Спектрофотометр Советский патент 1981 года по МПК G01J3/00 G01J3/46 

(54) СПЕКТРОФОТОМЕТР

1

Изобретение относится к технике оптических измерений и может быть использовано при колориметрических измерениях и контроле цветовых характеристик объектов/ например текстильных материалов.

Известны спектрофотометры для контроля колориметрических характеристик объектов, содержащие монохроматор и фотоэлектрический измерительный тракт 1 .

Недостатком указанного спектрофотометра является низкая производительность, поскольку для получения спектральной зависимости коэффициента отражения объекта необходимо последовательно измерить оптические характеристики объекта в каждом спектральном интервале в пределах выбранного диапазона.

Наиболее близким к предлагаемому является спектрофотометр, содержащий источник пучков света различного спектрального состава, модулированных по амплитуде с разными частотами, оптическую схему измерения характеристик образца и фотометрический Тракт, причем источник пучков света через оптическую схему связан с фотопреобразователем фотометрического тракта, который через последовательно соединенные усилите.чг,- и схв му частотного разделения каналов, подключен к регистратору 2.

Это устройство позволяет производить измерения оптических хара.ктеристик объекта одновременно в нескольких спектральных интервалах.

Недостатком известного спектро10фотометра является низкая точность измерений, обусловленная временной нестабильностью интеноивности источника света и коэффициента усиления фотометрического тракта.

15

Цель изобретения - повьлшение точности измерения оптических характеристик объектов.

Поставленная цель достигается тем, 20 что в спектрофотометре, содержащем источник пучков света различного спектрального состава, модулированных по амплитуде различными частотами, оптическую схему измерения характеристик образца и фотометрический тракт, введены фотоэлектрические контуры автоматической стабилизации интенсивности излучения источника и коэффициента усиления фотометрического тракта, имеющие общий источник опорного сигнала, модулирова ного поамплитуде. На чертеже изображена блок-схема спектрофотометра. Спектрофотометр содержит источни 1пучков света разного спектрального состава, выполненный на светодиодах 2, подключенных к индивидуальным генераторам 3 питания различной частоты, Светодиоды 2 с помощью светодиодов 4 связаны с оптической схемой 5 измерения отражательных характерист образца. Выход оптической схемы 5 также с помощью световода б связан фотопреобразователем 7 фотометричес кого тракта 8. Фотопреобразователь подключен ко входу усилителя 9, к выходу которого подключены синхронные детекторы 10, обеспечивающие частотное разделение сигналов. Выходы синхронных детекторов 10 подключены к регистратору {не показан Для стабилизации общей чувствительности фотометрического тракта 8 и интенсивности излучения светодиодов 2спектрофотометр имеет контур 11 автоматической стабилизации интенсивности излучения светодиодов 2 и контур 12 автоматической стабилизации коэффициента усиления фотометрического тракта 8, причем оба контура имеют общий источник 13 опорного светового сигнала, подключенный к генератору 14 питания. Амплитудно-модулированное излучение источника 13 поступает на фотопреобразователь 7 и фотопреобраз ватель 15 контура 11 стабилизации. На фотопреобразователь 15 поступае также излучение со светодиодов 2. Фотопреобразователь 15 подключен ко входу усилителя 16, а к выходу усилителя 16 подключены синхронные детекторы 17 и синхронный детектор 18, которые производят частотное разделение сигналов от светодиодов 2 и источника 13. Выходы синхронны детекторов 17 подключены к одному из входов схем сравнения 19, а выход синхронного детектора 18 - к д гим входам схем сравнения 19. Выхо ды схем сравнения 19, подключены к управляющим входам генераторов 3 п тания. Контур 12 автоматической стабилизации коэффициента усиления фото метрического тракта 8 включает син ронный детектор 20, вход которого соединен с выходом усилителя 9, а выход подключен к одному из входов схемы сравнения 21, которая сравни вает напряжение с выхода синхронно го детектора 20 с заданным напряже нием UQ. Выход схемы сравнения под ключен к управляющему входу усилителя 9 . Свет от светодиодов 2 поступает в оптическую измерительную схему 5 Отраженный образцом световой поток поступает на фотопреобразователь 7. Электрический сигнал после усиления поступает на входы синхронных детекторов 10, где происходит выделение сигналов, несущих информацию об отражательных характеристиках образца в различных спектральных интервалах . При уменьшении суммарной чувствительности фотометрического тракта 8 при неизменной мощности излучения светодиодов 2 и источника 13 сигнал на выходе синхронного детектора 20 также уменьщится. Это приведет к появлению сигнала рассогласования на выходе схемы сравнения 21, который поступит на управляющий вход усилителя 9 и изменит его коэффициент усиления. При изменении, например увеличении интенсивности одного или сразу всех светодиодов 2, сигнал на выходе синхронного детектора 18 также увеличится. На выходах схем сравнения 19 появятся сигналы рассогласования , которые поступят на управляющие входы генераторов 3 питания и уменьшат интенсивность излучения светодиодов. Изменение параметров источника 13 опорного светового сигнала не отразится на работе спектрофотометра. Так, при увеличении интенсивности излучения источника 13 коэффициент усиления фотометрического тракта 8 уменьшится, а. интенсивность излуче-г НИН светодиодов 2 возрастет. Указанное обстоятельство позволяет снизить требования к временной стабильности источника опорного светового без ухудшения точности измерения оптических характеристик образцов. Формула изобретения Спектрофотометр, содержащий источник пучков света различного спектрального состава, модулированных по амплитуде с различными частотами, оптическую схему измерения характеристик образца и фотометрический тракт, выполненный по схеме астичного разделения каналов, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены фотоэлектрические контуры автоматической стабилизации интенсивности излучения источника и коэффициента усиления фотометрического тракта, имеющие общий источник опорного светового сигнала, модулированного по амплитуде. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кундзич Г.А., Зальцман М.Т., Иванова В.А. Измерение цвета в целлюлозно-бумажной промышленности. М., ВНИИПИЭИлеспром, 1976, с. 17-20. 2.Авторское свидетельство СССР I 86882, кл. G 01 J 3/08, .