СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВ ПУТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТОВЫХ СИГНАЛОВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ Советский патент 1973 года по МПК G04F10/00 

Изобретение относится к области приборостроения. Известны способы определения степениплотности веществ, основанные на использовании обтюратора, с помощью которого световой поток от источника излучения пропускают на приемник поочередно через измерительную и сравнительную кюветы. Переменная составляющая сигнала, получаемого от фотоприемника, пропорциональна разности интенсивностей световых потоков и служит мерой разности оптических плотностей сред в кюветах. Однако этому способу присущи нелинейность характеристик и зависимость показаний от интенсивности излучения источника световой энергии и старения фотоприемника. По предложенному способу имлульсы напряжения, получаемые от фотоприемника, лодают поочередно на два запоминающих конденсатора, интервал времени заполняют с момента окончания импульса больщей амплитуды до момента сравнения напряжений на конденсаторах тактовыми импульсами, поступающими на счетчик. Благодаря этому возможно повыщение точности измерения и получение линейной характеристики. Для обеспечения анализа концентрации несколько компонентов вещества коммутируют избирательные источники излучения, например помещенные в высокочастотное электрическое иоле ампулы, заполненные анализируемыми компонентами, и одновременно переключают ячейки буферной памяти. На фиг. 1 показана структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - временная диаграмма. Излучение от источника 1 раздваивают и полученные два луча пропускают через -модуляторы 2 и 3 и две кюветы 4 и 5 с анализируемым и сравнительным веществами соответственно. По выходе из камеп лучи собирают и подают на приемник 6 излучения. Модуляторы осуществляют поочередное пропускание лучей через кюветы и могут управляться любым способом, например, от мультивибратора. Синхронно с модуляторами открываются ключи 8 и 9, с помощью которых импульсы напряжения от приемника 6, усиленные усилителем 10, подают на запоминающие конденсаторы 11 и 12. Конденсатор 12, .получающий импульсы больщей амплитуды, щунтируют разрядным резистором 13. Напряжения на конденсаторах сравнивают с помощью нуль-органа 14. Для получения цифрового выхода используют генератор 15 стандартной частоты, соединенный со счетчиком 16 через ключ 17, открываемый синхронно с .ключом 8 и закрываемый импульсом от нуль-органа 14. Для

удобства считывания показаний способ предусматривает блок 18 буферной памяти.

Измерения по предложеиному способу проводят следующим образом.

При открывании ключей 8 и 9 синхронно с модулятора1М И заряжаются конденсаторы 11 и 12 до напряжений Uio и Uza (фиг. 2), пропорциональных интенснвностям потоков излучений Oi и Ф2, прошел;ших соответственно через кюветы 4 и 5.

и,, К-5.ф,; и,,:К-8.ф,.

В пе|риод, когда ключ 9 (фиг. 1) разомкнут, а клюЧ 8 замкнут, напряженне на конденсаторе 12 спадает по экспоненциальному заашну за счет разряда через резистор 13

/

и, и,,-е ,

где - постоянная времени разряда;

t - время разряда.

Через время tx после закрытия ключа 9 напряжение Uzo на конденсаторе 12, спадая, сравнивается с напряжением (/ю на конденсаторе 11

А. , К5Ф.,е ,

Учитывая, что потоки Ф и Ф2 связаны с коэффициентами поглощения la и ч веществ, заполняющих кюветы, соотношениями

Ф, Ф„е- э; ,

получаем

-. г

ФпЗ

откуда, логарифмируя, имеем соотнощение, определяющее закон преобразования величины fix в интервал времени ix,

t h (н-э - Нх).

Из этого выражения следует, что ix однозначно и линейно определяется разностью коэффициентов поглощения веществ в кюветах. Такие факторы, как колебания интенсивности излучения источника чувствительности приемника и коэффициента усиления усилителя, не оказывают влияния на точность преобразования. Цифровой выходной сигнал получают наконлением импульсов от генератора 15 на счетчике 16. Ключ 17 открывается в момент закрытия ключа 9, т. е. в момент начала разряда конденсатора 12. Через время ty. импульс нуль-органа 14 закрывает ключ 17. За время /ж на счетчике накапливается число , пропорциональное измеряемой величине |.1э-

|.1х, где / - частота следования импульсов генератора 15. Это число удерживается в счетчике 16 до момента закрытия ключа 8 и открытия ключа 9. В этот момент осуществляют перенос числа в блок буферной ламяти и

сброс на «О счетчика 16.

В следующие циклы переключения модуляторов процесс измерения повторяется в той же последовательности. По предложенному способу возможно поочередное цифровое измерение концентрации разных компопентов анализируемого вещества.

Для этого используют переключаемые источники излучения, обладающие заданными

спектральными характеристиками, налример, стеклянные ампулы, заполненные парами или газами, вводимые в высокочастотное электрическое поле. При переключении источников излучения одновременно переключают ячейку

буферной памяти.

Предмет изобретения

1.Способ определения степени плотности веществ путем преобразования световых сигналов в интервал времени, основанный на измерении их коэффициента поглощения поочередным пропусканием излучения через кюветы с анализируемым и сравнительным веществами от источника излучения к приемнику излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, получения линейной характеристики, имлульсы напряжения, получаемые от фотоприемника, подают

поочередно на два запоминающих конденсатора, интервал времени заполняют с момента окончания импульса больщей амолитуды до момента сравнения напряжений на конденсаторах тактовы.ми импульсами, поступающи1ми

на счетчик.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения анализа концентрации нескольких компонентов вещества, коммутируют избирательные источники излучения, например помен1,енные в высокочастотное электрическое поле ампулы, заполненные анализи руемыми компонентами, и одновременно переключают ячейки буферной памяти.

,