Фотометр для контроля пленочных материалов

 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в химической промьшшенности при производстве различных полимернЬгх пленок с оптически однородными и рассеивающими покрытиями. Цель изобретения повышение точности измерений. Фотометр содержит два идентичных источника 1, 2 света, два идентичных фотоприемника 3, 4, установленные с разных сторон контролируемого материала 5. Четьфе светоделителя 6, 7, 8, 9 установлены наклонно по ходу излучения перед каждым фотоприемником и каждым источником света. Идентичные усилители 10, 11 соединены, соответственно с фотоприемниками 3, 4. Выходы генератора 12 соединены соответственно с источниками 1, 2 света и с управляющим входом синхронного коммутатора 13. Два входа комму- I татора 13 соединены с выходами усилителей 10, 11, а четыре его выхода - с четырьмя входами вычислительного устройства 14. Пятый вход вычислительного устройства 14 соединен с источником 15 опорного напряжения, а выход является выходом фотометра. 2ил.j СХ) 00 сд Ц1иг.1

СОЮ3 COBETCHHX

ВИ

РЕСПУБЛИК (б!! 4 G 01 J 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

С

1.:! 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 l) 3766906/23-25 (22) 06.07.84 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промьппленности (72) Л.Г.Гросс, В.Ф.Куликов, А.Г.Васильев и В.Г.Леонтьев (53) 535.24(088.8) (56) Заявка ФРГ № 2540511, кл. С 01 J 1/42, опублик. !977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 827982, кл. G Ol J 1/44, 1981. (54) ФОТОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛЕНОЧНЫХ

MATEРИАЛОВ (57) Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в химической промышленности при производстве различных полимерных пленок с оптически однородными и рассеивающими покрытиями. Цель изобретения

„„SU„„1288507 А 1 повышение точности измерений. Фотометр содержит два идентичных источника 1, 2 света, два идентичных фотоприемника 3, 4, установленные с раз- ных сторон контролируемого материала 5. Четыре светоделителя 6, 7, 8, 9 установлены наклонно по ходу излучения перед каждым фотоприемником и каждым источником света. Идентичные усилители 10, 11 соединены соответственно с фотоприемниками 3, 4.

Выходы генератора 12 соединены соответственно с источниками 1, 2 света и с управляющим входом синхронного коммутатора !3. Два входа коммутатора 13 соединены с выходами усилителей 10, Il, а четыре его выхода— с четырьмя входами вычислительного устройства 14. Пятый вход вычисли-. тельного устройства 14 соединен с источником 15 опорного напряжения, а выход является выходом фотометра.

2 ил.!

288507

U =I, i, K S т-с/ъK„;

2 9 Т 3 1 » (1, =?2 9 9 Б, ТЫ, К, (2) = D + 3g (1+ --)»

5 1х h

50

Изобретение относится к фотометрии, а именно к измерителям оптических характеристик пленочных материалов, и может быть использовано в химической промышленности при производстве различных полимерных пленок с оптически однородными и рассеивающими покрытиями.

Цель изобретения — повышение точ!

О ности измерений.

На фиг.! приведена функциональная схема фотометра; на фиг.2 — CxeMa работы фотометра при контроле оптически неоднородных светорассеивающих материалов.

Фотометр содержит первый и второй идентичные источники 1 и 2 света, первый и второй идентичные фотоприемники 3 и 4, установленные с разных сторон контролируемого материала 5, четыре светоделителя 6-9, установленные наклонно по ходу излучения перед каждым фотоприемником и каждым источником света, первый и второй идентичные усилители 10 и 11, входы которых соединены соответственно с первым и вторым фотоприемником 3 и 4, генератор 12, выходы которого соединены соответственно с источником 1 и 2 света и с управляющим входом синхронного коммутатора 13, два входа которого соединены соответственно с выходами усилителей 10 и ll, а четыре его выхода — с четырьмя входа35 ми вычислительного устройства 14, пятый вход которого соединен с источником 15 опорного напряжения, а выход является выходом фотометра.

Фотометр работает следующим об- 40 разом.

При измерении оптической плотности D с одним фотоприемником где h — - расстояние от плоскости фотоприемника до контролируемого материала; ah — изменение этого расстояния.

Импульсы питания с соответствующих выходов генератора 12 поочередно подаются на первый и второй источники I и 2 света. В промежуток времени, когда излучает первый источник света, излучение от него с помощью светоделителя 6 разделяется на два пучка, один из которых, пройдя через светоделитель 8, попадает на фотоприемник 4, а другой пучок, пройдя через контролируемую пленку 5 и отразившись от светоделителя 7, попадает на фотоприемник 3. В следующий промежуток времени, когда излучает второй источник света, излучение от него также расщепляется с помощью светоделителя 9 на два пучка, один из которых, пройдя через светоделитель 7, попадает на фотоприемник 3, а другой пучок, пройдя через контролируемую пленку и отразившись от светоцелителя 8, попадает на фотоприем- . ник 4. В результате на фотоприемниках

3 и 4 возникают последовательности импульсов, которые усиливаются усилитепями 10 и ll, с выхода которых снимаются сигналы, амплитуды которых зависят не только от параметров источников света, фотоприемников, элементов оптической и электрической схем, но, в случае контроля оптически неоднородных светорассеивающих пленочных материалов, и от положения пленки в измерительном зазоре (фиг.2). поскольку в этом случае излучение, проходящее через контролируемый материал, претерпевает рассеяние и распространяется под разными углами к поверхности материала, в результате чего при изменении положения контролируемого материала изменяются апер„турные углы фотоприемников, что приводит к изменению потоков излучения, попадающих на. фотоприемники.

С учетом перечисленных факторов амплитуды сигналов на фотоприемниках можно записать следующим образом: о о где У, U, — амплитуды импульсов на фотоприемниках 3, 4, вызванные пучками излучения от источников 2 и 1, отраженными от светоделителей 9 и 6 и попавшими непосредственно на фотоприемники беэ взаимодействия с контролируемыми материалами;

U, U, — амплитуды импульсов, вызванные пучками излучения от источников и 2, прошедшими через контролируемый образец;

I, I — интенсивность излучения источников света l и 2;

S, Б„ — чувствительность фотоприемников 3 и 4;.1288507

U U

1ц 2 . + 1) Uo Uo оп °

3 4

Подставляя (2) в (3), получим (3) i"а в 1,,д, К К ьых К . К 3 4 б >98 — 1g т + U,„ (4) При равном удалении фотоприемников от контролируемой пленки и при 35 малых апертурных углах (фиг.2) мож1 но записать, что Ю = с 4 = †вЂ, где

h — расстояние от пленки до фотоприемников, а 1 — линейный размер приемной площадки фотоприемников. Если контролируемый материал смещен относительно среднего положения на величину дй, Ыв и Ы запишутся следующим образом:

f

4 ) — e }

О э h+ д)1 (5) Подставляя (5) в (4), получим

K i КЗ eh

U = -1 у . (1- -- — )— вы!! K i К (9 > h б 1 9 g — 18 т (6) 55

Учитывая, что параметры светоделителей, линейный размер фотоприемников и расстояние между фотоприемниками неизменны во времени, выбираК К -коэффициенты передачи !

0 t f1 усилителей 10 и ll;

К,К,К,K и 1, !,, — соб ответственно коэффициенты отражения и пропускания светоделителей 6-9; 5

Т вЂ” пропускание контролируемой пленки; с(— параметр, характеризуюэ! щий апертурные углы фотоприемников

3 и 4 (фиг.2).

Снимаемые с выходов усилителей 10 и ll сигналы поступают на соответствующие входы синхронного коммутатора, на управляющий вход которого подаются синхроимпульсы с соответ15 ствующего выхода генератора 12. После коммутатора каждый из четырех о о сигналов U,,U,,U u U поступает в в вычислительное устройство 14, на пятый вход которого с опорного источника 15 поступает напряжение U» .

В вычислительном устройстве 14 осуществляется следующая функция преобразования: ем величину опорного напряжения U „ из условия

Ц 1 "К."2 В (7)

9 В

Подставляя (7) в (6) и принимая во внимание, что 1g Т =-D, где D оптическая плотность контролируемого материала, получим:

2 D+1g (1 — — -) дЬ

В!4! h (s) Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Фотометр для контроля пленочных материалов, содержащий вычислительное устройство и источник света, по ходу излучения которого установлен светоделитель с одной стороны контролируемого материала и первый фотоприемник — с другой стороны, на втором оптическом выходе светоделителя установлен второй фотоприемник, к выходам фотоприемников подключены соответственно усилители, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены три дополнительных светоделителя, дополнительный источник света, синхронный коммутатор, источ-. ник опорного напряжения и генератор, выходы которого соответственно подключены к источникам света и к управляющему входу синхронного коммутатора, два входа которого соединены соответственно с выходами усилителей, а четыре его выхода — с входами вычислительного устройства, пятый вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход является выходом фотометра, причем перед вторым фотоприемником установлен первый дополнительный светоделитель, с вторым оптическим выходом которого оптически связан через второй дополнительный светоделитель дополнительный

Из сравнения последнего выражения с (l) следует, что влияние перемещения контролируемого материала в предлагаемом фотометре на порядок ниже по сравнению с известным, что повышает точность измерений. При этом отсутствует влияние параметров источников света фотоприемников, что также способствует повьппению точности измерений.!

288507 6 рез второй и третий дополнительные светоделители с первым фотоприемником, источник света, установленный с противоположной стороны контролируемого материала и оптически связанный че Пзбг,Z

Составитель A.×óðáàêîâ

Редактор А.Ворович Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Эаказ 7797/38 Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4