СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТОВОГО ПОТОКА Советский патент 1971 года по МПК H05B39/04 

Предлагаемый источник светового потока предназначен для калибровки промышленных установок (фотометров, спектрофотометров, колориметров и т. д.) для спектральных измерений, исследований параметров электроннолучевых трубок, фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей и электронно-оптических преобразователей.

Известен стабилизированный источник светового потока с лампой накаливания, расположенной перед оптическим выходным окном Н питаемой от регулируемого источника питания, содержащий цепь фотоэлектрической обратной связи, обеспечивающей автоматическую стабилизацию светового потока в плоскости указанного окна.

Цель изобретения - одновременное автоматическое поддержание постоянства заданной цветовой температуры источника.

Поставленная задача решается путем применения дополнительной цепи фотоэлектрической обратной связи, в которую введены светофильтр, выделяющий красную и синюю составляющие спектра, и измеритель отнощения электрических сигналов, пропорциональных этим составляющим.

мк

где мк. град.

Длина волны, соответствующая максимуму излучательной способности полного излучатели, обратно пропорциональна его абсолютной температуре. Следовательно, из-за изменения температуры нити накала распределение интенсш;ности излучения по спектру изменяется.

Исходя из того, что для любого излучения со сплошным спектром функция снектральнои интенсивности лучистого потока имеет максимум, и этот максимум для теплового излучателя смещается в сторону коротких волн при повышении температуры излучаемого тела, можно на основании сопоставления интенсивностей излучения на граничных частотах заданного спектра с дить об изменениях цветовой температуры.

Упомянутая цень фотоэлектрической обратной связи, служащая для регулирования цветовой температуры, поддерживает заданный спектральный состав излучения, наблюдая за постоянством отнощения интенсивностей излучения на граничных частотах заданного снектра; величина этого отношения полностью характеризует цветовую температуру.

на граничных частотах, управляется подводимая к лампе накаливания электрическая мощность, и таким образом поддерживается нужная цветовая температура.

На чертеже изображена структурная схема нредлагаемого стабилизированного источника света.

В цепь фотоэлектрической обратной связи, автоматически регулирующей световой ноток лампы / накаливания, установленной перед выходным оптическим окном 2 и питаемой (гг регулируемого источника 3 питания, входят модулятор 4, фотоэлектрический датчик 5, уснлитель 6, система 7 унравлсния и реверсивный исполнительный двигатель 8. Прн изменении но каким-либо нричинам светового потока лампы освещенность в плоскости оптического выходного окна 2 поддерживается постояпной путем изменения расстояния между лампой и плоскостью оптического выходного окна.

В цепь фотоэлектрической обратной связи, регулирующей цветовую температуру, входят модулятор 9 со светофильтром, фотоэлектрический датчик 10, избирательный усилитель 11, фазовый детектор 12, генератор 13 опорного сигнала, измеритель 14 отношения, усилитель 15 постоянного тока с регулирующим элементом и источник 3 питания лампы / накаливания.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток, излучаемый лампой / накаливания, поступает на оптическое выходное окно 2 и на модуляторы 4 и 9. Модуляция светового потока необходима для повыще1Н1я помехоустойчивости, точности и обеспечения возможности работы при обычном комнатном освещении.

В контуре регулирования светового потока промодулироваиный световой сигнал попадает на фотоэлектрический датчик 5, который преобразует световой поток в пронорциональный ему электрический сигнал, усиливающийся усилителем 6, и поступает на систему 7 управления. Система 7 управления преобразует усиленный сигнал с номощью исполиительного реверсивного двигателя 8 в механическое неремещение лампы накаливания относительно оптического выходного OKPia 2. При увеличении но каким-либо причинам освещеииости в плоскости оптического выходного окна, система 7 управления вырабатывает команду па удаление лампы от плоскости оптического выходного окна, а при уменьшении силы света - на приближение.

В коитуре регулирования цветовой темиературы модулятор 9 снабжен светофильтрами для выделения составляющих спектра (красной и синей). После модулятора сигнал ноступает на фотоэлектрический датчик 10, электрические сигналы с выхода которого усиливаются усилителем 11. После усиления сигналы, пропорциональные красной и синей составляющим спе;ктра, поступают на фазовый детектор 12, опорное напряжение для которого нодается с генератора 13 онорных папряже5 ПИЙ. С фазового детектора 12 сигналы, пропорциональные 1двум составляющим снектра, иостунают иа измеритель 14 отношеиня. С его выхода наиряжеиие, величина которого пропорциональна отношению красной и синей составляющих снектра, иостунает на усилнтел, 15. С выхода уснлителя сигнал поступает иа источник 3 питания, изменяющий подводимую к лампе / иакаливания электрическую мопность, а, следовательно, и цветовую темпсра5 туру.

Предположим, что частотный спектр излучения сместился в сторону коротких волн по причине изменения в структуре 1;ити накала лампы (а следовательпо, изменения омического сонротивления нити накала). Тогда интенсивность излучения, соответстБуюн1ая синей составляющей спектра, возрастет, а интенсивность излучения, соответствующая красной составляющей, - уменьщится, н нанряженне,

5 пропорциональное отнощению двух составляющих (красной и синей), поступающее с измерителя отношения на источник иитания лампы, также уменьшится, а, следовательно, уменьшится и подводимая к лампе злектриче0 екая мошность, и нроиорционально ей уменьшится температура нити накала. В итоге спектр излучения сместится в сторону длинных волн.

Противоположное воздействие па объект

5 регулирования происходит при смещении сиектра в стороиу длинных волн.

Таким образом, в результате одновременного действия двух ценей фотоэлектрической обратной связн, осуществляется поддержание

0 цветовой температуры на заданном уровне и одновременная стабилизация величнны и компенсации изменения светового потока в плоскости оптического выходного окна устройства.

Предмет изобретеиия

Стабилизированный источник светового потока, содержащий лампу накаливания, уста новленную перед оптическим выходны.м окном и нитаемую от регулируемого источника питания, и цепь фотоэлектрической обратной связи, обеспечивающей автоматическую стабилизацию светового потока в плоскости указанного оитического окна, отличающийся тем, что, с 5 целью одновременного автоматического поддержания постоянства заданной цветовой температуры источника, применена дополнительная цепь фотоэлектрической обратной связи, в которую введены светофильтр, выделяющий красную и синюю составляющие спектра, и измеритель отнощения электрических сигналов, пропорциональных этим составляющим.