Денситометр Советский патент 1980 года по МПК G01J1/22 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а более конкретно, к устройствам фотометрирова ния поглощающих сред и может быть использовано для калибровки нерассе вающих и диффузных ослабителей свет применяемых при сенситометрических испытаниях фотографических материалов. Известно устройство для сравнени интенсивности двух свбтовьдх потоков содержащее осветитель, проекционную оптическую систему, ослабитель светового потока и регистрирующую сист му l| .. Однако оптические клинья, примен емые в качестве ослабителей, позвол ют, изменять световой поток в раз, но имеют такие недостатки, как значительные размеры (порядка 200-300 мм) и спектральную селектив ность, вносящую погрешности в измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее осветитель, измерительный канал и канал сравнения, включающий поворотный И выходной поляризаторы и проекционную оптическую систему 2 . Недостатком данного устройства является то, что поляризационный ослабитель и визуальное сравнение потоков не позволяют проводить измерения оптической плотности выше 3,04,0 по одному диапазону и не позволяет измерять плотности образцов,имеющих даже незначительную цветность, ошибка измерения из-за достаточно низкой контрастной чувствительности глаза составляет 0,01-0,02 единицы плотности по всему диапазону. На точность измерения оптической плотности большое влияние оказывает деполяризованный рассеянный свет. Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения влияния рассеянного деполяризованйого света. Указанная цель достигается тем, что поляризационный денситометр, содержащий осветитель, измерительный канал и канал сравнения, включающий входной, поворотный и выходной поляризаторы и проекционную оптическую систему, снабжен блоком формирования сигнала, катушкой соленоида, в которой размещены оптические элементы, выполненные из магнитооптическото стекла, блоком считывания,источНИКОМ опорного сигнала, блоком синхронного детектора, блоком сведения сигналов с серводвигателем и с фотоприемником блоком регистрации,причем катушка соленоида подключена к источнику опорного сигнала .синхронного детектора блока регистрации,вход синхронного детектора подключен через усилитель к фотоприемннку, а выход к серводвигателю, вал которого связан с поворотным поляризатором,а поляризатор в измерительном канале установлен так-, что плоскость поляризации составляет 45 с плоскостью поляризации поляризатора в измерительном канале.

На чертеже представлена схема денситометра.

Денситометр состоит из источника 1 света и конденсатора 2. В измерительном канале последовательно расположены измеряемый образец 3, поляризационная призма 4 и прямоугольная призма 5. Канал сравнения содержит неподвижную поляризационную призму 6 поворотную призму 7 с жестко связанным с ней кодовым диском 8, коллективную линзу 9 и светоделительную призму 10, пропускакяцую световой поток канала сравнения без виньетирования, и виньетирующую измерительный пучок на 50%, в этом случае величины обоих потоков равны. Чтобы избежать деполяризации света при отражении, призма установлена так, что ее отражакядая грань параллельна направлению колебаний электрического вектора световой волны отражакщегося пучка света.

Денситометр содержит проекционную систему 11 и 12, собираквдую свет. .

Проекционная система включает также соленоид 13, призму-анализатор 14 и фотоприемник 15. Схема регистрации содержит узкополосный усилитель 16, .генератор 17, блок 18 полярности сигнала, серводвигатель 19 и систему 20 считывания.

Устройство работает следующим образом.

Модулированный световой поток проходит через поляризационную призмуанализатор 14 и воспринимается фотоприемником ФЭУ 15. Относительная ориентация плоскостей поляризации призм 4, 6, 7 и 14 позволяет получить модуляцию световых потоков обоих каналов с разностью фаз . Фаза результирующего светового сигнала на катоде ФЭУ совпадает с фазой светового сигнала, поступающего с больаюй амплитудой. Узкополосный усилитель 16 выделяет первую гармонику фототока, которая затем поступает на синхронный детектор 18 и серводвигатель 19. Опорный сигнал на синхронный детектор подается с генератора 17. В зависимости от фазы суммарного сигнала ФЭУ вырабатывается в блоке

18 сигнал той или иной полярности. От полярности этого сигнала зависит направление вращения поляризационной призмы 7, которое происходит до тех пор, покапервая гармоника фототока не станет равной нулю, что свидетельствует о равенстве потоков обоих каналов. Величина оптической плотности измеряемого образца функционально связана с углом поворота о -поляризационной призмы 7 зависимостью

D -Eg-l-SBgcosoO- tgsinot.

Значение измеряемой оптической плотности считывается с кодового диска В системой 20 считывания.

Введение за поворотным поляризатором светоделительной призмы позволяет совместить оптические оси двух поляризованных световых пучков,что приводит к уменьшению габаритов проекционной системы и катушки соленоида при одновременном уменьшении ее энергопотребления в 1,5-2,0 раза.Введение поляризатора в измерительный канал и элемента из магнитооптического стекла в проекционную оптическую систему, установленную внутри катушки соленоида, обеспечение фотоэлектрической регистрации по одному совмещенному каналу устраняет влияние деполяризованного рассеянного света, путем регистрации только поляризованной компоненты светового потока- и позволяет повысить чувствительность денситометра более чем на два порядка по сравнению с визуальным денситометром. Денситометр измеряет оптические плотности от О до 6,0 с точностью ДО 0,001-0,01 в зависимости от величины плотности D.

Формула изобретения

Денситометр, содержащий осветитель, измерительный канал и канал сравнения, включающий входной, поворотный и выходной поляризаторы и проекционную оптическую систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения влияния рассеянного деполяризованного света, он снабжен блоком формирования сигнала, катушкой соленоида, в которой размеще.ны оптические элементы, выполненные из магнитооптического стекла, блоком считывания, источником опорного сигнала, блоком синхронного детектора, блоком сведения сигналов с серводвигателем и с фотоприемником, блоком регистрации,причем катушка соленоида подключена к источнику опорного сигнала бинхронного детектора блока регистрации, вход синхронного детектйра подключен через усилитель к фотоприемнику, а выход к серводвигателю, вал которого связан с поворотным

поляризатором, а поляризатор в измерительном канале ,установлен так,что плоскость поляризации составляет 45 с плоскостью поляризации поляризатора в измерительном канале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции 2033054, кл. G Р1 N 2/00, опублик. 1970.

2.Рытынь Н.Э. и Лазарев В.П. Микрофотометр для измерения больших оптических плотностей, ОМП, 1957, W б, с. 11 (прототип)