Саветв Министрав СССР аа делам изааретений и аткрытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.76,с юллетень № 35 (53) УДК 535.24 (088,8) (45) Дата опубликования описания 24.11.76 (72) Авторы М. П. Гришин, Ш, М, Курбанов, В. П. Маркелов, В. Н. Корешков, изобретения А. М, Иванов, В. П. Сорокин, А. А, Степочкин и В. М. Рыбалка (71) Заявитель Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта (54) ЦИФРОВОЙ ДЕНСИТОМЕТР

Изобретение относится к оптико-механической промышленности и предназначено для измерения оптической плотности различных объектов таких, как фотопленки, стекла, фотопластинки и т.д. 5

Известны денситометры, содержащие опорный и измерительный каналы, прерыватель, фотоприемник, регистрирующую схему

Ю.

Однако низкое быстродействие таких ден- lo ситометров вызвано применением механически перемещаемых фотометрических клиньев.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является 15 денситометр с динамической компенсацией

Г2).

Этот денситометр содержит опорную и измерительную ветви, кольцевой фотометрический клин, датчик угла поворота, датчик 20 управляющих импульсов с фотодиодом и оптический прерыватель, закрепленные на валу двигателя, фотоприемник, усилитель, электронный ключ, схему вычитания, нуль-орган, счетчик и регистр плотности. 25

Однако при работе этого денситометра существенно снижается точность при увеличении скорости измерения, так как при этом увеличивается скорость вра.цения фотометрического клина, а значит и частота модуляции опорного и измерительного световых потоков.

Для выполнения прецизионных измерений оптической плотности необходимо, чтобы частота модуляции была как минимум в

1000 раз больше, чем скорость вращения клина. Так, при скорости вращения клина, равной 100 об/сек,частота модуляции равна 100 кгц, При использовании механического модулятора, вращающегося со скоростью 100 об/сек необходимо, чтобы на нем было нанесено 1000 штрихов и 1000 промежутков.

Неизбежные погрешности изготовления модулятора с таким разрешением, а также непостоянство прозрачности модулятора приводят к изменению частоты и амплитуды модуляции, что влечет за собой появление дополнительного шума на выходе синхронного детектора, в результате чего уве5293 J 7 личивается погрешность измерения оптической плотности и снижается точность прибора.

UeJlbIo изобретения является повышение точности измерения оптической плотности, Ьто достигается тем, что внутри кольцевого фотометрического клина размещен непрозрачный диск с прозрачным сектором с углом 30О и с вершиной в центре вращения клина. На фотометрический клин, в промежутке между его участками с максимальной и минимальной оптической плотностью, диаметрально противоположно прозрачному сектору нанесен непрозрачный участок в виде сектора с углом 30О, расположенный на пути измерительного светового потока и потока датчика управляющих импульсов, фотодиод которого соединен с управляющим входом электронного ключа, денситометр дополнительно снабжен схемой запоминания опорного уровня, вход которой соединен с выходом ключе, а ее выход вЂ” с одним из входов схемы вычитания, при этом выход усилителя соединен со вторыми входами кл оча и схемы вычитания.

На чертеже изображена структурная схма цифрового денситометра. цифровой денситометр состоит из осв тителя 1, светоделительных элементов 2, фотометрируемого образца 3, узла фотометрического клина. Он содержит фотометрический клин 4 с непрозрачным сектором 5, непрозрачный диск 6 с прозрачным сектсром 7, расположенным диаметрально противоположно сектору 5, шкалу 8 датчика угла поворота, шкалу 9 датчика управляющих импульсов, осветитель 1 О, конденсор

11 и фотодиоды 12 и 13, Денситометр содержит также двигатель

14, фотоприемник 15, усилитель 16, электронный ключ 17, схемы 18 запоминания опорного уровня, схемы вычитания 19, нуль-орган 20, счетчик 21, регистр плотности 22 и подстроечный клин 23, цифровой денситометр работает следующим образом. Световой поток осветителя

1 разделяется светоделительными элементами 2 на два потока: опорный и измерительный, Измерительный поток проходит через фотометрируемый образец 3, после чего попадает на фотометрический кольцевой клин 4, на который в промежутке междуего участками с максимальной и минимальной Оптической плотностью нанесен HBIIp> зрачный участок 5 в виде сектора с углом

30, а затем попадает на фотоприемник 15, Опорный световой поток. поступает на непрозрачный диск 6 с одним прозрачным сектором 7, с вершиной в центре вращения клина, который имеет такие же угловые размеры как л непрозрачный участок 5 и расположен диаметрально противоположно ему так, что когда пропускается опорный световой поток, измерительный поток полностью перекрыт, Непрозрачный диск 6 с

cBHTорОм 7 и Ilellpo3paHHIilé сектор 5 выполнщот функции оптического прерывателя.

Фотометрический клин имеет также шкалу 8 датчике угла поворота клина и шкалу

9 датчлка управ яющих импульсов. Осветитеч 1 0 с конденсором 1 1 освещают фотодиод 12., с помощью которого формируются сигналы, атчика управляющих импульсов, и фотодиод 13, который формирует сигналы датчика угла поворота фотометрического клина. Фотометрический клин приводится во вращение двигателем 14„

Пройдя через оптический прерыватель, опорный поток попадает HB фотоприемник 15, BblxoJIHofi сигнап котооого поступает на вход усилителя 16, Вы -og ycznèòåëII 16 соединен cD входом схемы вь читания 19 и через ключ 17 = co схемой запоминания опорного уровня 18, выход которой соединен со вторым входом схемы вычитания 19.

Рыходной сигнал схемы вычитания 19 поступает на вход нуль â€”;àíà 20, выход которотo соедлпен со входами занесения реГ ИСТР Я lili GTH DÑTÈ 2 2:

В начаге каждого оборота клина на выходе фотодиода 12 появляется управляющий лмпульс, который сбрасывает в ноль счет чик 2 1, Одн OBpe Me HH O BTH M 2KB II MIIQJIIic OM открывается ключ 17, Конструкция фотометрического узла такова, HTO в течение длительности управля ощего импульса на фотоприемник 15 поступает опорный световой поток через прозрачный сектор 7, измерительный поток при этом перекоыт HBHðoçðe÷íH!ì сектором 5, Сит нал, пропорциональный опорному потоку, с выходе фотоприемника 15 усиливается уситителем 16 и через открытый ключ 17 поступает на вход схемы 18 запоминания опорного уровня, Уровень этого сигнала запоминается схемой 18 на время одного оборота клина., Hoclle окончания управляющего лмпульсе ключ 17 размыкается, опорный световой поток полностью перекрывается непрозрачной частью оптического прерыветеля, а на фотоприемник 15 начинает пос тупа.Гь х DJILEO измерительный пОтОку Который на предыдущем этапе был перекрыт непрозрачным сектором 5. Одновременно с эп".,:. счетчик i21 пачлнает подсчитывать импульсы... Поступающие с фотоприемника 13 дат--,нке угла поворота клина. .Выхо, н Ой с ит пел фотоприемника 1 5, пропорциональный измерительному потоку, усиливаетсч усилителем 16 и поступает

529377

ЫНИИПИ Заказ 5353/85 Тираж 814

П одпис н ое

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на вход схемы вычитания 19, на второй вход которой поступает выходной сигнал схемы 18, пропорциональный опорному потоку.

Выходной сигнал схемы 19, пропорциональный разности измерительного и опорного потоков, поступает на нуль-орган 20, определяющий тот момент, в который этот сигнал равен нулю. В этот момент на выхс» де нуль-органа 20 появляется импульс, кстторый, поступая на входы занесения регистра плотности 22, переносит в этот регистр код угла поворота клина, имеющийся в момент компенсации (в момент равенства опорного и измерительного потоков) в счетчике 21, Код этого угла пропорционален измеряемой оптической плотности. Таким образом, к концу измерения в регистре плотности 22 запоминается цифровой код результата измерения.

Предлагаемый денситометр позволяет значительно повысить скорость измерения по сравнению с существующими компенсационными денситометрами при высокой точности измерения. ф ормула изобретения цифровой денситометр, содержащий опорную и измерительную ветви, кольцевой фотометрический клин, датчик угла поворота

ЗО клина, датчик управляющих импульсов с фотодиодом и оптический прерыватель, закрепленные на залу двигателя, фотопрпемник, усилитель, электронный ключ, схему вычитания, нуль-орган, счетчик и регистр плотности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения оптической плотности, внутри кольцевого фотометрического клина размещен непрозрачный диск с прозрачным сектором с углом 30 о и с вершиной в центре вращения клина, а на фотометрический клин в промежутке между его участками с максимальной и минимальной оптической плотностью диаметрально противоположно прозрачному сектору нанесен непрозрачный участок в виде сектОра о с углом 30, расположенный на пути измерительного светового потока и потока датчика управляющих импульсов, фотодиод которого соединен с управляющим входом электронного ключа, причем денситометр дополнительно снабжен схемой запоминания опорного уровня, вход которой соединен с выходом ключа, а ее выход вЂ” с одним из входов схемы вычитания, при этом выход усилителя соединен со вторыми входами ключа и схемы вычитания, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Гороховский Ю. Н. и др. Общаясенситометрия . М„"Искусство", 1963 г., с.1 15-120.

2. Иваницкий Г. Р. и др. Автоматический анализ микрообъектов . М-Л., "Энергия", 1967 г., c,210 (прототип),