудно-частотным характеристикам устройства.

Способ позволяет достигнуть погрешности определения максимального потока импульсного значения, равной 2% (неисключенная систематическая погрещность) и 1% (среднеквадрати- ческое отклонение), что в 3-4 раза меньше чем у известного способа.

Такие точностные параметры позволяют использовать способ для реализации воспроизведения единицы потока импульсного излучения в Государственном специальном эталоне единицы потока импульсного оптического излучения .

0 Формула изобретения

Способ определения максимального потока источника импульсного оптического излучения путем сравнения с

5 помощью интегрир тощей сферы потоков от исследуемог о источника оптического излучения и от источника непрерывного оптического излучения с изг1ест ным значением потока излучения в

Q непрерывном режиме работы этого источника, включаю1 1Ий направление попеременно в интегрирующую сферу излучения от источника с извест1 .1м значением потока излучения, преобразо5 вание этого излучения с помощью фотоприемного устройства в электрический сигнал, регистрацию, выключение этого излучения и направление в интегрирующую сферу излучения от исследуемого источника оптического излу- .чения, которое преобразуют в электрический сигнал с помощью того же фотоприемного устройства, регистрацию, выключение этого излучения, по результату сравнения которых судят о значении потока излучения исследуемого источника излучения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, выключение излучения от источника с известным потоком излучения осуществляют на задан- H)ie интервалы времени, которые устанавливают много меньшими времени работы этого источника, это выключение синхронизируют с моментом направления в интегрирующую сферу излучения от

исследуемого источника импульсного излучения, а момент выключения исследуемого излучения синхронизируют с моментом последующего направления

0 в интегрирующую сферу излучения от источника с известньгм значением потока излучения, при этом регистрацию соответствующих преобразованных сигналов от каждого из источников

5 излучения осуществляют в интервалы времени внутри соответствующих интервалов длительности излучения обоих источников так, что момент начала регистрации сигнала от исследуемого

0

5

0

5

источника устанавливают с задержкой времени от начала импульса этого источника в диапазоне 0,3-0,8 от величины его длительности, а регистрацию производят в течение интервала времени, соответствующего 0,01-0,1 от его длительности, сравнение преобразованных электрических сигналов производят путем сравнения их амплитуд с выявлением отклонений между ними и регистрируют это отклонение, после чего путем изменения потока

излучения исследуемого источника импульсного излучения добиваются отсутствия этого отклонения, а о значении потока излучения исследуемого источника импульсного излучения судят по известному значению потока излучения источника непрерывного излучения, размер единицы которого приписывают размеру единицы максимального потока излучения исследуемого импульсного источника оптического излучения.

Изобретение относится к энергетической фотометрии. Цель изобретения - повышение точности определения максимального потока источника импульсного оптического излучения. Сущность способа заключается в том, что излучение известного непрерывного источника и исследуемого источника импульсного излучения попеременно подается в интегрирующую сферу. При этом излучение непрерывного источника прерывается в момент появления импульса излучения исследуемого излучателя. Сигнал с фотоприемного устройства измеряется с задержкой относительно начала импульса с помощью схемы выборки и хранения. Импульсное излучение изменяют до тех пор, пока сигнал отклонения с выхода схемы выборки не станет равным нулю. Максимальное значение импульсного потока излучения определяется по значению потока непрерывного излучения . 1 ил. (Л