Фотометр Советский патент 1989 года по МПК G01J1/04 

3150

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в измерениях, требующих высокую точность определения рассеивающих, отражательных и поглощающих свойств различных объектов в условиях нестабильности возбуждающего источника света.

Целью изобретения является повы- шение точности измерения рассеивающих, отражательных и поглощающих свойств различных объектов в условиях нестабильности возбуждающего ис -точника света при слабом и сверхсла- бон информационном световом потоке.

На чертеже представлена функциональная схема фотометра.

Фотометр содержит источник 1 возбуждающего света, кювету 2 с иссле- дуемым в.еществом, прерыватель 3 света, первый фотоэлектронный умножитель 4, первую схему 5 сравнения,бло 6 управления, регистр 7 задания кода схему 8 сравнения .кодов, первый уп- равляемык делитель 9 частоты, второй фотоэлектронный умножитель О, вто- рую схему 11 сравнения, первый элемент И-НЕ 12, второй элемент И-НЕ 13, вспомогательньй реверсивный счет чик 14, основной реверсивный счетчик 15, полупрозрачное зеркало 16, генератор 17 импульсов, управляемый формирователь 18 временных интервалов, второй управляемый делитель 19 часто ты, клемму 20 входной, управляющей шины,клемму 21 первого и клемму 22 второго входов фотометра, блок 23 формирования управляющих сигналов.

Источник 1 возбуждающего света оп тически связан через полупрозрачное зеркало 16, кювету 2 с исследуемым веществом, прерыватель 3 света с первым фотоэлектронным умножителем 4, а через полупрозрачное зеркало 16 связан также с вторым фотоэлектронным умножителем 10.

Выход первого фотоэлектронного умножителя подключен к прямому входу первой схемы 5 сравнения, инверсный вход которой является первым (клемма 21) входом фотометра, выход первой схемы 5 сравнения подключен к Бходу синхронизации с первого управляемого делителя 9 частоты, к выходу которого подключены первые входы первого 12 и второго 13 элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока 6 управления, первый в.ход которого подключен к выходу схемы 8 сравнения кодов, группа входов первого числа сравнения которой в соответствии с весом двоичных разрядов подключена к группе выходов регистра 7 задания кода, а группа входов второго числа сравнения подключена к группе выходов вспомогательного реверсивного счетчика 14. Суммирующий вход вспомогательного реверсивного счетчика 14 объединен с суммирующим входом основного реверсивного счетчика 15 и подключен к выходу первого элемента И-НЕ 12. Вычитающий вход вспомогательного реверсивного счетчика 14 объединен с вычитающим входом основного реверсивного счетчика 15 и с выходом второго элемента И-НЕ 13. Группа выходов схемы, 8 сравнения, кодов подключена к группе входов первого управляемого делителя 9 частоты и к труппе входов второго управляемого делителя J9 частоты, выход которого подключен к второму входу блока 6 управления, третий вход которого объединен с первым входом схемы 8 сравнения кодов и подключен к входной управляющей шине (клемме 20) фотометра. Второй вход схемы 8 сравнения кодов подключен к третьему выходу блока 6 управления, четвертьш-выход которого подключен к В ходу обнуления второго управляемого делителя 19 частоты, а пятый выход - к входам сброса в нулевое состояние управляемого делителя 9 частоты, вспмогательного 14 и основного 15 реверсивных счетчиков. Выход второго фотоэлектронного умножителя 10 подключен к прямому входу второй схемы 11 сравнения, инверсный вход которой является вторым входом фотометра (клемма 22). Выход второй схемы 11 сравнения подключен к первому входу управляемого формирователя 18 временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу генератора 1 7 импульсов, а выход - к четвёртому входу блока 6 управления, шестой выход которого подключен к прерывателю 3 света, а седьмой выход подключен к входу синхронизации второго делителя 19 частоты. К клеммам 21 и 22 подводятся постоянные напряжения.

Прерыватель 3 света служит для пррывания света и может быть реализо9150961610

и основного реверсивных счетчиков, света н подключенный по выходу к отлича.ющийся тем, .что, с прямому входу второй схемы сравне- целью повышения точности измерения ния, инверсный вход которой является

рассеивающих, отражательных и погло- вторым входом фотометра, выход вто- щающих свойств различных объектов в рой схемы сравнения подключен к пер- условиях нестабильности возбуждаю- вому входу управляемого формирова- щего источника света и повышения теля временных интервалов, второй чувствительности, в него введены по- вход которого подключен к выходу гелупрозрачное зеркало, вторая схемаю нератора импульсов, а выход - к чет- сравнения, управляемый формирова- вертому входу блока управления, ше- тель временных интервалов и второй стой выход которого подключен к пре- фотоэлектронный умножитель, оптиче- рывателю света, а седьмой выход под- ски связанный через полупрозрачное ключей к входу синхронизации второго

зеркало с источником возбуждающего15 управляемого делителя частоты.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в измерениях, требующих высокой точности определения рассеивающих, отражательных и поглощающих свойств различных объектов в условиях нестабильности возбуждающего источника света. Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициентов взаимодействия света и исследуемого вещества посредством устранения зависимости результата измерения от нестабильности возбуждающего источника света. Устройство содержит источник 1 возбуждающего света, кювету 2 с исследуемым веществом, прерыватель 3 света, первый фотоэлектронный умножитель 4, первую схему 5 сравнения, блок 6 формирования управляющих сигналов, регистр 7 задания кода, схему 8 сравнения кодов, управляемый делитель 9 частоты, первый элемент И-НЕ 12, второй элемент И-НЕ 13, вспомогательный реверсивный счетчик 14, основной реверсивный счетчик 15, полупрозрачное зеркало 16, второй фотоэлектронный умножитель 10, вторую схему сравнения 11, причем полупрозрачное зеркало 16 оптически связано с источником 1 возбуждающего света и с вторым фотоэлектронным умножителем 10, выход которого соединен с входом второй схемы сравнения 11, выход которой связан с соответствующим входом блока 6 формирования управляющих сигналов. 1 ил.

Составитель Е. Маколкин

TQvr.orT А Vnaouw Корректор И. Мускз Редактор Г. Волков Техред А.Кравчукн

Заказ 5792/33Тираж 466Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул, Гагарина,101

515

ван в простейшем случае в виде механического затвора, управляемого электромагнитом, причем при поступлении на вход потенциала логической еди- ницы затвор открыт, а логического нуля - затвор закрыт.

Каждая из схем 5 и 11 сравнения осуществляет сравнение величины амплитуды импульсов с выходов перво- го и второго фотоэлектронных умножителей 4 и 10 с порогами - величинами постоянных напряжений, подаваемых на клеммы 21 и 22 соответственно, прчем пороги выбираются таким образом, чтобы отсечь шумы диодных систем фотоэлектронных умножителей. С проявлением импульса с величиной амплитуды, превышающей пороговое значение, на выходе схемы сравнения появ- ляется импульс положительной полярности с длительностью входного импульса. Блоки 6,17,18 и 19 реализуют блок 23 формирования управляющих сигналов, который формирует сигналы для управления работой фотометра.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на клемму 20 входной управляющей шины пускового импульса положительной полярности предварительно обнуляются схема 8 сравнения, управляемый делитель 9 частоты, вспомогательный, и основной реверсивные счетчики 14 и 15. При этом блок 6 управления предварительно устанавлива ется в начальное состояние, а по заднему фронту пускового импульса происходит его запуск.

. Под действитем управляющего сигна ла блока 6 открывается прерыватель 3 света. На катод первого фотоэлектронного умножителя 4 поступает свет от кюветы 2 с исследуемым веществом ;интенсивностью. .

1, (1-%) 21,

где I - интенсивность возбуждающег

света;

Ч - коэффициент взаимодействия по данному эффекту света и вещества;

Эе - коэффициент, учитывающий отбор части возбуждающего полупрозрачным вер- калом 16.

Конечной целью измерения являетс измерения коэффициента взаимодействи света и вещества ..

.

66

Суммарньш импульсный поток с выхода первого фотоэлектронного умножителя 4 состоит из шумовой составляющей с интенсивностью п и информационной составляющей с интенсивностью

п

0, 1 od,(l -эе) П

ю и, 15 2025

ьа-т .г

го

50 и

55

ся, ия ...

. 35

где ci, - эффективность фотокатода.

На катод второго фотоэлектронного умножителя 10 поступает небольшая часть, отобранного с помощью полупрозрачного зеркала 16, возбуждающего света интенсивностью I - Эе. В результате на выходе второй схемы 11 сравнения формируется импульсный поток интенсивностью

Пд IQ ч Х.1,

где й,л - эффективность фотокатода второго фотоэлектронного умножителя.

Этот сигнал управляет работой блока 6 управления, а именно через управляемый формирователь 18 временных интервалов формирует длительность паузы Т между смежными импульсами генератора 20, длительность которой задает время накопления.

Через время AT, равное времени полного Срабатывания прерывателя 3 света, под действием управляющего сигнала блока 6 открывается на время Т первый элемент И-НЕ 12. Нормированные по амплитуде импульсы с выхода первой схемы 5 сравнения попадают через первый управляемый делитель 9 частоты с начальным коэффициентом деления k 1 на суммирующие входы вспомогательного и основного реверсивных счетчиков 14 и 15. В счетчиках накапливается сумма световых и шумовых импульсов Nj-. .

, Через заданное время Т прерыватель 3 закрывается, при этом зшементы И-НЕ 12 и 13 также закрыты.

Через время Т, равное времени полного закрывания прерывателя 3 света, под действием управляющего сигнала блока 6 открывается на время Т второй элемент И-НЕ 13 и через управляемый делитель 9 частоты на вычитающие входы вспомогательного и основного реверсивных счетчиков 14 и 15 поступает количество шумовьгх импульсов N, так как прерыватель Зв это время закрыт. Таким образом в счетчиках ii и 15 накопилось коли