Преобразователь оптической плотности веществ в интервал времени

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий две кюветы и источник лучистой энергии, между которыми установлен модулятор лучистой энергии, фотоприемник с усилителем , электронный ключ, PS-триг- . гер, отличающийся тем. что, с целью повышения точности контроля , в него введены компаратор, формирователь импульса, логический элемент И, генератор импульсов эталонной частоты, счетный триггер и реверсивный счетчик импульсов с буферной памятью, при этом вход компаратора и вход формирователя импульсов соединены с выходом усилителя фотоприемника, а их выходы с входами RS-триггера, выход которого подключен к одному входу логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом генераQ тора импульсов эталонной частоты, 9 а выход - через электронный ключ с (Л входом реверсивного счетчика импульсов , причем электронный ключ с подключен к выходу счетного триггера, вход которого соединен с выходом формирователя импульса, при этом модулятор лучистой энергии выполнен в виде вращающегося с постоян ной скоростью диска d отверстием, вы00 полненным расширякзщимся в направсо лении вращения диска по экспоненте. 00 О1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 1 G 04 F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>Н ЛН0 1 -уд ОСУДАРСТВЕННЬ 1Й HOMHTET CCCP

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3662175/24-10 (22) 09,11.83 (46) 15.08.85. Бюл. № 30 (72 ) В. С. Прохоров (71) Новомосковский филиал Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического института им. Д.И,Менделеева (53) 681.11(088.8) (56) Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химиче=ких производств, М,: Машиностроение, 1983, с. 266-273.

Авторское свидетельство ССС № 404045, кл, G 04 F 13/02, 1972 (прототип) ° (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ВЕЩЕСТВ В ИНТЕРВАЛ

ВРЕМЕНИ, содержащий две кюветы и источник лучистой энергии, между, которыми установлен модулятор лучистой энергии, фотоприемник с усилителем, электронный ключ, RS-триггер, отличающийся тем, „„SU„„1173385 А что, с целью повышения точности контроля, в него введены компаратор, формирователь импульса, логический элемент И, генератор импульсов эталонной частоты, счетный триггер и реверсивный счетчик импульсов с буферной памятью, при этом вход компаратора и вход формирователя импульсов соединены с выходом усилителя фотоприемника, а их выходы— с входами ВБ-триггера, выход которого подключен к одному входу логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, a выход — через электронный ключ с входом реверсивного счетчика импульсов, причем электронный ключ подключен к выходу счетного триггера, вход которого соединен с выходом формирователя импульса, при этом модулятор лучистой энергии выполнен в виде вращающегося с постоян— ной скоростью диска с отверстием, выполненным расширяющимся в направлении вращения диска по экспоненте.

1171385

1О

20

30

45

55

Изобретение относится к измерительной технике н может найти применение для автоматического контроля технологических процессов.

Цель изобретения — повышение точности контроля, На чертеже изображена структурная схема преобразователя, Преобразователь оптической плотности нещес в в интервал нремени содержит источник 1 лучистой энергии с оптической системой, включающей в себя призму 2, зеркала 3 и 4, непрозрачный экран 5 с дву1 мя узкими прозрачными окнами 6 и 7.

Модулятор S, установленный между источником 1 лучистой энергии и кюветами 9 и 10, выполнен в виде непрозрачного диска, вращающегося от синхронного двигателя 11 с постоянной скоростью. В диске имеется прозрачное окно, которое унеличивается по направлению вращения по экспоненциальному закону, Этим обеспечивается поочередное пропускание через кюнету 9 с исследуемым веществом и кювету 10 со сравнительным веществом лучистой энергии от источника 1, интенсивность которой уменьшается во нремени по экспоненциальному закону, Световые потоки, прошедшие через упомянутые кюветы, фокусируются оптической системой, состоящей, например из призмы 12 и двух зеркал 13 и 14, на фотоприемник 15, где они преобразуются в электрический сигнал, который усиливается в усилителе 16. Усиленный в усилителе 16 сигнал подается на компаратор 17 и формирователь

18 импульсов, выходы которых подключены к входам RS-триггера 19.

Выход триггера 19 соединен с одним входом логического элемента И 20, второй вход которого подключен к выходу генератора 21 импульсов эталонной частоты, а выход — через электронный ключ 22 с входами реверсивного счетчика 23 .импульсов.

Электронный ключ 22 управляется выходом счетного триггера 24, вход которого соединен с выходом формирователя 18 импульса, Электронный ключ 22 может находиться н двух устойчивых положениях по командам со счетного триггера 24, при этом н одном случае он обеспечивает проиускание импульсов с генератора

21 на суммирующий вход реверсивного счетчика 23, а в другом — на его нычитающий вход, Преобразователь оптической плотности нешестн в интервал времени работает следующим образом.

Кювета 9 заполняется исследуемым веществом. Излучение от источника

1 лучистой энергии делится на дна луча — сраннительный и измерительный, которые проходят поочередно через модулятор 8 интенсивности излучения и соответственно через кювету 9 с исследуемым веществом в кюнету 10 со сравнительным .веществом. Модулятор 8 через свое прозрачное окно осуществляет поочеред-. ное пропускание лучей через упомянутые кюветы. При этом интенсивность нходящего в кюнеты излучения уменьшается по экспоненциальному закону. По выходу из кюветы 9 и 10 лучи фокусируются на фотоприемнике 15, где они преобразуются в пропорциональный электрический сигнал, усиливаемый н усилителе 16.

В момент начала пропускания луча через кюветы на фотоприемнике 15 образуется импульс напряжения, который усиливается усилителем 16 и подается на формирователь 18 импульса.

Импульс напряжения, полученный с формирователя 18 импульса, в момент начала прохождения излучения через кювету 10 со сравнительным веществом переключает RS-триггер

19 и счетный триггер 24. На их выходах, соединенных соответственно с одним входом логического элемента

И 20 и управляющим нходом электронного ключа 22, появляется логическая "I", Поэтому импульсы напряжения с генератора 2 1, выход которого соединен с другим входом логического элемента И 20, начинают поступать через этот логический . элемент и электронный ключ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 23, Импульсы напряжения с генератора 21 подсчитываются (суммируются ) счетчиком 23 до тех пор, пока величина сигнала, поступающего на вход компаратора 17, достигнет наперед заданного уровня, равного опорному сигналу. В этот момент нремени компаратор I7 изменяет свое состояние, и на его выходе появляется сигнач, соответствующий логической "1", Этот сигнал переключает R5-триггер 19, при этом на его выходе появляется "0", . Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 перестают проходить на суммирующий вход реверсивного счетчика 23. Счетчик 23 эа рассмотренный интервал времени подсчитывает число импульсов, пропорциональное оптической плотности сравнительного вещества, которым заполнена кювета 10.

После этого луч света начинают пропускать через кювету 9 с исследуемым веществом, В момент на чала пропускания луча через кювету

9 на фотоприемнике 15 образуется импульс напряжения, который усиливается усилителем 16 и подается на формирователь IS импульса. Импульс напряжения, полученный с формирователя 18 импульса, переключает ß5-триггер 19 и счетный триггер 24. При этом на выходе RS-триггера, соединенного с одним входом логического элемента И 20, появляется "1", а на выходе счетного триггера 24 появляется "0", Иэ.",енение состояния счетного триггера

24 приводит к переключению электронного ключа 22. Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 через эле:мент И 20 и электронный ключ начина! 73385 ют поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 23. Это происхо,дит до тех пор, пока величина сигнала, поступакицего на вход компаратора 17, достигнет наперед заданного уровня, равного опорному, сигналу. В этот момент времени компаратор 17 изменяет свое состояние, H на его выходе появляется сигнал - "-1.",Этот !

О сигнал переключает RS -триггер 19, на выходе появляется "0". Поэтому импульсы напряжения с генератора 21 перестают проходить на вычитающий вход реверсивного счетчика 23. Из счетчика 23 за рассматриваемый интервал вычитается такое число импульсов, -которое пропорционально оптической плотности исследуемого вещества. Таким образом, в счетчике

2р 23 в этот момент времени записывается число импульсов, пропорциональное разности временных интервалов, сформированных соответственно при прохождении излучения через кювету д 10 н кювету 9. Этот результат поступает на блок индикации и характеризует разность оптических плотностей сравнительного и исследуемого веществ.

При этом колебания интенсивности излучения от источника I, чувствительности фотоприемника 15 и усилителя 16 на точность преобразования не влияют, 1173385

Составитель В. Калинин

Техред О.Неце

Редактор Е.Конча

Корректор М, Самборская

Тираж 406 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5051/47

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