Устройство для измерения коэффициентов отражения и пропускания объектов

 

Изобретение относится к области исследования объектов преимущественно биологической природы при помощи оптических средств. Цель - повышение точности и расширение числа измеряемых параметров. Оптическая камера устройства выполнена в виде светопоглощающей изнутри полусферы 2 с расположенными на внутренней поверхности равноотстоящими по азимуту и углу места фотоприемниками 3, которая установлена на закрепленный в экваториальной плоскости закрывающий полусферу сплошной диск 4, при этом оптическая ось входного потока излучения и оптические оси фотоприемников совмещены в центре диска, служащем для размещения объекта 6 исследования. Кроме того, для измерения проходящего излучения диск 4 имеет в центральной части отверстие, снабженное фотоприемником 5, источник излучения расположен под углом, исключающим прямое отражение от объекта в источник 1, при этом для регистрации зеркально отраженного от объекта потока излучения на поверхности полусферы расположен в плоскости падения дополнительный фотоприемник 7. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 21/55

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еЪ (21) 4124113/25 (22) 26,05.86 (46) 30.08.91. Бюл. ¹ 32 (71) Агрофизический научно-исследовательский институт ВАСХНИЛ (72) И.С.Лискер (53) 535.242 (088.8) (56) Брандт А.Б.. Тачеева С.В. Оптические параметры растительных организмов, М,:

Наука, 1967, с. 92-102.

Патент США ¹ 4120582,кл. 356-73, опублик. 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОПУСКАНИЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к области исследования объектов преимущественно биологической природы при помощи оптических средств. Цель — повышение точности и расширение числа измеряемых параметров.

Оптическая камера устройства выполнена в

„„. ЖÄÄ 1673928 А1 виде светопоглощающей изнутпи полусферы 2 с расположенными на внутренней поверхности равноотстоящими по азимуту и углу места фотоприемниками 3, которая установлена на закрепленный в экваториальной плоскости закрывающий полусферу сплошной диск 4, при этом оптическая ось входного потока излучения и оптические оси фотоприемников совмещены в ценгре диска, служащем для размещенияя объекта

6 исследования. Кроме того, для измерения проходящего излучения диск 4 имеет в центральной части отверстие, снабженное фотоприемником 5, источник излучения расположен под углом. исключающим прямое отражение от объекта в источник 1, при этом для регистрации зеркально отраженного от объекта потока излучения на поверхности полусферы расположен в плоскости падения дополнительный фотоприемник 7.

2 ил, 1673928

Изобретение относится к исследованиям объектов, преимущественно биологических, с помощью оптических средств, предназначено для исследования взаимодействия света с биологическими объектами на основе применения лучистых потоков, отражаемых, пропускаемых и поглощаемых ими в процессе жизнедеятельности, например листьями, семенами, пыльцой растений и т.п, Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение числа измеряемых параметров.

На фиг.1 изображена оптическая схема устройства; на фиг.2 — электрическая схема устройства.

Устройство (фиг.1) состоит иэ источника излучения 1, светопоглощающей изнутри полусферы 2 с расположенными на внутренней поверхности равноотстоящими по азимуту и углу места фотоприемниками 3, причем полусфера 2 установлена на закрепленный в экваториальной плоскости закрывающий полусферу сплошной диск 4, в центре которого расположен фотоприемник

5, а на нем помещен исследуемый объект 6. и дополнительного фотоприемника 7.

Устройство содержит (п+1) фотоприемников Ф,-Ф„, из которых на поверхности полусферы расположены и фотодиодов

Ф1 — Ф, а на сплошном диске один фотодиод Фо, являющийся подложкой для объекта исследования, Принципиальная электрическая схема измерения и регистрации мощности светоотражаемой и светопропускаемой составляющих входного потока излучения содержит предварительные усилители (ПУо — ПУ ) — соответственно для каждого фотоприемника, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутирующее программное устройство (КПУ), микропроцессор (Mll), управляющий работой ПУ с помощью КПУ.

Устройство работает следующим образом.

Объект исследования располагается на фотоприемнике Фо. Мощность Ео входного потока излучения, попадающего на объект, распределяется на три составляющих: отраженную Е"Р, прошедшую Е"Р и поглощенную Е"о Электрические сигналы от фотоприемников Фо-Фл поступают на соответствующие входы ПУ, коэффициенты усиления которых подобраны с учетом чувствительности каждого конкретного фотоприемника так, что на выходе ПУ появляется нормированный аналоговый сигнал, измеряемый через КПУ аналого-цифровым прибором.

КПУ обеспечивает последовательное подключение всех ПУ к входу АЦП. а также разрешает запись в соответствующую ячейку памяти микропроцессора МП сигнала с выхода АЦП, Таким образом, в память МП записывается информация о всех Е,о Р и

Ек"Р.,Далее по пРогРамме, записанной в

МП, вычисляется Е "Р и окончательно искомые коэффициенты пропускания

f1P пр отр

Ео р

Кобр = Е, ОтРажвниЯ Кобр

Ео Ео поглощения Кобр" - 1 — Кобр" р- Кобр р

Для экспериментального исследования были использованы фотодиоды ФД-24К с диаметром приемной поверхности 11 мм. В регистрирующей части устройства использован стандартный АЦП и микропроцессор типа ДЗ-28. Погрешность измерений коэффициентов светоотражения, светопропускания и поглощения биологических объектов не превышает З .

Время измерения 1 с.

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение точности измерений за счет исключения зависимости от светопоглощающих характеристик материала внутренней поверхности оптической камеры, за счет уменьшения числа отверстий в оптической камере для входного потока излучения и исследуемого образца. за счет уменьшения фонового излучения, проникающего внутрь полусферы через отверстия; расширение числа измеряемых параметров — благодаря измерению углового распределения по азимуту и углу места отраженного от образца потока излучения.

Устройство используется в экспериментах по исследованию влияния факторов среды обитания растительных объектов на величину коэффициентов светоотражения, светопропускания и поглощения лазерного излучения различных длин волн, находящихся в полосах поглощения хлорофилла. воды, фитохрома и др. компонентов биообьектов, Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициентов отражения и пропускания объектов, содержащее источник излучения, оптическую систему для формирования излучения и фотоприемники. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности измерений и расширения числа измеряемых параметров, оптическая система для формирования излучения выполнена в виде светопоглощающей изнутри полусферы, ограниченной в экваториальной плоскости сплошным дис1673928

Составитель И.Ильин

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Горват

Заказ 2913 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ком с отверстием в центральной части, причем один из фотоприемников расположен в отверстии сплошного диска. второй — под острым углом к нормали, проходящей через центр диска, а остальные расположены на внутренней поверхности полусферы на равном расстоянии друг от друга по азимуту и углу места, при этом оптическая ось входного потока излучения и оптические оси фотоприемников направлены к центру диска, причем источник излучения расположен под

5 углом к нормали, проходящей через центр диска, равным углу расположения второго фотоприемника.