Измеритель лучистой энергии

 

п1 697837

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советска

Социалистииеавз

Респубиии

Х АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.05.78 (21) 2616325/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 J 5/20

Гесудерстеенный квинтет

СССР ее делам нзебретеннй н открытей (53) УДК 621.317 (088.,8) Опубликовано 15.11.79. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.79

Д. А. Ашкинадзе, Г. А. Дубров, В. Б. Дунаев, А. Н. Красовский и Д. С. Умрейко (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к технике измерения лучистой энергии и может быть использовано в рлдиометрах, спектрорадиометрах, газоанализаторах.

Известны измерители лучистой энергии, построенные по схеме фотоприемник-усилитель-накопитель, регистратор (1).

Это устройство обладает тем недостатком, что постоянная времени накопления синхронного детектора выбирается неизменной. Это приводит к снижению быстродействия и ухудшению точности измерения быстропеременных потоков за счет того, что регистратор не будет успевать отслеживать из меняющуюся со временем амплитуду излучений, временная постоянная которых меньше постоянной накопления.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является измеритель лучистой энергии (2), содержащий оптическую систему, модулятор, приемник опооного канала, приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистратор.

Данное устройство обладает тем недостатком, что посгоянную времени накопления синхронного детектора выбирают неизменной, исходя из обеспсчения заданной точности регистрации минимального сигнала излучения. При этом постоянная времени накопления остается неизменной и при дальнейшем увеличении сигналов излучения. 11ри регистрации быстропеременных потоков излучения, временная постоянная которых меньше постояяной накопления, даже в случае больших сигналов будет наблюдаться существенная погрешность измерения за счет того, что регистратор не будет успевать отележивать изменяющуюся со временем амплитуду излучения. Таким образом, неизменная постоянная времени накопления, даже когда на входе .системы увеличивается соотношение сигнал/шум, приводит к снижению быстродействия, а в связи с этим и к ухудшению точности измерений быстропеременных потоков.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений быстропеременных потоков излучения.

697837

Формула изобретения накопления.

Устройство работает следующим образом. зо

Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введена цепь управления постоянной времени, содержащая измеритель отношения сигналов, усилитель, электронный ключ, приемник опорного канала, квадратичный детектор и схему управления постоянной времени накопления, при этом выход синхронного детектора соединен с одним из входов измерителя отношения сигналов, второй вход которого соединен через квадратичный детектор, электронный ключ и усилитель с выходом приемника излучения, при этом управляющий вход электронного ключа соединен с выходом приемника опорного канала, вырабатывающего сигнал во время, когда приемный канал закрыт модулятором, а выход измерителя отношения сигналов соединен со входом схемы управления постоянной времени накопления.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого измерителя лучистой энергии; на фиг. 2 — схема синхронного накопителя.

Измеритель содержит оптическую систему 1, модулятор 2, приемник 3 опорного канала, приемник 4 излучения, синхронный накопитель 5, усилитель 6 переменного напряжения, синхронный детектор 7 и регистратор 8. Цель управления постоянной времени содержит измеритель отношения 9, усилитель 10, ключ 11, приемник 12 опорного канала, квадратичный детектор 13 и схему 14 управления постоянной времени

Сигнал с приемника 4 излучения поступает на вход синхронного накопителя 5, который состоит, например, из и конденсаторов, которые заряжаются последовательно во времени через сопротивление R с помощью п ключей (фиг. 2). После накопителя

5 сигнал усиливается усилителем 6 и выпрямляется синхронным детектором 7. Постоянное напряжение с выхода синхронного дегектора (, величина которого пропорциональ на величине измеряемого излучения, поступает на регистратор 8. Схема 14 управления постоянной времени накопления изменяет величину сопротивления R, а следовательно, и постоянную времени синхронного накопителя 5 в соответствии с соотношением сигнал/шум на входе.

Это происходит следующим образом.

На один вход измерителя отношений 9 подается постоянное напряжение с выхода синхронного детектора 7, величина которого пропорциональна величине сигнала на выходе приемника 4 излучения. На второй вход измерителя 9 подается постоянное напряжение с выхода квадратичного детектора 13, величина которого пропорциональная мощности шума, поскольку электронный ключ 11 открыт в то время, когда прием4О

55 ник 4 перекрыт модулятором. На выходе измерителя отношений 9 мы имеем напряжение, величина которого пропорциональна от ношению сигнал/шум на входе накопителя 5.

Это напряжение через схему 14 управления постоянной времени изменяет величину сопротивления R (например, сопротивления канала полевого транзистора) . При увеличении шума и/или при уменьшении сигнала постоянная времени увеличивается, а при уменьшении шума и/или при увеличении сигнала постоянная времени уменьшается. При больших соотношениях сигнал/шум величина постоянной времени стремится к минимальному пределу, устройство будет иметь максимальное быстродействие.

Использование предлагаемого устройства позволит существенно увеличить быстродействие системы измерителя лучистой энергии и связанную с ним точность при регистрации быстропеременных потоков.

Выигрыша будет тем больше, чем в большем динамическом диапазоне соотношений сигнал/шум будет работать система.

Измеритель лучистой энергии, содержащий оптическую систему, модулятор, датчикК опорного напряжения, приемник излучения, синхронный накопитель, усилитель переменного напряжения, синхронный детектор и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия точности измерений быстропеременных потоков излучения, в него введена цепь управления постоянной времени, содержащая измеритель отношения сигналов, усилитель, электронный ключ, приемник опорного канала, квадратичный детектор и схему управления постоянной времени накопления, при этом выход синхронного детектора соединен с одним из входов измерителя отношения сигналов, второй вход которого соединен через квадратичный детектор, электронный ключ и усилитель с выходом приемника излучения, при этом управляющии вход электронного ключа соединен с выходом при— емника опорного канала, вырабатывающего сигнал во время, когда приемник излучения закрыт модулятором, а выход измерителя отношения сигналов соединен со входом схемы управления постоянной времени накопления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент С ША J9 3883248, кл. G 01 J 3/42, опублик. 1975.

2. Тхоржевский В. H. Автоматический анализ химического состава газов, M., Химия, 1969, с. 40 (прототип).

697837

Фиг, 1

° Ф °

Составитель Д. Бакланов

Редактор Т.Шубина Техред О. Луговая Корректор Т. Скворцова

Заказ 6916/29 Тираж 766 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4