Устройство для измерения потока оптического излучения Советский патент 1981 года по МПК G01J1/44 

1

Изобретение относится к фотомет рии и может быть использовано для точного измерения малых количеств энергии излучения.

По основному авт. св. № 614336 известно устройство для измерения потока оптического излучения, содержащее ФЭУ с модулятором источника питания, оптическую систему, детектор напряжения частоты модуляции источни.ка питания, регистрирующий прибор, автогенератор, амплитудный детектор высокочастотного напряжения автогенератора, вход -автогенератора соединен с промежутком анод-динод ФЭУ, причем анод ФЭУ соединен с общей шиной указанного источника питания, а выход автогенератора через амплитудный детектор высокочастотного напряжения автогенератора связан с Детектором напряжения частоты модуляции источника питания, автогенератор выполнен на транзисторе с общей базой с двухконтурной колебательной системой в коллекторной цепи и снабжен кварцевым резонатором 1.

Данное устройство обладает ограниченной чувствительностью.

Цель изобретения - повышение чувствительности .

Для достижения указанной цели в устройстве для измерения потока оптического излучения, содержащем ФЭУ с модулятором источника питания, оптическую систему детектор напряжения частоты модуляции источника питания, регистрирующий прибор, автогенератор, амплитудный детектор высокочастотного напряжения автоге10нератора, вход автогенератора соединен с промежутком анод-динод ФЭУ, причем анод ФЭУ соединен с общей шиной указанного источника питания, а выход автогенератора через амплитуд15ный детектор -высокочасточного напряжения автогенератора связан с детектором напряжения частоты модуляции источника питания, автогенератор выполнен на транзисторе с общей базой 20 с двухконтурной колебательной системой в коллекторной цепи и снабжен кварцевым резонатором, автогенератор выполнен по схеме с емкостной связью с колебательными контурами в стоковой

25 и истоковой цепях полевого транзистора, с частотнозадающим контуром цепи возбуждения, с управляемым резистором и с двумя варикапами, в цепи смещения одного из которых включены

30 .резистор, катушка индуктивности и разделительный конденсатор, причем катод первого варикапа подключен к диноду ФЭУ, а его анод соединен с пьезокварцевым резонатором, вторая обкладка которого соединена с затвором полевого транзистора, второй варикап последовательно с разделительным конденсатором подключен параллел но колебательному контуру, управляемый резистор включен цежду колебательным контуром истоковой цепи и ис током полевого транзистора, динод промежутка анод-динод ФЭу через разделительные цепи, состоящие из резис тора и катушки индуктивности, соединен с катодом второго варикапа и с управляющим электродом управляемого резистора. На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения поток излучения. Устройство содержит ФЭУ 1, источник 2 питания умножителя, модулятор напряжения источника питания, автогенератор 4, амплитудный детектор 5 высокочастотного напряжения автогеце ратора, детектор 6 напряжения частоты модуляции источника питания и регистрирующий прибор 7. Автогенератор 4, выполненный по схеме с емкостной связью и пьезокварцевым резонатором с последовательным управлением его частотой в цепи возбуждения и настроенными колебательными контурами в стоковой и истоковой цепях, содержит полевой транзистор 8 резисторы 9 и 10, обеспечивающие прд чу напряжения на его затвор, катушку 11 индуктивности и конденсатор 12 образующие контур в стоковой цепи, кон денсатор 13 и управляемый резистор 1 образующие цепь истокового автосмещения, варикап 15, конденсаторы 16 и 17 и высокочастотный трасформатор 18, образующие колебательный кон тур в истоковой цепи, пьеэокварцевый резонатор 19, варикап 20, образующие совместно с промежутком анод-динод 2 и конденсатором 22 частотозадающийко тур в цепи возбуждения автогенератора, резисторы 23 и 24 и катушки 25 и 26 индуктивности, обеспечивающие п дачу управляющих напряжений и конден сатор 27 обратной связи. Резисторы и 29 включены в качестве нагрузки высокочастотного амплитудного детек тора. Переменный резистор 30 и рези тор 31 образуют цепь компенсации на чального сигнала автогецераторного измерителя. Устройство работает следующим об разом. До измерения потока энергии излу чения автогенераторный .измеритель настраивается так, чтобы рабочие точки колебательных «онтуров П, 12 и 15, 16, 17, 18 находились на прав склонах амплитудно-частотных характ ристик контуров. Автогенератор рабо ет в режиме непрерывной генерации. При протекании тока через ФЭУ изменяется величина комплексного сопротивления промежутка анод-динод 21, что приводит к изменению величины напряжения на диноде ФЭУ и аноде варикапа 20, а также к изменению емкости промежутка анод-динод 21.При этом осуществляется управление частотой пьезокварцевого резонатора 19 и частота задающего контура увеличивается. Изменение частоты приводит к расстройке контуров 11, 12 и 15, 16, 17, 18. При этом изменяется эквивалентное сопротивление автогенератора. Высокочастотное напряжение на выходе автогенератора, являющееся сигналом, изменяется. Одновременно изменения постоянного напряжения на диноде через разделительную цепочку 23 и 25 подаются на управляющий электрод управляемого резистора 14, а через цепочку 24,26 на варикап 15, что приводит к изменению величины автосмещения автогенератора и более резкой расстройке контура 15, 16, 17 и первичная обмотка трансформатора 18, и тем самым к повышению чувствительности измерений. Изменения величины выходного высокочастотного сигнала после детектирования амплитудным детектором 5 подаются на вход низкочастотного детектора 6 напряжения частоты модуляции фототока и далее на регистрирующий прибор 7. В данном изобретении использование резистивных свойств промежутка анод-динод ФЭУ для управления варикапами, включенными в частотозадающий контур с пьезорезонатором с последовательным управлением частотой и в контур нагрузочной цепи автогенераторного измерителя/ а также для управления резистором, включенным в цепь автосмещения автогенератора, позволяет значительно увеличить чувствительность устройства. Базовым объектом является фотозлектронная приставка ФЭП к спектрофотометру СФ-26. Технические преимущества предлагаемого устройства заключаются в более высокой чувствительности, упрощении структурной схемы за счет исключения многокаскадного усилителя и меньшей стоимости. Ожидаемый экон.оми еский эффект прежде всего связан с удешевлением ФЭП спектрофотометров за счет упрощения структурной схемы ФЭП и исключения многокаскадного усилителя. Ориентировочный расчет по одному ФЭП дает сумму эффекта приблизительно 1300 руб. Формула изобретения Устройство для измерения потока оптического излучения по авт.св.