Дозиметр ультрафиолетового излучения Советский патент 1988 года по МПК G01J1/04 G01J3/18 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для измерения дозы ультрафиолетового излучения, получаемой животными и расте- ниями как при естественном, так и при искусственном освещении.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерения дозы.

На фиг. 1 изображена кинематичес- кая схема дозиметра; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. А - блок-схема системы регистрации дозы ультрафиолетового излучения.

Дозиметр ультрафиолетового излучения содержит расположенные по ходу излучения входную оптическую систему 1, например интегрирующую сферу, спектрограф 2 с диспергирующим эле- ментом 3, выполненным в виде вогнутой дифракционной решетки, на фокальной поверхности 4 которого установлена корригирующая диафрагма 5, конденсатор 6, фотоприемник 7, соединенньш с системой 8 регистрации. Кроме того дозиметр содержит сканирующее устройство 9, состоящее из пружины 10, микрометрического винта 11, двух поворотных рычагов 12 и 13, оси 14 и 15 вращения которых параллельны направлениям штрихов дифракционной решетки 3, причем рычаг 12 выполнен в виде двух телескопически связанных труб 16, 17, а ось 14 его вращения проходит через вершину дифракционной решетки 3; ось 15 вращения второго рычага 13 проходит через центр окружности фокальной поверхности 4 спектрографа 2. Оба рычага 12, 13 связаны общей осью 18 вращения, лежащей на фокальной поверхности 4 и жестко связанной со спектральной щелью 19, общая ось вращения параллельна ножам спектральной щели 19 и проходит че- рез ее центр. Труба 16 жестко соединена с шариком 20 и образует вместе с пружиной 10 и микрометрическим винтом 11 синусньш механизм. Система 8 регистрации дозы ультрафиолетового излучения состоит из масштабируемого декадного усилителя 21, выход которого соединен с входом преобразователя 22 напряжение - частота, выход

преобразователя 22 напряжение - частота соединен с сигнальными входами логического устройства 23 и декадного усилителя 24, чей выход связан последовательно со счетчиком 25 имс

5

0 5 0 0 5

0

пульсов индикации дозы и системой 26 индикации дозы, управляющий вход логического устройства 23 связан с выходом генератора 27 импульсов секундной длительности, выходы логического устройства 23 связаны с входом устройства 28 сравнения кодов, выходы которого соединены с входами управления коммутатора коэффициента усиления масштабируемого декадного усилителя 29 и коммутатора коэффициента деления декадного делителя 30. Кроме того, на фиг. 4 показана система 31 индикации ультрафиолетовой интенсивности, вход которой соединен с выходом логического устройства 23 и блока 32 сброса в нуль.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно осуществляют калибровку корригирующей диафрагмы 5. Входное окно интегрирующей (Сферы 1 освещают эталонным источником, создавая в плоскости входного окна сферы 1 известную спектральную плотность

энергетической освещенности Е„ Корригирующая диафрагма при этом снята. Проводят измерения сигнала фотоприемника Кту) в зависимости от длины волны. Длина волны изменяется с помощью микрометрического винта 11 сканирующего устройства 9. Выполнение сканирующего устройства в виде синусного механизма обеспечивает линейную зависимость длины волны на выходе спектральной щели 19. Сигнал дозиметра i( /), пропорциональньш Е( А), снимают с табло системы 34 индикации. Сигнал 1гд связан со спектральной чувствительностью дозиметра ЗС Д), которая определяется спектральным коэффициентом пропускания его оптических элементов, спектральной чувствительностью фотоприемника и спектральной плотностью энергетической освещенности ЕС) на входе дозиметра соотношением

i( A)S(7) E(7). (1) Из соотношения (1) определяют чувствительность прибора без корригирующей диафрагмы

.-iM

ЕСЛ)

(2)

Определяют коэффициент пропускания корригирующей диафрагмы в зависимости от длины волны из соотношений К(7).. S( A)const;

KM

const EU) Ш)

В дозиметре применена на входе интегрирующая сфера, поэтому входная

спектральная щель освещается равномерно по всей поверхности. Конден- сатор 6 представляет собой оптический волоконньш жгут из нерегулярно уложенных кварцевых волокон, следовательно, профиль корригирующей диафрагмы 5 должен представлять собой прорезь, симметричную относительно меридиональной плоскости спектрографа. Высота прорези в каждой спектральной координате на фокальной поверхности спектрографа пропорциональна K(9v) и определяется соотношениями (3)5 причем G определяется из первого соотношения (3) при минимальном значении чувствительности 5у,;(о) в пределах рабочего интервала длин волн. Высота диафрагмы в этом случае на длине волны ; равна размеру вертикального изображения 1 входной щели в фокальной плоскости 4 спектрографа

(o).(4)

Определенный таким образом профил корригирующей диафрагмы может быть изготовлен методом фотолитографии.

Затем в фокальную поверхность спектрографа устанавливают корригирующую диафрагму, после чего чувствительность спектрофотометра не зависит от длины волны и равна (). Спектральная щель сканирующего устройства выводится из рабочей зоны фокальной поверхности спектрографа, и дозиметр готов для измерения дозы. Измеряемое излучение поступает на вход интегрирующей сферы 1. Устройством 32 сброса в нуль устанавливается начальное нулевое состояние блоков , при этом устанавливается минимальный коэффициент усиления масштабируемого декадного усилителя 21 при включении соответствующего ключа коммутатором коэффициента усиления масштабируемого декадного усилителя 29. Сигнал с фотоприемника 7 поступает на вход масштабируемого декадного усилителя 21, усиливается и поступает на вход преобразователя 22 напряжение - частота, с его выхода нормированные по длительности и амплитуде импульсы, частота следования которых пропорциональна входному напряжению, поступают на сиг

10

15

20

нальный вход логического устройства 23, которое считает поступающие в него импульсы в течение 1 с в период действия на его управляющем входе импульса, поступающего с выхода генератора 27 импульсов секундной длительности. Двоичный код состояния счетчика после окончания измерений сравнивается с кодами, записанными в памяти устройства 28 сравнения кодов, которое выдает в зависимости от состояния счетчика логического устройства 23 либо сигнал перегрузки, либо сигналы по установке коэффициента усиления К, масштабируемого декадного усилителя 21, соответствующего наименьшей относительной погрешности (т.е. когда только в старшем разряде индикаторного устройства 31 ноль, а показание следующего разряда отлично от нуля), и по установке такого значения коэффициента делителя декадного счетчикового де

д, чтобы К, К. 1. При этом

лителя

сигнал с выхода преобразователя 22 напряжение - частота поступает на вход декадного усилителя 24, который таким образом сохраняет цену деления шкалы системы 26 индикации. С выхода усилителя 24 импульсы поступают на вход счетчика 25 импульсов индикации дозы и индицируются системой 26 индикации дозы.

Формула изобретения

0

5

0

5

Дозиметр ультрафиолетового излучения, содержащий расположенные по ходу излучения входную оптическую систему, спектрограф с диспергирующим элементом, выполненным в виде вогнутой дифракционной решетки, на фокальной поверхности которого установлена корригирующая диафрагма, конденсор, фотоприемник, соединенный с системой регистрации дозы излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения дозы, в него дополнительно введено сканирующее устройство, состоящее из пружины, микрометрического винта, шарика, спектральной щели, двух поворотных рычагов, оси вращения которых параллельны направлениям штрюсов вогнутой дифракционной решетки, причем первьй из рычагов выполнен в виде двух телескопически связанных труб.

а его ось вращения проходит через вершину дифракционной решетки, ось вращения второго рычага совпадает с центром кривизны фокальной поверх- ности спектрографа, оба рычага связаны общей осью вращения, лежащей на фокальной поверхности спектрографа и жестко связанной со спектральной щелью, общая ось вращения параллельна спектральной щели и проходит через ее центр, одна из труб, связанная с осью вращения первого рычага, жестко соединена с шариком и образует вместе с ним, с пружиной и микрометрическим винтом синусный механизм система регистрации дозы излучения включает масштабируемый декадньш усилитель, вход которого соединен с фотоприемником, а выход - с входом

5

преобразователя напряжение - частота, выход преобразователя напряжение - частота соединен с сигнальными входами логического устройства и декадного делителя, выход декадного делителя соединен через счетчик импульсов индикации дозы с системой индикации дозы, управляющий вход логического устройства соединен с выходом генератора импульсов секундной длительности, выходы логического устройства и генератора импульсов секундной длительности соединены с входами устройства сравнения кодов, выходы которого соединены через коммутатор коэффициента усиления с масштабируемым декадным усилителем и через коммутатор коэффициента деления - с декадным делителем.

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в различных областях народного хозяйства J / Л7 / 1 как при естественном, так и при искусственном освещении для измерения дозы ультрафиолетового излучения. Цель изобретения - повышение точности измерения дозы. Устройство содержит входную оптическую систему 1, спектрограф 2 с диспергирующим элементом 3, корригирующую диафрагму 5 на фокальной поверхности 4, конденсатор 6, фотоприемник 7, систему 8 ре- гистрапии, сканирующее устройство 9. Сканирующее устройство состоит из пружины 10, микрометрического винта 11, двух поворотных рычагов 12 и 13, оси вращения которых параллельны направлениям штрихов дифракционной решетки, причем первый из рычагов выполнен в виде двух телескопически связанных труб. Оба рычага связаны общей осью вращения, лежащей на фокальной поверхности спектрографа. 4 ил. € сл /Z со 4 О Од

фиг.2

fS сриг-З

фие.4