Фотометр с цифровым отсчетом

 

ФОТОМЕТР С ЦИФРОВЫМ ОТСЧЕТОМ , содержащий источник излучения, элементы формирования эталонного и измерительного световых потоков, эталонную и измерительную кюветы, модулятор, снабженный формирователем синхроимпульсов, и приемник излучения, подключенный через устройство преобразования к входу вычислительного устройства, о т л ичающийся тем, что, с целью ,повышения температурной и временной стабильности чувствительности, в него дополнительно введены таймер и устройство перекрытия измерительного светового потока с входом управления , кроме того, устройство преобразования выполнено в виде преоб-разователя сопротивление - частота, а вычислительное устройство содержит реверсивньй счетчик со счетным входом , входом разрешения счета и входом управления режимом счета, одновибратор с входом запуска и цифровым входом управления длительностью выдержки , устройство вычитания кодов, блок установки кода эталонного уровня , устройство суммирования и хранения кодов, при этом выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом запуска одновибратора и входом I управления режимом счета реверсивного счетчика, подключенного через (Л вход разрешения счета к выходу одновибратора , выход таймера соединен с входами управления устройства перекрытия измерительного светового потока и устройства суммирования и хранения кодов, причем счетный вход реверсивного счетчика и его выход, соединенный с первым входом устройства вычитания кодов , являются соот ветственно входом и выходом вычисС«д лительного устройства, второй вход устройства вычитания кодов соединен . со с блоком установ-ки кода эталонного Iуровня, а выход через устройство суммирования и хранения кодов - с цифровым входом управления длительностью выдержки одновибратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((!) (5))4 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3659224/24-25 (22) 22.07 ° 83 (46) 15.08.85. Бюл. )(- 30 (72) Н.Ю.Меликов и В.А.Балакин (71) Московский инженерно-физический институт (53) 535.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 534469, кл. С 01 J 1/44.

Авторское свидетельство СССР

В 771471, кл. С 01 J 1/44, 1980.

Авторское свидетельство СССР

)) - 853416, кл. G 01 J 1/44, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 968626, кл. G 01 J 1/44, 1982. (54)(57) ФОТОМЕТР С ЦИФРОВЫМ ОТСЧЕТОМ, содержащий источник излучения, элементы формирования эталонного и измерительного световых потоков, эталонную и измерительную кюветы, модулятор, снабженный формирователем синхроимпульсов, и приемник . излучения, подключенный через устройство преобразования к входу вычислительного устройства, о т л ич ающ.и и с я тем, что, с целью повышения температурной и временной стабильности чувствительности, в него дополнительно введены таймер и устройство перекрытия измерительного светового потока с входом управления, кроме того, устройство преобразования выполнено в виде преоб.разователя сопротивление — частота, а вычислительное устройство содержит реверсивный счетчик со счетным входом, входом разрешения счета и входом управления режимом счета, одновибратор с входом запуска и цифровым входом управления длительностью выдержки, устройство вычитания кодов, блок установки кода эталонного уровня, устройство суммирования и хранения кодов, при этом выход формиро-. вателя синхроимпульсов соединен с входом запуска одновибратора и входом управления режимом счета реверсивного счетчика, подключенного через вход разрешения счета к выходу одновибратора, выход таймера соединен с входами управления устройства перекрытия измерительного светового потока и устройства суммирования и хранения кодов, причем счетный вход реверсивного счетчика и его выход, соединенный с первым входом устройства вычитания кодов, являются соответственно входом и выходом вычислительного устройства, второй вход устройства вычитания кодов соединен . с блоком установки кода эталонного уровня, а выход через устройство суммирования и хранения кодов — с цифровым входом управления длительностью выдержки одновибратора, 1 1173197

Изобретение относится к оптике P и может быть использовано при измет рениях, в процессе которых происходит изменение оптической плотности т прозрачных сред, например при количественном анализе газов, аэрозолей, р жидкостей, а результат измерений с должен быть представлен н нейроном п виде. э

Целью изобретения является позы- 1О т шение температурной и временной стабильности чувствительности фотометра с цифровым выходом.

На чертеже изображена структурная схема фотометра. 1$

Фотометр с цифровым отсчетом имеет следующие блоки: источник излучения 1, элементы 2 формирования эта. лонного и измерительного световых потоков, эталонную кювету 3, измерительную кювету 4, модулятор 5 с формирователем 6 синхроимпульсов, приемник 7 излучения, преобразователь 8 сопротивление — частота, вычислитель- $ ное устройство 9, таймер 10, реверсивный счетчик 11 со счетным входом, входом разрешения счета и входом управления режимом счета, одновибратор 12 с входом запуска и цифровым ЗО входом управления длительностью выдержки, устройство 13 перекрытия измерительного све=ового потока, устройство 14 вычитания кодов, блок 15 установки кода эталонного уровня, $$

I устройство 16 суммирования и хранения с входом управления. Приемник излучения 7 подключен через устройство преобразования 8 к входу вычислительного устройства 9, выход формиро-40 вателя 6 синхроимпульсов соединен с входом запуска одновибратора 12 и входом управления режимом счета реверсивного счетчика 11, выход таймера 10 соединен с входами управления устрой-4$ ства 13 перекрытия измерительного светового потока и устройства 16 суммирования и хранения кодов, причем счетный вход реверсивного счетчика 11 и его выход, соединенный .также с пер- $О вым входом устройства 14 вычитания . кодов, является соответственно входом и выходом вычислительного устройства 9, кроме того, второй вход устройства 14 вычитания кодов соединен $$ с блоком. 15 установки кода эталонного уровня, а выход — через устройство 16 суммирования и хранения кодов с цифовым входом управления длительносью выдержки одновибратора 12.

Фотометр с цифровым отсчетом рабоает следующим образом.

Оптический луч источника 1 преобазуется с помощью элементов 2 в два ветовых потока. Первый световой оток — эталонный — проходит через талонную кювету 3, а второй — измериельный — через измерительную кювеу 4. При вращении модулятора 5 формирователе 6 происходит формирование синхроимпульсов, а свеовые потоки попеременно проходят ерез кюветы 3 и 4 и попадают на приемник 7 излучения. Фотоприемник представляет собой фотореэистор, включенный во времязадающую цепь генератора импульсов, который выступает в качестве преобразователя 8 сопротивления — частота.

Изменения интенсивностей эталонного и измерительного световых потоков приводят к синхронному и пропорциональному изменению частот следования импульсов, генерируемых преобразователем 8. Эти иьатульсы попадают затем в вычислительное устройство 9, где происходит преобразование перепада интенсивностей излучения эталонного и измерительного световых потоков в соответствующий код.

Преобразование перепада интенсивностей излучения эталонного и измерительного световых потоков, а следовательно, и соответствующих перепадов частот следования импульсов н 3 выходе устройства преобразования в код происходит следуюшнм обра зм.

Выходные импульсы с выхода устройства преобразования 8 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 11. Формирователь 6 синхроимпульсов производит изменение режима счета счетчика 11 так, что при прохождении светового потока через эталонную кювету 3 счетчик 11 работает в режиме прямого счета, а при прохождении измерительной кюветы 4 — в реверсивном. Так как интенсивность излучения светового потока, прошедшего через измерительную кювету 4, всегда меньше или равна интенсивности излучения светового потока, прошедшего через эталонную кювету 3, частота следова1173197 ния импульсов с выхода устройства преобразования 8 в первом случае всегда меньше или равна частоте, соответствующей второму случаю. В результате за один цикл измерения, начинающийся моментом открытия эталонного светового потока и заканчивакицийся перекрытием измерительного .светового потока, на счетчике 11 остается код, соответствующий 10 разности интенсивности и одновременно являющийся выходным кодом всего вычислительного устройства 9.

Для исключения влияния изменения частоты вращения модулятора 5 на 15 время счета реверсивного счетчика 11, 1 а следовательно, и на код, соответствукиций разности интенсивностей, одновибратор 12 задает время счета, независящее от частоты вращения мо gp дулятора и определяемое лишь кодом на входе управления длительностью выдержки. Такое построение схемы вычислительного устройства 9 путем изменения этого кода позволяет регулировать s некоторых пределах чувствительность фотометра, компенсируя ее температурное и временное изменение.

Для проведения такой компенсации с помощью выходного сигнала тайме.30 ра 10 происходит перекрытие измерительного светового потока устройством перекрытия 13. В результате код, остающийся на реверсивном счетчике 11 ° зависит только от источника и прием- 5

1 ника излучения, что дает возможность привести чувствительность фотометра к какому-либо эталонному уровню. Для этого иэ кода, остающегося на реверсивном счетчике 1I при перекрытии измерительного светового потока с помощью устройства 14 вычитания кодов, вычитается код эталонного уровня, задаваемого блоком 15. Получающиеся при каждой компенсации коды разности поступают в устройство 16 суммйрования и хранения кодов, которое, как и устройство 13 перекрытия управляется сигналом таймера 10. Код, накопившийся в устройстве 16 суммирования и хранения кодов, управляет длительностью выдержки одновибратора 12. Если за период между двумя моментами подстройки не произошло изменений характеристик источника и приемника излучения, то на выходе устройства 14 вычитания кодов присутствует нулевой код, а на выходе устройства 16 суммирования и хранения кодов код остается прежним. Следовательно, прежней остается и длительность выдержки одновибратора 12.

Соответствующим подбором коэффициента преобразования кода, хранящегося в устройстве 16 в длительность выдержки одновибратора 12 устанавливается сходящийся во времени процесс подстройки, при котором после очередной подстройки код на выходе устройства l4 вычитания кодов умень— шается, приближаясь к нулевому во всем диапазоне рабочих температур.

1173197

Составитель Е.Маколкин

Техред Л.Микеш Корректор А.Обручар а

Редактор М.Циткина

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 5038/37 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5