Двухлучевой фотометр

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совэ Советских

Сопмалистичвских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.05.68 (21) 1241324/26-25 (23) Приоритет (32) 22.05.67 (31) WP 42х/124734 (33) ГДР

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 02.06.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Иностр анец

Хайнц Риглер (ГДР) (71) Заявитель (54) ДВУХЛУЧ ЕВОЙ ФОТОМЕТР

Изобретение относится к оптико-механической промышленности, производящей фотометрическую аппаратуру.

Известные двухлучевые фотометры с каналами сравнения и измерения, содержащие источник света, зеркальный переключатель, управляющий диск, фотоприемник, электронный коммутатор, управляемый посредством управляющего диска, и усилитель, не обеспечивают получения высокой точности измерений и чувствительности устройства, обладают низким отношением сигнал/шум.

Для увеличения чувствительности и точности в предлагаемом устройстве модуляторный диск, зеркальный переключатель и управляющий диск закреплены на одной оси вращения, причем управляющий диск выполнен с радиальными прорезями, смещенными относительно зеркального переключателя на величину, меньшую полпериода вращения зеркального переключателя.

Управляющий диск установлен на оси вращения так, что во время разделения сигналов и с последующим их детектированием включает электронный коммутатор, способствующий выделению сигналов сравнения и измерения с исключением непригодного для измерений переходного процесса, определяемого полосой пропускания усилителя.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого фотометра; на фиг. 2 — 4 — эпюры напряжений; на фиг. 5 — коммутирующие элементы; на фиг. 6 — схема электронного ком5 мутатора.

Световой пучок, испускаемый источником света 1 (лампа, выходная щель монохроматора и т. д.), через модулирующий диск 2, приводимый во вращение мотором 3, падает на

10 зеркальный переключатель 4, который направляет модулированный световой сигнал в течение половины периода частоты переключения

/„ через зеркала 5 — 7 на фотоприемник 8, в другую половину периода переключения све15 товой сигнал проходит через зеркала 9, 10, 11 и 7 на тот же фотоприемник 8. Сигнал с фотоприемника подается на усилитель 12. Сигнал

U,(t) (фиг. 2) с выхода усилителя подводится к электронному коммутатору 13.

Чтобы на выходе коммутатора получить два раздельных сигнала Uz(t) и U>(t) (фиг. 3, 4), являющиеся сигналами сравнения и измерения, электронный коммутатор управляется диском 14 (управляющий диск), установленным на одной оси вращения с модуляционным диском и зеркальным переключателем.

Коммутатор запускается световыми сигналами, получаемыми от лампочек 15 и 16. Свет от лампочки 15 попадает через вращающийся

503142 управляющий диск 14 на фотоприемник 17, сигнал с которого включает коммутатор.

B этот момент свет от лампочки 16 перекрыт управляющим диском 14 и не проходит на фотоприемник 18, и поэтому второй выход ком- 5 мутатора оказывается закрытым.

На фиг. 2 показан сигнал U (t), который получается на выходе усилителя до разделения.

Частота модуляции fm= выбрана сущет„ 10 ственно больше (в 12 раз), чем частота пере1 ключения f = . От О до Тщ2, OT T jlo т, 3 Т„1z и т. д. амплитуда сигнала выхода усилителя равна U,. Этот сигнал поступает с кана- 15 ла сравнения. В периоды от Тир до Т„и т. д. из канала измерения поступает напряжение Um.

Управляющий диск включает коммутатор с частотой / в моменты времени, меньшие 20 чем Т ц(2 °

Таким образом, на выходе коммутатора получаются разделенные напряжения U>(t) и

Ua (t), используемые для фотометрического анализа. 25

На фиг. 5 изображен эскиз модулирующего диска 2 зеркального переключателя 4 и управляющего диска 14.

Фиг. 5 показывает также каким образом должны быть размещены указанные элементы зо на оси вращения. При такой установке элементов 2, 4, 14 в значительной степени выключается из измерения переходной процесс, тем самым увеличивается точность измерения.

В этот момент управляющий диск 14,-акрывает оба фотоприемника 17 и 18, вследствие чего выходы коммутатора оказываются отключеннымими.

Когда диски 2, 14 и зеркало 4 поворачиваются по направлению часовой стрелки на угол 40 ср (фиг. 5), на выходе усилителя появится полуволна напряжения. Поскольку эта полуволна напряжения зависит от предыдущего сигнала, то в этот момент выходы коммутатора остаются отключенными, так как управляющий 45 диск закрывает лампочки 15 и 16. Только после угла поворота на величину <р> фотоприемник 17 принимает световой сигнал от лампочки 15, и тем самым включается соответствующий выход коммутатора. Все это происходит синхронно с частотой модуляции f за менее, чем полупериод частоты переключения f . Фотоприемник 18 остается в это время закрытым (затененным) .

Таким образом, в течение времени, большего одного полупериода частоты переключения

/, один выход коммутатора остается отключенным, в течение времени, меньшего одного полупериода частоты переключения f„ „другой выход остается включенным и отключенным на время, равное Tmp, т. е. коммутатор пропускает входное напряжение U<(t) одинаковой полярности (на чертеже положительные полупериоды) .

В коммутаторе применены кремниевые транзисторы 19 — 22, обладающие малыми неуправляемыми токами 1д„что способствует четкой работе коммутатора, В качестве фотоприемников используются фотодиоды 23 и 24, токи которых усиливаются транзисторными усилителями 25 и 26, соответственно.

Применение предлагаемого двухлучевого фотометра позволяет повысить точность измерений и увеличить чувствительность устройства.

Формула изобретения

Двухлучевой фотометр, содержащий источник света, зеркальный переключатель, управляющий диск с прорезями, фотоприемник, электронный коммутатор, управляемый посредством управляющего диска, и усилитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности устройства, модуляторный диск, зеркальный переключатель и управляющий диск закреплены на одной оси вращения, причем управляющий диск выполнен с радиальными прорезями, смещенными относительно зеркального переключателя на величину, меньшую полпериода вращения зеркального переключателя.

503142

Составитель М. Дедловский

Текред Е. Подурушина

Редактор И. Шубина

Корректор М. Лейзерман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1208/21 Изд. № 1260 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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