Фотометр

 

Предлагаемый фотометр предназгначен для измерения оптической плотности прозрачных сред, для количественного анализа газов, аэрозолей. жидкостей и для измерений малых усилий газовых сред. Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения влияния изменений темнового тока. Фотометр содержит оптически связанные и последовательно установленные оптическую систему 1, блок временного разделения лучей 2 и фотоприемный блок 3, к выходу которого последовательно подключен коммутатор 4.1 и 4.2, блок вычитания 5 и блок измерений 6,а также блок синхронизации 7, вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока временного разделения лучей 2, а выходы соединены с управляющими входами коммутатрра 4.1 и 4.2. В фотометр , введены блок формирования степенных функций 8, памяти 10.1, 10.2, 10 п и блоков умножения 11.1, 11.2, 11 п. Вход бло ка формирования степенных функций 8 соединен с первым выходом блока а $ W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

51) 4 G 01 J 1/44!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818170/24 — 25 (22) 19. 11.84 (4б) 23.05.86. Бюл. М - 19 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (72) В.А. Архангельский, И.М. Берхин, А.В. Библиев, В.П. Бирюлин, Г.В. 3усман и В.П. Селютин (53) 535.24(088.8) (56) Бабушкин С.Г. и др. Оптико-механические приборы. M.: Машиностроение, 1965, с. 144.

Авторское свидетельство СССР

9 685932, кл. С 01 J 1/44, 1979. (54) ФОТОМЕТР (57) Предлагаемый фотометр предназ-, начен для измерения оптической плотности прозрачных сред, для количестченного анализа газов, аэрозолей, „„SU„„1232955 А1 жидкостей и для измерений малых усилий газовых сред. Цель изобретения повышение точности измерений путем уменьшения влияния изменений темнового тока. Фотометр содержит оптически связанные и последовательно установленные оптическую систему 1, блок временного разделения лучей 2 и фотоприемный блок 3, к выходу которого последовательно подключен коммутатор

4.! и 4.2, блок вычитания 5 и блок измерений б,а также блок синхронизации 7, вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока временного разделения лучей 2, а выходы

CI соединены с управляющими входами ф коммутатрра 4.1 и 4.2. В фотометр введены блок формирования степенных фун- Я кций 8, памяти 10. 1, 10. 2, 10 и и блоков умножения 11. 1, 11.2, 11п. Вход блока формирования степенных функций 8 Я соединен с первым выходом блока

0К

12329 )5 синхронизации 7, а его выходы — с первыми входами соответствующих блоков умножения 11.1, 11.2, 11 и, вторые входы кото ых через соответствующие блоки памяти 10.1, 10.2, 10 и соединены с выходами соответствующих блоков дифференцирования 9.1, Изобретение относится к технике фотометрических измерений иможет быть использовано для измерения коэффициентов отражения и пропускания различных веществ. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений путем уменьшения влияния изменений темнового тока.

На чертеже представлена структурная схема фотометра. 10

Фотометр содержит последователь но соединенные оптическую систему 1, блок 2 временного разделения лучей, фотоприемный блок 3, коммутатор 4. 1, 4,2, блок 5 вычитания и блок 6 изме- 15 рений, а также блок 7 синхронизации, блок 8 формирования степенных функций, блоки 9.1, 9.2 и 9 и дифференцирования блоки 10.1, 10.2, 10 и памяти и блоки 11.1, 11.2, 11.п умно- 20 жения.

Блок 8 формирования степенных функций может быть выполнен в виде и последовательно соединенных блоков интегрирования, выходы которых соедине- 25 ны с первыми входами блоков 11.1, 11.2, 11 и умножения, -вторые входы которых через блоки 10 памяти соединены с выходами блоков дифференцирования, а выходы соединены с входами блока 5 вычитания, причем блоки дифференцирования последовательно подключены к второму выходу коммутатора 4. Блок 7 синхронизации подключен к блоку 2 временного разделения лучей и к блокам 8 и 4.1, 4.2, Устройство работает следующим образом.

Монохроматическое излучение проходит через оптическую систему 1, блок 2 временного разделения, лучей, фотоприемный блок 3 и далее в виде функции напряжения или тока поступает

9.2, 9 и. Выходы блоков умножения

11.1,11,2, 11 и соединены с входами блока вычитания 5, причем вход первого блока дифференцирования 9,1 соединен с вторым выходом коммутатора

4.2. 1 ил.

3 на входы коммутаторов 4.1, 4.2. Под действием управляющих сигналов с блока 7 синхронизации в блок 5 вычитания поочередно поступают рабочйй, эталонный, темновой и дополнительнообработанный блоком 8 формирования степенных функций, блоками 9.1, 9.2, 9.п дифференцирования блоками 10.1, 10,2, 10.п памяти и блоками 11.1, 11.2, 11.п умножения темновой сигна-, лы. В блоке 5 вычитания происходит вычитание темновых сигналов из фотосигналов каждого из каналов в отдельноети. Напряжение или токи с выхода блока 5 вычитания, пропорциональные световым IIQTQKQM рабочего и эталонного каналов, подаются на вход блока

5 измерений, в котором осуществляется их дальнейшая обработка в соответствии с требуемой задачей.

Дополнительная погрешность, вносимая темновым током, на результат измерений,компенсируется работойблока формирования степенныхфункций,блоками. дифференцирования, памяти иумножения.

Обработка темнового сигнала происходит следующим образом.

Так как темновой сигнал представляет собой непрерывную и бесконечное число раз дифференцируемую функцию, абсолютные значения производных которой ограничены, то ее можно разложить в ряд Тейлора.

В паузах между полезными сигналачи под действием управляющих сигналов с блока 7 синхронизации срабатывает второй коммутатор 4.2 и на вход первого блока 9.1 дифференцирования поступает темновой сигнал. Последовательно соединенные и блоков дифференцирования производят вычисление производных функции темнового сигнала.

Полученные значения производных в

123?955

Формула изобретения

Составитель А.Чурбаков

Техред О.Гортвай Корректор М.Шароши

Редактор Н.Егорова

Тираж 778

Подписное

Заказ 2758/41

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул,Проектная,4 конце паузы запоминаются в и блоках памяти, входы которых соединены с соответствующими выходами и блоков дифференцирования, и поступают на вторые входы и блоков умножения. 5

Во время действия эталонного или рабочего сигналов с блока 7 синхронизации поступает постоянный сигнал на вход блока 8 формирования степенных функций, выполненного в ви-10 де последовательно соединенных п блоков интегрирования, под действием которого на его выходах формируются сигналы К„1, К ",... К ь, где

l 2 .

t — длительность импульса эталонного или рабочего сигналов. Значения коэффициентов 1с,, 1с,..., 1с„ выбираются при настойке устройства в зависимости от конкретных условий и поставленной задачи. Количество блоков интегрирования, т. е. число п, определяется требуемой точностью измерений. Сигналы с выходов блока 8 формирования степенных функций поступают на первые входы блоков умножения, на выходе которых формируются функции, равные значениям членов ряда Тейлора и поступающие на .соответствующие входы блока 5 вычитания 3О (функция f.(х) формируется при помощи второго коммутатора 4.2 и фильтрующей емкости на втором входе блока 5 вычитаниями. Блок 5 вычитания производит вычитание меняющегося во времени 35 темнового сигнала из рабочего и эталонного сигналов. Выходные сигналы с его блока подаются на вход блока 6 измерений, а котором происходит их дальнейшая обработка в соответст- щ вии с требуемой задачей.

Таким образом, введение в фотометр блока формирования степенных функций, и последовательно соединенных блоков дифференцирования, п блоков памяти и и блоков умножения позволяет повысить точность измерений путем уменьшения влияния меняющегося во времени темпового сигнала.

Использование устройства в технике фотометрических измерений для определения коэффициентов отражения и пропускания различных веществ позволит повысить точность измерительного прибора без усложнения его конструкции, что особенно важно при малых уровнях входного сигнала.

Фотометр, содержащий оптически связанные и последовательно установленные оптическую систему, блок временного разделения лучей и фотоприемный блок, к выходу которого последовательно подключены коммутатор, блок вычитания и блок измерений, а также блок синхронизации, вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока временного разделения лучей, а выходы соединены с управляющими входами коммутатора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем умень-. шения влияния изменений темнового тока, в него введены блок формирования степенных функций и последова- .; тельно соединенных блоков дифференцирования, п блоков памяти и и блоков умножения, вход блока формирования степенных функций соединен с первым выходом блока синхронизации, а его выходы соединены с первыми входами.. соответствующих блоков умножения, вторые входы которых через соответствующие блоки памяти соединены. с выходами сбответствующих блоков дифференцирования, а выходы соединены с входами блока вычитания, причем вход первого блока дифференцирования соединен с вторым выходом коммутатора.