Устройство для измерения индикатрис рассеяния света

 

Изобретение относится к оптике. Устройство содержит источник 1 излучения, сканирующее устройство 3, интерференционный фильтр 13, фотопреобразователь 14, блок формирования команд опроса, включающий счетчики, генератор одиночных импульсов , линию задержки, шифратор, управляемый источник опорного напряжения , п-канальное аналоговое запоминающее устройство, устройство сравнения, блок предварительной обработки сигнала и регистратор.8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790322/25 (22) 12.02.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Научно-исследовательский институт прикладной химии (72) А.Н,Столяров, В.П.Коваленко и П,А.Таразанов (53) 535.24(088.8) (56) Соколов P.Н., Петров Г.Д., Фунтанов

В.Н., Кудрявицкий Ф.А, Измерение спектра размеров частиц в пламени.— Измерительная техника, 1973, N. 1100, с. 60-64.

Авторское свидетельство СССР

N -1402862,,кл. 6 01 N 21/47, 1986. (s1)s G 01 J 1/44, G 01 N 21/47 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДИКАТРИС РАССЕЯНИЯ СВЕТА (57) Изобретение относится к оптике. Устройство содержит источник 1 излучения, сканирующее устройство 3. интерференционный фильтр 13, фотопреобразователь 14, блок формирования команд опроса, включающий счетчики, генератор одиночных импульсов, линию задержки, шифратор, управляемый источник опорного напряжения, и-канальное аналоговое запоминающее устройство, устройство сравнения, блок предварительной обработки сигнала и регистратор. 8 ил.

1723456

10

Изобретение относится к оптическим устройствам для изучения размеров, формы и электромагнитных свойств частиц по угловому распределению рассеянного ими света.

Известно устройство для измерения малоугловых индикатрис рассеяния света, состоящее из последовательно расположенных вдоль луча зрения источника излучения с коллимированным потоком, сканирующего устройства, содержащего коллиматор (объектив) со щелевой диафрагмой, поляризатор, вращающийся диск-модулятор с оптическими щелями, выполненными в виде отверстий, расположенных по спирали от центра вращения диска-модулятора, вторую щелевую диафрагму, размещенную за диском-модулятором собирающую линзу, интерференционный фильтр, фотопреобразователь и регистратор.

Недостатком устройства является отсутствие системы формирования команд опроса при преобразовании модулированного сигнала в цифровой код, что приводит в загрузке оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) вычислительного устройства (BY) избыточной информацией при автоматизированной обработке результатов измерений. Нерациональность использования

ОЗУ BY сокращает длительность регистрации нестационарных процессов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения индикатрис рассеяния света, состоящее из последовательно расположенных по ходу излучения и оптически связанных между собой источника излучения, сканирующего устройства, фотопреобразователя, блока формирования команд опроса, включающего оптронные пары реперов начала цикла и реперов угла сканирования, две линии задержки, блок предварительной обработки сигнала функции углового распределения рассеянного света и регистратор, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и BY. Устройство обеспечивает спрос регистратором (АЦП и BY) модулированного аналогового сигнала функции углового распределения рассеянного света строго в максимумах несущей частоты (частоты прерывания лучистого потока в устройстве диском-модулятором) с одновременным учетом собственных шумов фотопреобразователя.

Однако жесткое задание точек опроса модулированного аналогового сигнала, амплитуды которого пропорциональны рассеянному под различными углами световому потоку, не учитывающее скор )cTb измене15

55 ния этих амплитуд во времени (от одного цикла развертки индикатрисы по углу к другому), ведет к нерациональному использованию объема памяти ОЗУ (ОЗУ загружается избыточной информацией, что особенно сущестенно при работе в автономных условиях в ждущем режиме, когда начало и конец исследуемого процесса заранее неизвестны, а также при исследованиях повторяющихся импульсных процессов, когда интервал времени между импульсами больше длительности самого импульса. В этих случаях ОЗУ при регистрации практически постоянных или слабо изменяющихся во времени индикатрис продолжает заполняться информацией с той же частотой (в

ОЗУ заполняется каждая индикатриса), что и при регистрации быстроизменяющихся во времени индикатрис.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем увеличения скорости развертки по углу, Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения индикатрис рассеяния света, состоящее из последовательно расположенных по ходу излучения и оптически связанных между собой источника излучения с коллимированным потоком, сканирующего устройства, интерференционного фильтра и фотопреобразователя, а также блока формирования команд опроса, линии задержки, блока предварительной обработки сигнала функции углового распределения рассеянного света и регистратора, содержащего АЦП и BY, причем. сканирующее устройство включает коллиматор с первой щелевой диафрагмой, поляризатор, снабженный механизмом вращения диск-модулятор с отверстиями, выполненными в виде щелей, расположенных на спирали от центра вращения дискамодулятора, вторую щелевую диафрагму, размещенную за диском-модулятором, собирающую линзу, две оптронные пары реперов начала цикла и реперов угла сканирования, закрепленных неподвижно, элементы которых оптически связаны через дополнительные отверстия в диске-модуляторе, расположенные по окружности с центром в центре вращения диска-модулятора и центры расположенных по спирали отверстий, при этом электрические выходы оптронных пар реперов начала цикла и реперов угла сканирования подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования команд опроса, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющим входам блока предварительной обработки сигнала

1723456

20

30

40

55 функции углового распределения рассеянного света, информационный вход которого подключен к фотопреобразователю, а информационный выход — к регистратору, введены генератор одиночных импульсов, и-канальное аналоговое запоминающее устройство, два счетчика, шифратор, устройство сравнения и управляемый источник опорного напряжения, при этом генератор одиночных импульсов подключен к установочному R-входу первого счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу регистратора, счетный С-вход первого счетчика объединен с установочным R-входом второго .счетчика и подключен к второму выходу блока формирования команд опроса, первый выход которого через линию задержки подключен к входу синхронизации устройства сравнения и счетному С-входу второго счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу регистратора и входу шифратора, выход которого подключен к входу управляемого источника опорного напряжения и первому управляющему входу п-канального запоминающего устройства, второй управляющий вход которого подключен к второму управляющему выходу устройства сравнения, первый управляющий вход которого подключен к первому выходу управляемого источника опорного напряжения, второй выход которого подключен к второму управляющему входу устройства сравнения, первый информационный вход которого подключен к третьему информационному входу регистратора, выходу блока предварительной обработки сигнала и ин- формационному входу и-канального аналогового запоминающего устройства, выход которого подключен к второму информационному входу устройства давления,. первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу регистратора.

На фиг,1 представлена оптико-механическая схема устройства; на фиг.2 — электронная блок-схема устройства; на фиг,3— блок-схема блока формирования командопроса; на фиг.4 — блок-схема блока предварительной обработки сигнала; на фиг.5—, блок-схема генератора одиночных импульсов; на фиг,6 — блок-схема управляемого источника опорного напряжения; на фиг,7блок-схема и-канального аналогового запоминающего устройства; на фиг.8 — блок-схема устройства сравнения.

Оптико-механическая схема устройства состоит из последовательно соосно расположенных источника 1 коллимированного излучения (лазер ), исследуемого объекта 2; сканирующего устройства 3, содержащего входную диафрагму 4, коллиматор (объектив) 5, поляризатор 6, вращающийся дискмодулятор 7 с отверстиями, . расположенными на нем в виде спирали Архимеда, и вспомогательными отверстиями для формирования служебной информации, расположенными на продолжении радиусов, проходящих через середины основных отверстий, жестко закрепленный на валу механизм 8 его вращения, выходную щелевую диафрагму 9, собирающую линзу 10 и две оптронные пары 11 и 12 для формирования электрических сигналов начала цикла сканирования и реперов угла поворота соответственно, закрепленных неподвижно, элементы которых оптически замыкаются через дополнительные отверстия в дискемодуляторе, а также интерференционного фильтра 13 и фотопреобразователя 14.

Электронная схема устройства состоит из блока 15 формирования команд опроса, первый и второй входы которого подключены к электрическим выходам оптронных пар

11 и 12 соответственно счетчиков 16 и 17, генератора 18 одиночных импульсов и линии 19 задержки, причем установочный Rвход счетчика 16 подключен к выходу генератора 18, счетный С-вход счетчика

16 — к второму выходу блока 15 и установочному R-входу счетчика 17, счетный С-вход которого соединен с выходом линии 19 задержки, вход которой подключен к первому выходу блока 15, а также шифратора 20, управляемого источника 21 опорного напряжения и и-входового аналогового запоминающего устройства 22, при этом вход шифратора 20 подключен к выходу счетчика

17, а выход — к входу управляемого источника 21 опорного напряжения и входу и-канального аналогового запоминающего устройства 22, устройства 23 сравнения, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам управляющего источника 21 опорного напряжения, вход синхронизации устройства 23 подключен к выходу линии задержки, а второй его управляющий вход — к второму управляющему входу и-канального запоминающего устройства 22, второй информационный вход устройства

23 — к выходу и-канального запоминающего устройства 22, блока 24 предварительной обработки, информационный вход которого подключен к выходу фотопреобразователя

14, первый, второй и третий управляющие входы блока 24 подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющим выходам блока 15, регистратора 25, содержащего аналого-цифровой преобразовательь (АЦП) 26 и вычислительное устрой1723456

55 ство (BY) 27, причем информационный вход

АЦП 26 является третьим информационным входом блока 25 и подключен к информационному выходу блока 24 предварительной обработки, информационному входу и-ка- 5 нального запоминающего устройства 22 и первому информационному входу устройства 23 сравнения, управляющий вход АЦП является управляющим входом блока 25 и подключен к первому управляющему выходу устройства сравнения, управляющий выход АЦП подключен к управляющему входу

BY 27, а информационный выход — к третьему информационному входу BY 27, второй информационный вход которого является вторым информационным входом блока 25 и подключен к выходу счетчика 17, первый информационный вход BY 27 является первым информационным входом блока 25 и подключен к выходу счетчика 16.

Блок 15 формирования команд опроса содержит усилитель 28, вход которого является первым входом блока, дифференциатор 29. вход которого подключен к выходу усилителя 28, уровневый компаратор 30 с делителем 31 порного.напряжения на инвертирующем входе, неинвертирующий вход которого подключен к выходу дифференциатора 29, уровневый компаратор 32 с делителем 33 опорного напряжения на неинвертирующем входе, инвертирующий вход которого также подключен к выходу дифференциатора 29, уровневый компаратор 34 с делителем 35 опорного напряжения на неинвертирующем входе, нвертирующий вход которого подключен к входудифференциатора 29, логический элемент ЗИЛИ вЂ” НЕ

36, входы которого подключены к соответствующим выходам компараторов 30, 32 и 34, а выход является вторым выходом блока 15, усилитель 37, вход которого является вторым входом блока 15, дифференциатор 38, вход которого подключен к выходу усилителя 37, уровневый компара — îð 39 с делителем 40 опорного напряжения на инвертирующем входе, неинвертирующий вход которого подключен к выходу дифференциатора 38, уровневый компаратор 41 с делителем 42 опорного напряжения на неинвертирующем входе, инвертирующий вход которого также подключен к выходу дифференциатора 38, уровневый компаратор 43 с делителем 44 опорного напряжения на неинвертирующем входе, инвертирующий вход которого подключен к входу дифференциатора 38, уровневый компаратор 45 с делителем 46 опорного напряжения на инвертирующем входе, неинвертирующий вход которого подключенк входу дифференциатора 38, логический элемент ЗИЛИ-НЕ

47, входы которого подключены к выходам компараторов 39, 41 и 43, а выход является первым выходом блока 15, логический элемент ЗИЛИ вЂ” НЕ 48, входы которого подключены к выходам компараторов 39, 41 и 45, а выход является третьим выходом блока 15.

Блок 21 предварительной обработки сигнала содержит логический элемент

2ИЛИ 49, первый вход которого подключен к третьему, а второй вход — к второму входам блока 24, триггер 50, счетный вход которого подключен к выходу логического элемента

2ИЛИ 49, одновибраторы 51 и 52, соответствующие входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера 50, запоминающие устройства 53 — 55, информационные входы которых подключены к информационному входу блока 24, первый управляющий вход запоминающего устройства 53 подключен к первому управляющему входу блока 24, первый управляющий вход запоминающего устройства 54 — к выходу одновибратора 51, первый управляющий вход запоминающего устройства 55 — к выходу одновибратора 52, логический элемент 2И вЂ” 2И вЂ” ИЛИ 56, первый вход которого подключен к первому управляющему входу запоминающего устройства 54, третий вход — к первому управляющему входу запоминающего устройства 55, а выход — к вторым управляющим входам запоминающих устройств 54 и 55, линию 57 задержки, вход которой подключен к второму входу логического элемента 2ИЛИ 49, логический элемент НЕ 58, вход которого подключен к выходу линии 57 задержки, а выход — к второму и четвертому входам логического элемента 2И вЂ” 2И вЂ” ИЛИ 56, одновибратор 59, вход которого подключен к выходу логического элемента 2И-2И вЂ” ИЛИ 56, а выход подключен к второму управляющему входу запоминающего устройства 53, запоминающее устройство 60, первый управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента 2И вЂ” 2И вЂ” ИЛИ 56, второй управляющий вход — к выходу одновибратора

59, сумматор 61, входы которого подключены к соответствующим информационным выходам запоминающих устройств 54 и 55, а выход — через делитель 62 к информационному входу запоминающего устройства 60, разностный сумматор 63, неинвертирующий вход которого подключен к выходу запоминающего устройства 53, инвертирующий вход — к выходу запоминающего устройства 60, а выход является информационным выходом блока 24.

Генератор 18 одиночных импульсов содержит формирователь 64 с пусковой кнопкой 65, логический элемент 2ИЛИ 66, 1723456

10 формирователь 67 импульсов,автоматической установки, содержащей RC-цепочку

68-69, повторитель 70, и одновибратор 71, причем вход повторителя 70 подключен через конденсатор 68 к общей шине и через резистор 69 к шине питания, а выход повторителя 70 — через одновибратор 71 к второму входу логического элемента 2ИЛИ 66, первый вход которого подключен к выходу формирователя 64, а выход — к выходу блока

18.

Управляемый источник 21 опорного напряжения содержит по количеству импульсов реперов угла поворота в одном цикле развертки индикатрисы по углу и аналоговых ключей 72, и-потенциометров 73 с источником 74 опорного напряжения на входах, выходы которых через аналоговые ключи 72 подключены к первому выходу блока 21, и аналоговых ключей 75 и и потенциометров 76 с источником 17 опорного напряжения на входах, выходы которого через аналоговые ключи 75 подключены к второму выходу блока 21, при этом управляющие входы аналоговых ключей 72 и 75 попарно замкнуты между собой и являются управляющим входом блока 21. и-канальное запоминающее устройство

22 содержит по количеству импульсов реперов угла поворота в одном цикле и логических элементов 2И 78, первые входы которых являются первым управляющим входом блока, вторые входы замкнуты между собой и являются вторым управляющим входом блока 22, и управляемых аналоговых запоминающих устройств 79, информационные входы которых замкнуты между собой и являются информационным входом блока 22, первые управляющие входы подключены к выходам и логических элементов

2И 78 соответственно, а вторые управляющие входы — к вторым входам п логических элементов 2И 78 соответственно, преобразователь 80 импеданса, вход которого подключен к информационным выходам управляемых запоминающих устройств 79, а выход является выходом блока 22.

Устройство 23 сравнения содержит разностный сумматор 81, неинвертирующий вход которого является первым информационным входом блока 23, инвертирующий вход — вторым информационным входом блока 23, уровневые компараторы 82 и 83, инвертирующий вход компаратора 82 и неинвертирующий вход компаратора 83 замкнуты между собой и подключены к выходу разностного сумматора 81, а неинвертирующий вход компаратора 82 и инвертирующий вход компаратора 83 — к первому и второму управляющим входам блока 23 со10

55 ответственно, логический элемент 2ИЛ И 84, входы которого подключены к выходам компаратора 82 и 83 соответственно, одновибратор 85, вход которого подключен к выходу логического элемента 2ИЛИ 84, а выход является первым выходом блока 23 и подключен к входу линии 86 задержки, выход которой является вторым выходом блока 23, Устройство работает следующим образом.

Поток излучения источника 1 направляется на исследуемый объект 2. Часть излучения, рассеянная объектом 2 и прошедшая через входную щелевую диафрагму 4, коллиматор (объектив) 5 и поляризатор 6, попадает на диск-модулятор 7. Исследуемый объект 2 расположен s фокусе коллиматора (объектива) 5, и все лучи., выходящие из исследуемого объекта 2, после прохождения коллиматора (объектива) 5 параллельны, в результате чего распределение освещенности по длине щелевой диафрагмы 9 соответствует угловому распределению рассеянного излучения. При вращении диска-модулятора 7 отверстия, расположенные по спирали, поочередно пропускают через щелевую диафрагму 9 излучение, рассеянное под различными углами. После прохождения через собирающую линзу 10 и интерференционный фильтр 13 излучение попадает на чувствительный элемент фотопреобразователя 14, Оптронные пары 11 м

12 вырабатывают импульсы служебной информации — начала цикла сканирования и реперов угла сканирования, необходимые для обработки сигнала фотопреобразователя 14, Так как каждое из вспомогательных отверстий, через которые связаны элементы оптронной пары 11 реперов сканирования, выполнено на продолжении радиуса, соединяющего центр вращения диска-модулятора 7 с центром соответствующего основного отверстия, выделяющего рассеянный под углом поток, то связь между временем прохождения импульса реперов угла сканирования и временем прохождения соответствующим основным отверстиям щелевой диафрагмы однозначна. Импульсы служебной информации начала циклов сканирования и реперов угла сканирования, возникающие в процессе сканирования по углу на выходах оптронных пар 11 и 12, нормируются по амплитуде и длительности фронтов, При этом передние фронты этих импульсов точно соответствуют времени достижения максимума и минимума модулированного электрического сигнала фотопреобразователя 14, а передний фронт импульса начала развертки соответствует

1723456

55 переднему фронту импульса первого максимума.

Блок 24 предварительной обработки обеспечивает учет фоновых засветок оптического тракта и собственных шумов фотопреобразователя 14 на этапе поступления аналогового информационного электрического сигнала с выхода фотопреобразователя 14 на регистратор 25 через блок 24, Начало цикла характеризуется одновременным поступлением импульса начала развертки и первого импульса-репера максимума соответственно с второго и первого выходов блока 15 формирования команд опроса.

Триггер 50 в совокупности с одновибраторами. 51 и 52 составляет двоичный счетчик, замыкающий поочередно входные ключи информационных входов запоминающих устройств 54 и 55 и предназначенный для хранения сигналов, соответствующих шумам с выхода фотопреобразователя 14, т,е. минимумам модулированного сигнала функции углового рапсределения рассеянного света. Запоминающие устройства 54 и. 55 эквивалентны. В результате работа блока 24 организована так, что начальное значение минимума может быть записано в запоминающее устройство 54 или 55 в зависимости от состояния триггера 50, который в начальный момент может находиться в любом состоянии, т.е. на прямом выходе — "0", а на инверсном выходе — "1", либо наоборот.

Предположим, что прямой выход триггера

50 находится в состоянии "0" и в момент поступления импульса с второго выхода блока 15 через второй вход логического элемента ИЛИ 51 на вход триггера 50 он переходит в состояние "1" на прямом выходе.

Одновибратор 51 формирует по переднему фронту электрического сигнала с выхода триггера 50 импульс, который, поступив на первый управляющий вход запоминающего устройства 54, открывает его информационный вход и в него записывается нулевой уровень, соответствующий напряжению шума с выхода фотопреобразователя 14. Импульс с одновибратора 51 поступает также и на первый вход логического элемента 2И—

2И вЂ” ИЛИ 56, но не проходит его так, как высокий уровень импульса с второго входа блока 24, проходя линию задержки 57 с инвертором НЕ 58, блокирует его уровнем "0".

Таким образом, запомненный в запоминающем устройстве 54 нулевой уровень, соответствующий напряжению шума на выходе фотопреобразователя 14, сохраняется. Одновременно с импульсом начала развертки через первый управляющий вход блока 24 на первый управляющий вход запоминающего устройства 53 поступает импульс пер5

40 вого максимума и в него записывается нулевой уровень, соответствующий напряжению шума на выходе фотопреобразователя 14, так как первому отверстию оптронной пары

12 на диске-модуляторе 7 соответствует закрытая оптическая щель информационного канала. При поступлении первого импульса минимума с первого входа блока 24 на первый вход логического элемента 2ИЛИ 49, который следует непосредственно за импульсом с первого управляющего входа блока 24, триггер 50 переключается в нулевое состояние, при котором инверсный выход переходит на уровень "1" и одновибратор 52 формирует короткий импульс по переднему фронту сигнала с выхода триггера 50, Таким образом на первый управляющий вход запоминающего устройства 55 поступает импульс, открывающий входной ключ этого запоминающего устройства, и сигнал нулевого уровня, соответствующий напряжению на выходе фотопреобразователя 14, записывается в запоминающее устройство 55.

Одновременно этот сигнал поступает на третий вход логического элемента 2И вЂ” 2И—

ИЛИ 56, на четвертом входе которого в течение всего цикла сканирования (при отсутствии импульса начала цикла} присутствует высокий уровень напряжения с выхода линии 57 задержки через инвертор 58.

Таким образом, выходной уровень напряжения "1" логического элемента 2И вЂ” 2И вЂ” ИЛИ

56 поступает на вторые управляющие входы запоминающих устройств 54 и 55, открывая их информационные выходы, Выходные сигналыы нулевого уровня (соответствующие напряжению шума с выхода фотопреобразователя 14) с запоминающих устройств 54 и 55 суммируются в сумматоре

61. Половина напряжения с выхода сумматора 61 через делитель 62 поступает на информационный вход запоминающего устройства 60, который открывается по переднему фронту импульса с логического элемента 2И вЂ” 2И вЂ” ИЛИ 56. Поступление в разностный сумматор 63 сигналов первого максимума модулированного сигнала функции углового распределения рассеяния света при отсутствии оптической щели информационного канала и полусуммы нулевых уровней, соответствующих напряжению шума на выходе фотопреобразователя

14, -аписанных по командам начала цикла и первого минимума, происходит по переднему фронту импульса на вторые управляюьцие входы запоминающих устройств 53 и 60 с выхода одновибратора 59, на вход которого поступает импульс с выхода логического элемента 2И-2И вЂ” ИЛИ 56, по заднему фронту которого на выходе одновибратора 59

1723456

55 формируется импульс, Выходной электрический сигнал, соответствующий уровню нулевого напряжения, с выхода сумматора 63 поступает на третий информационный вход регистра (АЦП с BY) 25, При дальнейшем поступлении сигнала, соответствующего максимуму модулированного сигнала функции углового распределения рассеянного света, оптическая щель информационного канала на диске-модуляторе 7, соответствующая второму реперу угла сканирования, проходит плоскорость изображения рассеянного потока источника 1 излучения, в результате чего сигнал, соответствующий максимуму модулированного сигнала функции углового распределения рассеянного света записывается в запоминающее устройство 53. Следующий за ним импульс второго минимума через второй вход логического элемента 2ИЛИ 49 устанавливает прямой выход триггера 50 в состояние

"1". Одновибратор 51 открывает входной ключ запоминающего устройства 54, и напряжение минимума записывается в запоминающее устройство 54, при этом входной ключ запоминающего устройства 55 закрыт, а ранее записанное в это запоминающее устройство напряжение сохраняется в нем, Выходные сигналы (соответствующие напряжению шума фотопреобразователя 14 с запоминающих устройств) суммируются в сумматоре 61, в результате чего половина напряжения с делителя 62 поступает на информационный вход запоминающего устройства 60 по переднему фронту импульса

"1" с выхода логического элемента 2И вЂ” 2И—

ИЛИ 56, а выходные напряжения с запоминающих устройств 53 и 60 поступают на соответствующие входы разкостного сумматора 63. Выходной электрический сигнал, несущий информацию о функции углового распределения рассеянного света с учетом шумов на выходе фотопреобразователя 14, с выхода разностного сумматора 63 поступает на информационный вход регистратора (АЦП с BY) 24. Дальнейшая запись максимума модулированного сигнала функции углового распределения рассеянного света происходит по команде (импульсу) с первого выхода блока 15, а запись минимумов происходит поочередно в запоминающее устройство 54 или 55 по поступлению управляющих импульсов с третьего выхода блока 15, при этом предыдущее значение минимума сохраняется и участвует в следующем такте работы блока 24, после чего в это запоминающее устройство происходит запись следующего сигнала минимума. Работа блока 24 при начальном состоянии прямого выхода триггерз 50 э состоянии

"1 "аналогична. Таким образом, блок 24 предварительной обработки аналогового сигнала с выхода фотопреобразователя 14 обеспечивает выделение амплитуд, пропорциональных рассеянному под различными углами световому потоку, Оптимизация регистрируемой информации, поступающей на третий информационный вход регистратора (АЦП с BY) 25, определяется совокупностью блоков 21, 22 и 23 по командам шифратора 20, управляемого счетчиком 18, на С-вход которого поступают импульсы реперов угла сканирования, Счетчик 17 каждый раз в начале развертки по углу обнуляется импульсом начала цикла сканирования, поступающим на его установочный R-вход.

Таким образом, кодовая комбинация на выходе счетчика 17 однозначно соответствует текущему значению угла сканирования, выделяемому сканирующим устройством 3.

Импульсы позиционного кода шифратора

20 поступают на управляющие входы ключей 72 и 75, на вторые управляющие входы запоминающих устройств 79 и через вторые входы логических элементов 78 на первые управляющие входы запоминающих устройств 79, В процессе развертки по углу электрический сигнал фотопреобразователя 14 запоминается в управляемом запоминающем устройстве 22, и производится сравнение текущей величины сигнала фотопреобразователя 14 с выходным сигналом запоминающего устройства 22, Для этого выходной сигнал запоминающего устройства 79 через преобразователь 50 импеданса поступает на второй информационный вход устройства 23 сравнения, на первый информационный вход которого поступает сигнал с фотопреобразователя 14. Сигнал Up, пропорциональный разности этих сигналов, поступает на инвертирующий вход компаратора 82 и неинвертирующий вход компаратора 83 и сравнивается с напряжениями порогов срабатывания, задаваемыми управляемым источником 21 в соответствии с кодом дешифратора 20 для каждого импульса репера угла сканирования путем подключения соответствующих потенциометров 73 и 76 ключами 72 и 75 соответственно. Если разностный сигнал Up больше допустимого значения, то один из компараторов 82 (или 83) в момент прохождения импульсов синхронизации с выхода линии

19 задержки переходит в состояние."1" и по переднему фронту этого перехода, прошедшего логический элемент 2ИЛИ 84, одновибратор 86 формирует импульс нормированной длительности и амплитуды.

Этот импульс поступает через линию 86 за16

1723456

50

55 держки в управляемое запоминающее устройство 22 и открывает соответствующий логический элемент 2И 78. B ячейку запоминающего устройства 79 записывается величина сигнала фотопреобразователя 14.

Импульс команды разрешения преобразования сигнала в цифровой код в случае выработки его одновибратором 85 поступает на первый управляющий вход регистратора

25. Момент перезаписи информации в блоке 22 задержан во времени от момента появления импульса на выходе одновибратора

85 на время работы АЦП 26. Это необходимо для окончания процесса преобразования аналог -код в АЦП 26 до перезаписи сигнала в запоминающем устройстве 79. Синхронизация приема информации в BY 27 осуществляется управляющим выходом

АЦП 26 "Конец преобразования", Таким образом, в устройстве опрос и запоминание в ОЗУ BY 27 амплитуд сигнала, пропорциональных рассеянному световому потоку на каждом угле рассеяния, производится не при каждой последующей развертке индикатрисы, а при превышении изменения амплитуды рассеянного светового потока заданной величины, устанавливаемой порогом срабатывания компаратора

82 (или 83)исходя из допустимой погрешности измерения изменения индикатрисы рассеяния во времени.

Перед началом измерения производится обнуление счетчика 16 автоматически при включении прибора или вручную оператором, который считывает количество циклов сканирования по углу, по которым определяется текущее значение времени с момента начала эксперимента.

Счетчик 16 устанавливается в начальное состояние следующим образом, При включении прибора конденсатор

68 начинает заряжаться, и при достижении напряжения на входе повторителя 70 порога срабатывания оновибратор 71 формирует импульс нормированной длительности и амплитуды, поступающий через логический элемент 2 ИЛИ 66 на R-вход счетчика 16, Ручная установка счетчика 16 в начальное состояние осуществляется нажатием кнопки 65, после чего формирователь 64 формирует импульс, поступающий через логический элемент2ИЛИ 66 на R-входсчетчика 16, В процессе сканирования по углу в BY

27 поступает в цифровом виде информация, содержащая код номера индтикатрисы (от начала эксперимента), код репера угла сканирования и коды величины сигнала на выходе фотопреобразователя.

Предложенное устройство позволяет сократить в несколько раз объем памяти при той же точности измерения изменения индикатрисы во времени. Это позволяет, в частности, регистрировать процессы в несколько раз (до 5) большей длительности.

Кроме того, обеспечивается возможность автоматического перехода на ждущий режим без заполнения оперативного запоминающего устройства избыточной информацией в те моменты времени, когда параметры частиц в исследуемой среде становятся практически неизменными во времени, или автоматического снижения частоты опроса амплитуд аналогового сигнала, пропорциональных рассеянному световому потоку, при уменьшении скорости изменения во времени параметров индикатрис, Формула изобретения

Устройство для измерения индикатрис рассеяния света, содержащее оптически сопряженные источник излучения с коллимированным потоком, сканирующее устройство, интерференционный фильтр и фотопреобразователь, а также блок предварительной обработки сигнала функции углового распределения рассеянного света, линию задержки, блок формирования команд опроса и регистратор, причем сканирующее устройство включает коллиматор с первой щелевой диафрагмой, поляризатор, снабженный механизмом вращения дискмодулятор с отверстиями, выполненными в виде щелей, расположенных по спирали от центра вращения диска-модулятора, вторую щелевую диафрагму, размещенную за диском-модулятором, собирающую линзу, две оптронные пары реперов начала цикла и реперов угла сканирования, закрепленных неподвижно, элементы которых оптически связаны через дополнитеьные отверстия в диске-модуляторе, расположенные по окружности с центром в центре вращения диска — модулятора на продолжении радиусов, проходящих через центр вращения дискамодулятора и центры расположенных по спирали отверстий, при этом электрические выходы оптронных пар реперов начала цикла и реперов угла сканирования подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования команд спроса, первый, второй и третий управляющие выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему управляющим входам блока предварительной обработки сигнала функции углового рас17

1723456 пределения рассеянного света, информационный вход которого подключен к фотопреобразователю, а информационный выход— к регистратору, отл и ч а ю щеес я тем,. что, с целью повышения точности путем уве- 5 личения скорости развертки по углу, в него, введены генератор одиночных импульсов, и-канальное аналоговое запоминающее устройство, два счетчика, шифратор, устройство сравнения и управляемый источник 10 опорного напряжения, при этом генератор одиночных импульсов подключен к установочному R-входу первого счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу регистратора, счетный С-вход 15 первого счетчика объединен с установочным К-входом второго счетчика и подключен к второму выходу блока формирования команд опроса, первый выход которого через линию задержки подключен к входу син- 20 хронизации устройства сравнения и счетному С-входу второго счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу регистратора и входу шифратора, выход которого подключен к входу управляемого источника опорного напряжения и первому управляющему входу и-канального аналогового запоминающего устройства, второй управляющий вход которого подключен к второму управляющему выходу устройства сравнения, первый управляющий вход которого подключен к первому выходу управляемого источника опорного напряжения, второй выход которого подключен к второму управляющему входу устройства сравнения, первый информационный вход которого подключен к третьему информационному входу регистратора, к выходу блока предварительной обработки сигнала и информационному входу и-канального аналогового запоминающего устройства, выход которого подключен к второму информационному входу устройства сравнения, первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу регистратора, 1723456

1723456

1723456

Составитель Е. Маколкин

Редактор Л, Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор М. Пожо

Заказ 1059 Тираж 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