Полевой спектрометр

 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции. Измерительный и эталонный каналы через коммутатор, диск 5 со светофильтрами 6 и модулятор 4 поочередно оптически связываются с приемником. С датчика 9 опорных сигналов поступает информация о текущем положении диска 5 и модулятора 4. В датчике 9 имеется излучатель 24, который через кодовые отверстия 28 в диске 5 и кодовые отверстия 23 в модуляторе 4 оптически связан с первым фотоприемником. Размеры кодовых отверстий 28 в диске 5 больше размеров кодовых отверстий 23 в модуляторе 4. Для выработки начального сигнала на диске 5 укреплено отклоняющее зеркало 29, с помощью которого излучатель 24 оптически связан с вторым фотоприемником 26. Привод модулятора 4 кинематически связан с диском 5 со светофильтрами. Использование объединенного датчика позволяет создать компактную конструкцию, не "затеняющую" объект исследования, что позволяет довести погрешность измерений до 2%. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 J 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) ПОЛЕВОЙ СПЕКТРОМЕТР

12 (D

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4228183/31-25 (22) 13.02.87 (46) 30.09 ° 89. Бюл. Ф 36 (71) Симферопольский филиал Научнопроизводственноro объединения

"Агроприбор" (72) А.П.Кульчицкий и Л.Е.Обринский (53) 535.853 (088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

)) 147810, кл. G 01 J 3/34, 1961.

Авторское свидетельство СССР

)"- 714171, кл. С 01 J 3/34, 1977. (57) Изобретение относится к области оитического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение конструкции. Измерительный и эталонный каналы через коммутатор, диск 5 со светофильтрами 6 и модуЭ лятор 4 поочередно оптически связываются с приемником. С датчика 9 опорных сигналов поступает информация

1511603 ющее зеркало 29, с помощью которого излучатель 24 оптически связан с вторым фотоприемником 26. Привод моду5 лятора 4 кинематически связан с диском 5 со светофильтрами. Использование объединенного датчика позволяет создать компактную конструкцию, не

"затеняющую" объект исследования, что позволяет довести погрешность измерений до 27. 3 ил.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение конструк- 20 ции полевого спектрометра.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого полевого спектрометра; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 †. разрез Б-Б на фиг. 1 ° 25

Полевой спектрометр содержит корпус 1, измерительный канал 2, коммутатор 3, модулятор 4, диск 5 со светофильтрами 6, канал 7 эталонного образца, приемник 8 излучения, датчик 9 опорных сигналов и измерительный блок 10.

Измерительный канал 2 включает в себя защитное прозрачное стекло 11, бленду 12, представляющую собой полый усеченный конус, внутри которого ! размещен ряд диафрагм 13 для погло щения вредных боковых засветок, и диафрагму 14 определяющую угловое поле зрения прибора.

Коммутатор 3 представляет собой зеркало 15 в виде половины цилиндра, на диаметральном срезе которого расположено отражающее непрозрачное (зеркальное) покрытие, а цилиндрическая поверхность 16 зачернена.

Зеркало установлено на валу 17.

Канал 7.эталонного образца включает в себя молочное стекло 18 бленду 19 и диафрагму 20, идентичные бленде 12 и диафрагме 14. Оси бленд расположены на одной вертикальной линии

45 о текущем положении диска 5 и модулятора 4. В датчике 9 имеется излучатель 24, который через кодовые отверстия 28 в диске 5 и кодовые отверстия

23 в модуляторе 4 оптически связан с первым фотоприемником. Размеры кодовых отверстий 28 в диске 5 больше размеров кодовых отверстий 23 в модуляторе 4. Для выработки начального сигнала на диске 5 укреплено отклоняМодулятор 4 представляет собой тонкий металлический диск, приводимый во вращение от привода 21. На. модуляторе 4 выполнен ряд отверстий

22, служащих для модуляции светового потока, и ряд кодовых отверстий 23, угловое положение и число которых соответствует основным отверстиям

22.

Датчик 9 опорных сигналов включа- ет в себя излучатель 24, фотоприемник

25, находящийся соосно с излучателем

24, и фотоприемник 26, расположенный под углом к лучу излучателя.

На диске 5 со светофильтрами 6 расположен ряд кодовых отверстий 27, угловое положение и число которых соответствует светофильтрам, а также закреплено отклоняющее зеркало 29, угловое положение которого соответствует началу цикла измерений.

Кодовые отверстия 23 на модуляторе 4, кодовые отверстия 27 и зеркало

28 на диске 5 при вращении модулятора и диска в определенные моменты времени располагаются на оси луча излучателя 24 датчика 9 опорных сигналов.

В корпусе 1 установлен привод 29 коммутатора 3.

Полевой спектрометр работает следующим образом..

Исследуемый объект (подстилающая поверхность) в полевых условиях освещен естественным светом (солнце и рассеянный свет неба). Отражающийся от. объекта световой поток в пределах заданного пространственного угла через измерительный канал 2 проходит на коммутатор 3, обращен-. ный к ней своей зеркальной поверхностью. Отражаясь от зеркала 15, световой поток направляется через узкополосный интерференционный светофильтр 6 и отверстие 22 в модуляторе

4 на приемник 8 излучения.

При этом в результате вращения модулятора 4 световой поток модулируется с заданной частотой.

5 15

Световой поток от верхней полусферы неба освещает молочное стекло

18 канала 7 эталонного образца и в пределах того же пространственного угла через верхнюю бленду 19 и диафрагму 20 также попадает на коммутатор 3.

Во время измерения отраженного потока падающий поток перекрывается зачерненной поверхностью 16 коммутатора 3. После поворота коммутатора этот поток направляется зеркалом 15 через светофильтры 6 и модулятор 4 на приемник 8 излучателя. В это время зачерненная поверхность 16 коммутатора 3 перекрывает отраженный от объекта поток.

Измерения светового потока от объекта и эталонного образца производят попеременно.

Измерение светового потока на каждом светофильтре 6 производят в тот момент, когда его величина достигает амплитудного значения. Этот момент определяет опорный сигнал в необходимом положении светофильтра 6 и модулятора 4. Начало цикла измерений определяет второй опорный сигнал, поступающий после каждого полного оборота диска 5 со светофильтрами 6.

Датчик 9 генерирует опорный сигнал о правильном положении светофильтра 6 и отверситя 22 в модуляторе 4 в тот момент, когда с лучом излучателя 24 совпадают кодовые отверстия 23 в модуляторе 4 и кодовые отверстия 27 в диске 5,. пропуская луч на соосный фотоприемник 25.

Сигнал о начале цикла измерений генерируется в момент прохода через луч излучателя 24 зеркала 28, закрепленного на диске 5 и направляющего луч на фотоприемник 25.

Опорные сигналы используются в системе. автоматики измерительного блока 10.

Полевой спектрометр снабжен не отдельными датчиками опорных сигналов о положении модулятора и диска с фильтрами,. а одним объединенным дат11603 6 чиком, который конструктивно особенно компактно решается в том случае, когда модулятор и диск с фильтрами соосны. Диск с Аильтрами, вращаясь относительно медленно,,имеет кодо" вые отверстия относительно большого размера.

Указанное выполнение датчика onop1p,Hûõ сигналов и размещение модулятора и диска с фильтрами уменьшает габариты прибора и повышает достоверность получаемых результатов, при этом погрешность измерений не превы15 шает 2Х.

Формула изобретения

Полевой спектрометр, содержащий измерительный и эталонный каналы, поочередно оптически связываемые с одним из светофильтров, укрепленных на диске, установленном с возможностью вращения, дисковым модулятором, кинематически связанным с приводом, и приемником светового излучения, а также систему регистрации, соединенную с приемником светового излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос- . ти измерений и упрощения конструкции, спектрометр дополнительно содержит датчик опорных сигналов, выполненный в виде излучателя и первого и второго фотоприе.и;иков, диск со

35 светофильтрами и .-дисковый модулятор снабжены кодовыми отверстиями, на диске со светофильтрами укреплено отклоняющее зеркало, излучатель дат40 чика опорных сигналов оптически связан с первым фотоприемником через кодовые отверстия в диске со светофильтрами и дисковом модуляторе, а с вторым фотоприемником — через от4 клоняющее зеркало, причем размеры кодовых отверстий в диске со светофильтрами больше размеров кодовых отверстий в дисковом модуляторе, при этом привод дискового модулятора кинематически связан с диском со све/ тофильтрами.

1511603

Составитель С.Иванов

Техред Л. Сердюкова

Ред акт о р Л. Ренин

Корректор B. Гирняк

Заказ 8424 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина, 101