Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере



Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере
Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере

 


Владельцы патента RU 2480737:

Белорусский государственный университет (БГУ) (BY)

Изобретение относится к области контроля загрязнений окружающей среды и может использоваться для измерения прозрачности и компонентного состава (концентрации газовых компонент) рассеивающих сред (атмосферы, дымности выбросов автомобилей, труб промышленных предприятий и т.п.). Способ заключается в посылке через исследуемый участок газовой струи навстречу друг другу пучков зондирующего излучения и приеме от двух граничных точек участка среды под углом 90° к направлению зондирования рассеянного излучения, по значению интенсивности которого определяется прозрачность участка среды. В качестве источника излучения используют двухволновой лазер, при этом осуществляют режим оптоэлектронной рециркуляции последовательно относительно первой и второй граничных точек. Длину контролируемой трассы ΔR определяют по разности частот рециркуляции, а искомую концентрацию газа определяют из отношения интенсивностей рассеянного излучения на двух длинах волн. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения коэффициента ослабления и расширение функциональных возможностей измерителя. 1 ил.

 

Изобретение относится к области контроля загрязнений окружающей среды и может использоваться для измерения прозрачности и компонентного состава (концентрации газовых компонент) рассеивающих сред (атмосферы, дымности выбросов автомобилей, труб промышленных предприятий и т.п.).

Известен измеритель прозрачности атмосферы [1], содержащий два лазера, два приемника излучения, вычислительный блок. Однако эта система не позволяет измерять дымность выбросов автомобилей, концентрацию выбросов из труб промышленных предприятий и т.п. из-за того, что невозможно зарегистрировать сигналы обратного рассеяния из рядом расположенных точек.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ измерения прозрачности рассеивающей среды [2], заключающийся в посылке через исследуемый участок газовой струи навстречу друг другу пучков зондирующего излучения и приеме под углом 90° к направлению зондирования рассеянного излучения. По значению интенсивности излучения определяется прозрачность или дымность участка струи. Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерений, обусловленная не точным совмещением пучков зондирующего излучения, флуктуациями разностной частоты излучений и не точным знанием длины контролируемого участка среды.

Задача изобретения - повышение точности измерения коэффициента ослабления и расширение функциональных возможностей измерителя. Расширение функциональных возможностей заключается в обеспечении возможности одновременно измерять концентрацию газовых компонент в среде, а также в процессе измерений определять длину контролируемого участка среды и учитывать ее значение при расчете прозрачности.

Поставленная задача решается путем того, что в способе измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере [2], заключающемся в посылке через исследуемый участок газовой струи навстречу друг другу пучков зондирующего излучения и приеме от двух граничных точек участка среды под углом 90° к направлению зондирования рассеянного излучения, по значению интенсивности которого определяется прозрачность участка среды, в качестве источника излучения используют двухволновой лазер и осуществляют режим оптоэлектронной рециркуляции последовательно относительно первой и второй граничных точек; длину контролируемой трассы ΔR определяют по разности частот рециркуляции из выражения

где f1, f2 - частоты рециркуляции относительно первой и второй граничных точек, соответственно, а коэффициент ослабления участка среды определяют из выражения

где Sλ2(R0,R1), Sλ2(R3,R1), Sλ2(R0,R2), Sλ2(R3,R2) - интенсивности рассеянного излучения в первой (R1) и второй (R2) граничных точках на длине волны λ2 при прямом и обратном походе, соответственно; при этом искомую концентрацию газа определяют из выражения

где ΔK - дифференциальный коэффициент поглощения на длинах волн λ1 и λ2, Sλ1(R0,R1), Sλ1(R3,R1), Sλ1(R0,R2), Sλ1(R3,R2) - интенсивности рассеянного излучения в первой и второй граничных точках на длине волны λ1 при прямом и обратном походе, соответственно.

Свойства, появляющиеся у заявляемого объекта, это повышение точности измерения коэффициента ослабления, обусловленное тем, что обеспечивается измерение длины контролируемого участка среды и учет ее значения при расчете прозрачности. Так как два зондирующих сигнала генерируются в одной активной области лазера, обеспечивается совмещение оптических осей зондирующих сигналов и более высокая стабильность разностной частоты зондирующих излучений. Так как длины волн λ1 и λ2, незначительно различаются, то в отсутствие контролируемой газовой компоненты усреднение полученных результатов обеспечивает повышение точности измерения коэффициента ослабления в раз по сравнению с прототипом. Расширение функциональных возможностей заключается в обеспечении возможности одновременно с измерением коэффициента ослабления измерять концентрацию газовых компонент в контролируемой среде.

Сущность способа поясняется с помощью чертежа, на котором представлена функциональная схема измерителя прозрачности рассеивающей среды на двухволновом лазере. Система содержит: двухволновой лазер 1, блок питания лазера 2, зеркало 3, первый приемник излучения 4, второй приемник излучения 5, блок процессора 6, блок рециркуляции 7.

В качестве источника излучения используется двухволновой полупроводниковый лазерный диод с асимметричной квантово-размерной гетероструктурой, обеспечивающей генерацию на двух различных оптических длинах волн [3]. Переключение длины волны излучения в импульсе с λ1 на λ2 происходит при скачкообразном изменении амплитуды тока накачки в импульсе с I1 на I2. Длительность электрических импульсов и, соответственно, импульсов излучаемого света на разных длинах волн может быть сделана достаточно малой, менее единицы наносекунд. Разность длин волн генерации Δλ=λ12 достигает значений 10-90 нм. Если использовать терморегулятор и стабилизировать амплитуду тока инжекции, то достигается высокая стабильность разности длин волн генерации.

Измеритель работает следующим образом. Через исследуемую среду двухволновым лазером 1 посылается импульсное зондирующее излучение на длине волны λ1. Излучение, рассеянное в первой граничной точке R1 контролируемого участка среды под углом φ, величина которого Sλ1(R0, R1), регистрируется приемником 4 и поступает в процессор 6. Излучение, рассеянное во второй граничной точке R2 участка среды под углом φ, величина которого Sλ1(R0, R2), регистрируется приемником 5 и поступает в процессор 6. Затем зондирующее излучение отражается от зеркала 3 и осуществляет обратный проход через исследуемую среду. На приемниках 4 и 5 регистрируются значения сигналов Sλ1(R3,R1) и Sλ1(R3,R2), которые записываются в память процессора. На приемники 4 и 5 рассеянное излучение из-за разных длин трасс будет поступать в разные моменты времени, поэтому система цифровой обработки процессора позволяет эффективно разрешить и идентифицировать эти сигналы. Для величин сигналов при прямом проходе среды на длине волны λ1, рассеянных под углом φ к направлению посылки в точках R1 и R2 можно записать следующие выражения:

Sλ1(R0,R1)=A1P1σφ(R1)Tλ1(R0,R1)Tλ1(R1,R4),

Sλ1(R0,R2)=A2P1σφ(R2)Tλ1(R0,R1)Tλ1(R1,R2)Tλ1(R2,R5),

где A1, А2 - аппаратурные константы приемников 4 и 5, соответственно; Р1 - мощность излучения на длине волны λ1 при прямом проходе, σφ - коэффициент рассеяния под углом φ, R4, R5 - координаты местонахождения приемников 4 и 5, соответственно; R0, R3 - координаты местонахождения соответственно лазера 1 и зеркала 3; R1, R2 - координаты рассеивающих точек; Tλ1(Ri,Rj)=exp{-ελ1(Ri,Rj)·(Rj-Ri)} - прозрачности участков [Ri,Rj), i, j=0…5 на длине волны λ1.

При обратном проходе среды излучением на длине волны λ1, отраженным от зеркала 3, величины сигналов, рассеянных под углом (180°-φ) в точках R1 и R2, имеют вид:

Sλ1(R3,R1)=A1P2σ180-φ(R1)Tλ1(R2,R3)Tλ1(R1,R2)Tλ1(R1,R4),

Sλ1(R3,R2)=A2P2σ180-φ(R2)Tλ1(R2,R3)Tλ1(R2,R5),

где Р2 - мощность излучения на длине волны λ1 при обратном проходе.

Отношение сигналов, рассеянных в точке R1, равно

Последнее можно записать следующим образом:

где K1=Sλ1(R0,R1)/Sλ1(R3,R1); B=P1Tλ1(R0,R1)/P2Tλ1(R2,R3);

C1φ(R1)/σ180-φ(R1); τλ1(R1,R2)=ελ1(R1,R2)·(R2-R1).

Для сигналов, рассеянных в точке R2,

Данное выражение можно записать в следующем виде

где K2=Sλ1(R0,R2)/Sλ1(R3,R2); C2φ(R2)/σ180-φ(R2).

Решение системы линейных уравнений (1) и (2) относительно τλ1 равно:

В неоднородных рассеивающих средах для исключения влияния индикатрисы рассеяния σφ, как следует из (3), необходимо регистрировать рассеяние под одним и тем же углом в каждой из рассеивающих точек, т.е. под углом π/2. В этом случае выражение (3) принимает вид

Из выражения (4) легко перейти к коэффициенту ослабления:

Затем через исследуемую среду двухволновым лазером 1 посылается импульсное зондирующее излучение на длине волны λ2. Как и в предыдущих измерениях, при прямом и обратном прохождении т. R1, рассеянные излучения величиной Sλ2(R0,R1) и Sλ2(R3,R1) записываются в процессор, а при прохождении т. R2 рассеянные излучения Sλ2(R0,R2) и Sλ2(R3,R2) также записываются в процессор.

Аналогично приведенным выше выкладкам, получаем коэффициент ослабления на длине волны λ2:

Так как длины волн λ1 и λ2 различаются незначительно, то вычисление среднего значения коэффициента ослабления в соответствии с выражением

где ΔP=R2-R1 - длина контролируемой трассы, обеспечит повышение точности измерений в раз по сравнению с прототипом.

Одновременно с измерением интенсивности рассеянного излучения в системе осуществляется режим оптоэлектронной рециркуляции последовательно относительно первой и второй граничных точек. Это осуществляется следующим образом. Через исследуемую среду лазером 1 посылается импульсное зондирующее излучение на длине волны λ1. Зарегистрировав сигнал Sλ1(R0, R1), рассеянный первой граничной точкой R1 процессор запускает блок рециркуляции 7, который через блок питания 2 запускает лазер на длине волны λ1. Таким образом, в результате замыкания петли оптической обратной связи в системе устанавливается процесс рециркуляции, период τ которой определяется оптической задержкой излучения на дистанции при постоянной электрической задержке в блоке рециркуляции. Период (частота f1) рециркуляции относительно первой граничной точки R1 будет определяться следующим образом

где, topt1=L1/c - время задержки излучения на трассе, L1 - длина трассы, состоящая из участка R0…R1 и участка R1…R4, c - скорость света в воздухе, te - время электрической задержки. Время электрической задержки te блоке рециркуляции выбирается таким образом, чтобы оно было больше суммарной задержки излучения на всей трассе. Следовательно, все импульсы рассеянного излучения при прямом и обратном проходе трассы будут зарегистрированы приемниками 4, 5, и только после этого лазер посылает на трассу очередной оптический импульс.

Затем процессор, зарегистрировав сигнал Sλ1(R0, R2), рассеянный второй граничной точкой R2, запускает режим рециркуляции относительно точки R2. Период (частота f2) рециркуляции относительно второй граничной точки R2 будет определяться следующим образом

где, topt2=L2/c - время задержки излучения на трассе, L2 - длина трассы, состоящая из участка R0…R1, участка R1…R2 и участка R2…R5. Из выражений (8, 9) можно найти длину контролируемой трассы ΔR по разности частот рециркуляции

где f1, f2 - частоты рециркуляции относительно первой и второй граничных точек, соответственно. Полученное значение длины контролируемой трассы ΔR учитывается в (5-7) при расчете оптических характеристик. Если в процессе измерений возникает необходимость изменить границы контролируемого участка среды, то система будет автоматически учитывать изменение длины контролируемой трассы, что значительно расширяет функциональные возможности измерителя.

Если разность измеренных коэффициентов ελ1(R1,R2) и ελ2(R1,R2) имеет большое значение, то наблюдается зависимость коэффициента ослабления от длины волны, что можно использовать для измерения концентрации газа. Ширина спектральных линий поглощения различных газов составляет величину в доли и единицы нанометров, поэтому для контроля любого газа имеется возможность выбрать длины волн генерации лазера таким образом, чтобы одна длина волны находилась в центре полосы поглощения контролируемого газа, а другая вне полосы поглощения. Для измерения концентрации газа, длины волн генерации двухволнового лазера выбираются таким образом, чтобы длина волны λ1 находилась в центре полосы поглощения контролируемого газа, а длина волны λ2 вне полосы поглощения газа. Представим коэффициенты ослабления ε(λ) на длинах волн λ1 и λ2 в виде

где K(λ1) - коэффициент поглощения исследуемой газовой компоненты на длине волны λ1, K(λ2) - коэффициент поглощения исследуемой газовой компоненты на длине волны λ2, Сх - концентрация исследуемой газовой компоненты, β(λ1), β(λ2) - суммарные коэффициенты поглощения и рассеяния на λ1, λ2 всеми другими компонентами, присутствующими в среде.

Решение системы уравнений (5, 6) с учетом выражений (11) относительно Сх будет иметь вид

Так как длины волн генерации двухволнового лазера выбираются близкими по значению λ1≈λ2 с разницей в единицы нанометров, то , следовательно, искомая концентрация газа будет равна

где ΔK=K(λ1)-K(λ2) - дифференциальный коэффициент поглощения, ΔR - длина контролируемой трассы.

Как видно из (5-7, 12), выражения для оптических характеристик (τ, ε) и концентрации газа Сх не содержат ни аппаратурных констант, ни энергий посылаемого излучения, ни параметров, отражающих влияние окружающей среды. Это означает, что отсутствует необходимость калибровки измерительной системы и установки аппаратурных константы ввиду их отсутствия в алгоритмах, которые получены без использования каких-либо допущений или пренебрежений этими константами. Устойчивость системы к изменениям аппаратурных констант означает и устойчивость к загрязнению оптики.

Так как два зондирующих сигнала генерируются в одной активной области лазера, то обеспечивается совмещение оптических осей зондирующих сигналов и более высокая стабильность разностной частоты зондирующих излучений, что также дает повышение точности измерения коэффициента ослабления по сравнению с прототипом. Расширение функциональных возможностей заключается в обеспечении возможности одновременно с измерением прозрачности измерять концентрацию газовых компонент в контролируемой среде, а также определять длину контролируемого участка среды и учитывать ее значение при расчете прозрачности.

Таким образом, в результате использования в измерителе в качестве источника излучения двухволнового полупроводникового лазера и реализации режима оптоэлектронной рециркуляции достигается повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей системы.

Использованные источники

1. Сергеев Н.М. Измерение прозрачности атмосферы с использованием двухлазеров // Тез. докл. VI Всесоюзного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск, ч.1, 1980. С.123-125.

2. А.с. СССР №1523974, МКИ G01N 21/47. Способ определения прозрачности участка рассеивающей среды / Б.Б.Виленчиц и др. Опубл. 1989 г. Бюл. №43.

3. Патент РБ №1385, МКИ H01S 3/19, Полупроводниковый лазер / А.А.Афоненко, В.К.Кононенко, И.С.Манак. Опубл. 1996.

Способ измерения прозрачности, концентрации газовых компонент рассеивающих сред на двухволновом лазере, заключающийся в посылке через исследуемый участок газовой струи навстречу друг другу пучков зондирующего излучения и приеме от двух граничных точек участка среды под углом 90° к направлению зондирования рассеянного излучения, по значению интенсивности которого определяется прозрачность участка среды, отличающийся тем, что в качестве источника излучения используют двухволновой лазер и осуществляют режим оптоэлектронной рециркуляции последовательно относительно первой и второй граничных точек; длину контролируемой трассы ΔR определяют по разности частот рециркуляции из выражения
,
где f1, f2 - частоты рециркуляции относительно первой и второй граничных точек соответственно, а коэффициент ослабления участка среды определяют из выражения
,
где Sλ2(R0,R1), Sλ2(R3,R1), Sλ2(R0,R2), Sλ2(R3,R2) - интенсивности рассеянного излучения в первой (R1) и второй (R2) граничных точках на длине волны λ2 при прямом и обратном походе соответственно; при этом искомую концентрацию газа определяют из выражения
,
где ΔK - дифференциальный коэффициент поглощения на длинах волн λ1 и λ2, Sλ1(R0,R1), Sλ1(R3,R1), Sλ1(R0,R2), Sλ1(R3,R2) - интенсивности рассеянного излучения в первой и второй граничных точках на длине волны λ1 при прямом и обратном походе соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поточного контроля качества воды, экологического мониторинга, измерения концентрации эмульсий и суспензий.

Изобретение относится к формированию изображения с использованием оптической когерентной томографии в Фурье-области. .

Изобретение относится к формированию томографических изображений на основании оптического когерентного излучения и может быть использовано в диагностике и лечении заболеваний глаз.

Изобретение относится к устройствам формирования оптических томографических изображений и может быть использовано, в частности, в офтальмологической диагностике.

Изобретение относится к угловой колориметрии и может быть использовано в производстве архитектурных стеклянных панелей. .

Изобретение относится к прикладной аналитической химии и может быть использовано для определения мутности жидких дисперсных систем, в частности жидких пищевых продуктов (напитки, соки и т.п.).

Изобретение относится к области измерения оптических характеристик твердых, жидких и газообразных рассеивающих веществ и может найти применение в промышленности и медицине, в процедурах контроля качества рассеивающих веществ путем измерения их оптических характеристик, а именно путем измерения фактора анизотропии и коэффициентов рассеяния и поглощения вещества.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения концентрации иммуноактивных объектов в пробах биологических жидкостей. .

Изобретение относится к формированию изображения с использованием оптической когерентной томографии в Фурье-области. Устройство содержит первый переключающий блок 17, осуществляющий переключение между первым состоянием, в котором обратный луч 12 объединяется с опорным лучом (состояние, в котором обратный луч 12 проводится к объединяющему блоку 22), и вторым состоянием, отличающимся от первого состояния (состоянием, в котором путь луча для обратного луча 12 блокируется или изменяется). Управляющий блок 18 управляет переключающим блоком 17 для изменения первого и второго состояний. Блок 19 сбора интерферометрической информации осуществляет сбор интерферометрической информации об обратном луче 12 и опорном луче 14 с использованием опорного луча 14 или обратного луча 12, обнаруженного обнаруживающим блоком 16 во втором состоянии, и объединенного луча 15. Изобретение обеспечивает получение томографического изображения с высоким разрешением за счет удаления шумов, обусловленных автокорреляционной составляющей обратного луча. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области исследования двухфазных газодинамических потоков, в частности к технике определения параметров твердой или жидкой фазы потока оптическими средствами, и может быть использовано для измерения распределения частиц по размерам бесконтактным методом, а также таких параметров, как оптическая плотность, показатель ослабления света двухфазной струей. Сущность изобретения заключается в следующем. Для измерения индикатрисы рассеяния вместо одного перемещающегося фотометра предлагается набор неподвижных фотометрических камер, расположенных по полукольцу с центром в исследуемом рассеивающем объеме. Оптические оси камер направлены под углами рассеяния. Фотоприемники камер подключены к многоканальному усилителю и далее к многоканальному аналого-цифровому преобразователю и системе сбора данных. Благодаря такой конструкции можно быстро измерить индикатрису рассеяния, показатель объемного рассеяния не только стационарного двухфазного потока, но и струи в импульсных ударных трубах с гиперзвуковым течением. 3 ил.

Изобретение относится к области оптических исследований содержимого мутных сред. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают широкополосный свет, пространственно выделяют множество полос длин волн, содержащихся в широкополосном свете, отдельно модулируют множество полос длин волн, повторно объединяют множество модулированных полос длин волн в пучок спектрально кодированного широкополосного света. Освещают мутную среду пучком спектрально кодированного широкополосного света, обнаруживают свет, исходящий из мутной среды, с помощью детектора и демодулируют обнаруженный свет с помощью демодулятора для обеспечения спектроскопической информации. Изобретение позволяет повысить эффективность использования света. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к области медицинского приборостроения. На кожу и калибровочный образец посылают световое излучение не менее чем в Nλ≥3 узких или широких спектральных участках Λk (k=1,…,N). Регистрируют сигналы от кожи и калибровочного образца при включенном и выключенном источнике излучения. Определяют коэффициенты диффузного отражения R(Λk) с использованием соотношения R ( Λ k ) = R s t d V ( Λ k ) − v ( Λ k ) V s t d ( Λ k ) − v s t d ( Λ k ) , где Rstd - коэффициент диффузного отражения калибровочного образца в спектральных участках Λk; ν(Λk), νstd(Λk) - сигналы от кожи и калибровочного образца в спектральных участках Λk при выключенном источнике излучения, V(Λk), Vstd(Λk) - сигналы, отраженные от кожи и калибровочного образца в спектральных участках Λk при включенном источнике излучения. Глубину проникновения света в кожу определяют с помощью аналитических выражений, связывающих спектральные значения глубины проникновения света с R(Λk) или с проекциями R(Λk) на пространство из собственных векторов ковариационной матрицы R(Λk). Устройство включает широкополосный источник света, приемный оптоволоконный кабель и фотоприемное устройство, монохроматор, два линейных поляризатора, калибровочный образец, фокусирующее устройство. Фотоприемное устройство выполнено на основе ПЗС-матрицы, вход которой через объектив связан с выходом второго линейного поляризатора, принимающим излучение от кожи и калибровочного образца. При этом ось второго поляризатора перпендикулярна оси первого поляризатора. Выход фотоприемного устройства соединен с блоком регистрации и обработки сигналов от кожи и калибровочного образца. Группа изобретений позволяет повысить точность определения глубины проникновения света в кожу за счет исключения использования априорной информации об исследуемом объекте, влияния разброса аппаратурных констант системы регистрации отраженных сигналов, устранения вклада отраженного от поверхности кожи излучения в регистрируемые оптические сигналы. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам оптического детектирования суставов. Устройство содержит измерительный блок для облучения светом части тела субъекта и одновременно локального детектирования ослаблений света, при этом частота выборки для локального детектирования является более высокой, чем частота сокращений сердца субъекта. Устройство дополнительно выполнено с возможностью предоставления информации о состоянии, по меньшей мере, одного сустава путем сравнения результатов измерений сустава и, по меньшей мере, одного другого участка части тела при различных состояниях кровотока, вызванных в период различных фаз пульсовых колебаний кровяного давления, обусловленных сокращениями сердца субъекта. Способ заключается в использовании устройства. Использование изобретения позволяет повысить надежность и качество детектирования состояния сустава. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области оптической диагностики физических сред и может быть использовано в приборах, предназначенных для измерения распределения концентрации и размеров микро- и наночастиц в жидкостях и газах. Способ включает измерение флуктуации мощности излучения, рассеянного на исследуемых частицах под относительно большими углами, измерение распределения интенсивности рассеянного излучения под малыми углами рассеяния и математическую обработку полученных данных путем решения интегрального уравнения обратной задачи рассеяния. Устройство содержит зондирующий лазер, рабочую кювету с исследуемой средой, помещенные в плоскости рассеяния лазерного луча одноэлементные фотоприемники, расположенные к нему под относительно большими углами для регистрации флуктуации мощности рассеянного на частицах излучения, матричный фотоприемник для регистрации малоугловой диаграммы рассеянного излучения и объектив, собирающий прошедший через рабочую кювету световой пучок, причем указанный матричный фотоприемник расположен в фокальной плоскости указанного объектива. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим исследовательским устройствам. Устройство выполнено с возможностью, по меньшей мере, частичного помещения в мутную среду и содержит участок ствола, выполненный с возможностью помещения в мутную среду, содержащий участок наконечника, в котором, по меньшей мере, одно устройство источника света выполнено с возможностью излучения пучка широкополосного света, причем пучок широкополосного света содержит различные полосы длин волн, которые модулируются по-разному, и, по меньшей мере, один фотодетектор для обнаружения широкополосного света в области, выполненной с возможностью помещения в мутную среду участка ствола. Дополнительно устройство содержит блок демодуляции и анализа, выполненный с возможностью осуществления спектрального анализа на основании электрического сигнала, принятого, по меньшей мере, от одного фотодетектора, и с возможностью обеспечения сигнала обратной связи для модификации модуляции широкополосного света в зависимости от сигнала, обеспеченного фотодетектором. Использование изобретения позволяет уменьшить время сбора данных при повышении их достоверности. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для диагностики опухолевых заболеваний. Устройство для определения концентрации гемоглобина и степени оксигенации крови в слизистых оболочках включает источник излучения, выполненный из набора излучателей на разных длинах волн или на основе широкополосного излучателя, освещающее оптическое волокно, эластичный зонд, блок регистрации изображения в виде ПЗС-матрицы с установленной перед ней собирающей линзой и блок обработки изображения. Причем источник излучения связан с блоком управления излучателями и блоком распределения каналов посылки излучения, выход которого соединен со входом освещающего оптического волокна, расположенного в эластичном зонде, в наконечнике которого расположены два взаимно ортогональных поляризационных фильтра, один из которых связан с выходом освещающего волокна, а второй - с блоком регистрации изображения, который соединен цифровым кабелем, расположенным в зонде, с блоком обработки изображения, определяющим значения концентрации гемоглобина и степени оксигенации крови во всех точках изображения слизистой оболочки, получаемого на ПЗС-матрице. Изобретение обеспечивает повышение точности диагностики онкологических заболеваний слизистых оболочек. 8 ил., 2 табл.

Группа изобретений относится к коневодству и может быть использовано для определения блеска лошади. Для этого используют устройство включающее, по меньшей мере, а) монохроматический или интегральный излучатель, кремниевый фотоприемник с синей чувствительностью в 0,45 микрон (0,12 А/Вт), зелёной чувствительностью в 0,55 микрон (0,23 - 0,3 А/Вт), красной чувствительностью 0,65 микрон (0,4 А/Вт) и возможностью регулировки угла падения или отражения светового сигнала, б) элемент питания, в) индикатор напряжения, снимаемого с фотоприемника, или шкалу пересчета принятого на фотоприемник светового сигнала, г) корпус. Также предложен способ определения блеска шерсти у лошадей с использованием указанного устройства. Группа изобретений обеспечивает возможность проведения непосредственно в месте расположения объекта исследования, результат исследования может служить для определения соответствия лошади текущим нормам или стандартам для данной породы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерения оптических характеристик материалов, определяющих световые потери в них, связанные как с поглощением, так и рассеянием. Способ состоит в том, что измерения коэффициента пропускания света производят для двух образцов с различной толщиной, изготовленных из одного и того же исследуемого материала. Измеренные значения коэффициентов пропускания, данные о толщинах и диаметрах образцов, значение показателя преломления и определенная экспериментально индикатриса рассеяния (зависимость интенсивности рассеяния от угла рассеяния) используются для расчета вероятностей поглощения и рассеяния фотонов на единицу пути с помощью математического моделирования. При моделировании для обоих образцов находятся зависимости вероятностей рассеяния фотонов от вероятностей поглощения, которые дают измеренные экспериментально коэффициенты пропускания. Поскольку оба образца с разными толщинами вдоль луча изготовлены из одного и того же материала, обе модельные зависимости должны пересекаться в точке, в которой обе вероятности не равны нулю, а значения вероятностей в этой точке должны являться истинными вероятностями поглощения и рассеяния фотонов на единицу пути в исследуемом материале, одинаковыми для обоих образцов. Изобретение позволяет с максимально возможной точностью определять вероятности поглощения и рассеяния фотонов, что позволяет правильно производить классификацию и сертификацию партий материалов, а также подбор материала с необходимыми поглощающими и рассеивающими свойствами с целью повышения воспроизводимости характеристик соответствующих оптических, оптоэлектронных и лазерных устройств. 9 ил.
Наверх