Фотометр

 

„„Я0„„1032333 А

СОЮЗ QQBETCHHX

Н

РЕСПУБЛИН цр Q 01 J 1/44

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re g_#_ AM ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНЯТИЙ

М

--.„. 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 21 ) 3392677/1 -25

22 ) 10.02.i2 (46) 30.07.83. Бюл. и 26 (72) С. Б. Заславский, Е. Д. Мищенко и И. И. Трилесник (53) 535.247(ОМАМ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 783600, кл. С 01 J l/44, 19б0.

2. Спектрометр ДФС-42. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Л, ЛОМО, 1977, с. 12-13 (npoTOTNll ) . (54 ) (57 ) 1. ФОТОИЕТР, содержащий Фо- тоэлектронный умножитель с числом динодов N более пяти, источник постоянного напряжения, подключенный через резистивный делитель к динодам, счетчик фотонов, подключенный через разделительный конденсатор к аноду Фотоэлектронного умножителя, к которому подключен также нагрузоч.ный резистор, переключатель, последовательно включенные электрометрический усилитель и масштабный преобразователь, регистратор, подклю- ченный к выходу счетчика Фотонов, отличающийся тем, что с целью расширения диапазона измерений, переключатель выполнен с двумя ключами, а в Фотометр дополнительно введены источник постоянного напряжения, нагрузочный резистор и резистивный делитель, причем основной резистивный делитель включен между

Фотокатодом и К-и динодом фотоэлектронного умножителя, вход электро метрического усилителя соединен с (К+1)-м динодом, который через дополнительный нагрузочный резистор соединен с общей шиной, остальные диноды и анод подключены соответственно к выходам дополнительного резистивного делителя, (К+3)-й динод через первый ключ переключателя соединен с общей шиной, выход масштаб-Я ного преобразователя через .второй ключ переключателя соединен с регистратором. а второй вывод основного нагрузочного резистора соединен с до- С полнительным источником постоянного напряжения где K - целое число де- .

Э е жащее в пределах 1 (К< — + 2.

2. Фотометр по и. 1, о т л и ч а- ( ю шийся тем, что в него введе- ©© .но пороговое устройство, вход кото- Я рого соединен с выходом электро- СФ метрического усилителя, а выход сое-, динен с.управляющим входом переключателя.

4 1032

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано. при создании спектрофотометров, квантометров, спектрометров комбинационного рассеяния и других приборов, основанных на измерении потоков излучения, изменяющихся в ши» роком динамическом диапазоне.

Известен фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель (ФЭУ ), 10 подключенный к счетчику Фотонов I,l.1.

Недостатком известного фотометра является ограниченный фотометричес" кий диапазон, Фотометры со счетчиками Фотонов. эффективны только при измерении слабых сигналов (до 5"

10 имп/с. при наличии коррекции), по мере роста сигналов возрастают погрешности, обусловленные взаимным наложением импульсов, соответствующих близким по времени квантам излучения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является Фотометр, содержащий фотоэлектронный умножитель с числом динодов и более пяти, источник постоянного напряжения, подключенный через резистивный делитель к динодам, счетчик

Фотонов, подключенный через разделительный конденсатор к аноду фотоэлектронного умножителя, к которому подключен также нагрузочный резистор, переключатель, последовательно включенные электрометрический усилитель и масштабныи преобразова Ф 35 тель, регйстратор, подключенный к выходу счетчика фотонов 12 ).

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измерений, так как оно способно обеспе40 чить точные измерения слабых или интенсивных потоков только при правильном предварительном .выборе режима его работы. Поскольку интенсивность

1 45 излучения не всегда известна заранее, неизбежны ошибки режима измерений и, как следствие, погрешности в. результатах измерений. Кроме того погрешности неизбежны и во всех случаях, когда измеряемый сигнал изме- о няется в широком динамическом диапазоне, превышающем линейный диапазон работы фотометра в одном из возможных режимов, Цель изобретения - расширение диа-15 пазона измерений.

Для достижения указанной цели в Фотометре, содержащем Фотоэлект333 ,ронный умножитель с числом динодов и более пяти, источник постоянного напряжения, подключенный через реэистивный делитель к динодам, счетчик фотонов, подключенный через разделительный конденСатор к аноду фотоэлектронного уиножителя, к которому подключен также нагрузочный резистор, пе1реключатель, последовательно включенные электрометрический усилитель и .масштабный преобразователь, регистратор, подключенный к выходу счетчика фотонов, переключатель выполнен с двумя ключами, а в фотометр дополнительно введены источник постоянного напряжения, нагрузочный резистор и резистивный делитель, причем основной резистивный делитель включен между фотокатодом и К-м динодом Фотоэлектронного умножителя, вход электрометрического усилителя соедйнен с (К+1 )-м динодом, который через дополнительный нагруэочный резистор соединен с общей шиной, остальные диноды и анод подключены соответственно к выходам дополнительного. резистивного делителя, (К+3 )-й динод через первый ключ переключателя соединен с общей шиной, выход масштабного преобразователя через второй ключ переключателя соединен с регистратором, а второй вывод основного нагрузочного резистора соединен с дополнительным источником постоянного напряжения, где К . — целое число, лежащее в пределах 1(К< 2 + 2, 8 фотометр может быть также введено пороговое устройство, вход которого соединен с выходом электромеханического усилителя,,а выход соединен с управляющим входом переключателя.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит ФЭУ 1 с числом динодов более пяти, источник 2 постоянного напряжения, подключенный через резистивный делитель 3 к динодам, счетчик 4 Фотонов, подключенный через разделительный конденсатор 5 к аноду

ФЭУ 1, к которому подключен также нагрузочный резистор Ь, переключатель

7, последовательно включенные электрометрический усилитель 8 и масштабный преобразователь 9, регистратор 10, поключенный к выходу счетчика 4 фотонов, дополнительный источник 11 постоянного напряжения, нагрузочный резистор 12 и резистивный делитель 13, причем основной резистивный делитель

3 включен между фотокатодом и средним

3 10323

К-м динодом ФЭУ 1, вход электрометричаского усилит ия о соединен с (К+1)-и динодом, который через дополнительный нагрузочный резистор 12 соединен с общей шиной, остальные диноды подключены соответственно к выходам дополнительного резистивного делителя 13, (K+3)-й динод через первый ключ. 14 переключателя 7. соединен с

- общей шиной, выход масштабного преоб- 10 разователя через второй ключ 15 переключателя 7, соединен с регистрато ром 10, а второй вывод основного нагрузочного резистра 6 соединен с до)полнительным источником 11 постоянно

ro напряжения,фотометр содержит также пороговое устройство 16, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя 8, а выход соединен с управляющим входом переключателя 7.

Ключи переключателя 7 .выполнены на полевых т ранам сторах .

Фотометр работает следующим образом.

При подключении ФЭУ 1 к двум источникам 2 и 11 постоянного напряжения приложенное к- каждому диноду напряжение дискретно возрастает от фотокатода к аноду . На выходе счетчика

4 фотонов формируются .импульсы, соот30 ветствующие квантам излучения, а на .. выходе электрометрического усилителя 8 — сигнал, соответствующий постоянной составляющей- тока, протекающего через К-й динод .

ФЭУ в данном фотометре эквивалентен двум различным фЭУ, один из которых имеет высокий коэффициент усиления, оптимальный для работы в ре.жиме счета фотонов, а второй — меньший коэффциент усиления, удобный для йзмерения интенсивных потоков. .Перед началом измерений масштабный преобразователь 9 регулируется та33 4 ким образом, чтобы сигналы на выходе счетчика 4 фотонов и масштабного преобразователя 9 были равны, когда поток излучения, падающий на фотокатод, близок к верхней границе линейного диапазона счетчика ч фотонов.

Если падающее на фотокатод ФЭУ в процессе измерений излучение имеет малую интенсивность (соответствуeT ToKy катода в диапазоне 10-1510 " А), счетчик фотонов работает в оптимальном линейном режиме (с учетом коррекции просчетов) практически без отклонения от линейности, в то время как значение тока на выходе электрометрического усилителя 8 близко к уровню шумов и находится ниже порогового уровня порогового устройства 16. В этом случае логический сигнал на выходе noporoeoro устройства 16 равен нулю. Как след ствие, оба управляемых ключа 14 и

15 в этот период разомкнуты, и к регистратору 1О поключен только счетчик ч фотонов. Следовательно, при малых потоках излучения фотометр работает в оптимальном режиме счета фотонов.

Как только ток на выходе электро- . метрического усилителя 8 достигает порогового уровня, пороговое устройство 16 сработает и ключи 14 и 15 замкнутся. Замыкание ключа 14, т.е . подключение {К+3 )-го динода к общей шине, обеспечивает выключение режима счета фотонов и защиту последних динодов и анода ФЭУ от перегрузки, Замыкание ключа 15 обеспечивает подключение к регистратору 10 масштабного преобразователя 9, Данное изобретение позволяет расширить диапазон измерений.

1032333 яНииПИ Заказ 5389/46 Тираж 873 Подписное ю Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4