Двухлучевой фотометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Саеетсннк

Социаинстнчасних

Республик. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080579 {21) 2764210/18-25 (51)М.. Кл 3

G 01 J 1/44 с присоединением заявки Нов

Гвсудврственвмй комитет

СССР яо делам «зобретеякя я открнтнй (23) Приоритет

Опубликовано 300381 Бюллетень М (53) УДН 621.383.9 (088. 8) Дате опубликования описания 050481

В. A. винт

KF ;,,;.4,, (72) Авторы изобретения

С енок и В. A. Харакозов

Казанский ордена Трудового Красного Знамен институт им. A. Н. Туполева l3 """" ав иатт5ййУный .(- . А

;71} Заявитель (54 ) ДВУХЛУЧЕВОЙ ч ОТОИЕТР

Недостатком данного устройства является то, что из-за двухканальной об работки сигнала данное устройство обладает невысокой точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является двухлучевой фотометр, содержащий послецовательно установленные источник света, оптическую систему, модулятор,.кювету, фотопреобраэователь, синхронный детектор, два фильтра, регистратор и два формирователя опорных сигналов 2).

Недостатком данного устройства является ограниченная точность, обусловленная нендентичностью двух каналов обработки сигнала.

Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению и может быть использовано в измерениях, требующих высокую точность определения рассеивающих, отражающих и поглощаю-. щих свойств различных объектов, s частности в двухлучевых фотометрах и спектрофотометрах.

Иэвс тен двухлучевой фотометр,содержащий последовательно установленные источник света, оптическую систему, модулятор, кювету, фотопреобразователь, два фильтра и регистратор Щ

Цель изобретения — повышение точности

Для достижения укаэанной цели в известный двухлучевой фотометр, содержащий последовательно, установленные источник света, оптическую систему, модулятор, кювету, фотопреобразователь, синхронный детектор, два

30 фильтра, регистратор и два формирователя опорных сигналов, дополнительно введены две пары управляемых регистратором ключей, причем одна пара ключей связана с фильтрами, а через другую пару ключей с синхронным,це15 тектором связаны два формирователя опорных сигналов.

На чертеже представлена структурная схема устройства. устройство содержит источник 1 нз20 лучения, оптическую систему,„содержа щую устройство 2 для образования рабочего и контрольного лучей, зеркало

3, моцулятор 4, исследуемый объект 5, зеркало б, устройство 7 совмещения лучей, объектив 8, фотопреобразователь, содержащий последовательно. соединенные приемник 9 и усилитель 10, синхронный детектор 11 с коммутатором опорного напряжения на втором вхоце, З0 -состоящим иэ двух йараплельных по вы817488 хоцу управляемых ключей 12 и 13 и .двумя цепями опорных сигналов, состоящими из последовательно соединенных дополнительных фотоприемников 14 и 15, облучаемых дополнительными источниками 16 и 1- 7 света и формирователей 18 и 19 опорных напряжений, коммутируемый фильтр, состоящий из резистора 20, включенного между его входом и выходом, конденсаторов 21 и 22 и управля— емых ключей ;3 и 24, образующих межцу 1О его выходом и "землей" две последовательно-параллельные цепи, АЦП 2", цифровой делитель 26 и выходной блок

27, а также блок 28 управления, прецставляющие собой регистратор.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 попадает на устройство 2 для образования контрольного и рабочего лучей ° Часть общей мощности проходит через него и об- разует рабочий луч, вторая часть отражается и образует контрольный луч, который попацает на зеркало 3 и на-: правляется на модулятор 4, туда же направляется и рабочий луч. Оба луча 5 модулируют одним модулятором 4 на разных частотах. Промодулированный рабочий луч направляется на исследуемый объект 5 и взаимоцейстнует с ним, теряя часть своей мощности. Оставшаяся gg часть мощности попадает на зеркало б, а с него на устройство 7 совмещения рабочего и контрольного лучей, на которое направляется и контрольный луч.

Совмещенные лучи фокусируются объективом 8 на приемник 9. Электрический

Ф сигнал, пропорциональный сумме мощностей обоих лучей усиливается усилителем 10 и поступает на вход синхронного детектора 11, на второй вход которого поступает опорное напряжение с выходов управляемых ключей 12 и 13, причем с выхоца управляемого ключа 12 поступает синусоидальное напряжение с частотой рабочего сигнала, а с выхода управляемого ключа 13 — синусои- 45 дальное напряжение с частотой контрольного сигнала. Эти напряжения снимаются с дополнительных приемников 14 и 15, облучаемых дополнительными источниками 16 и 17 света, излучение р которых модулируется также модулятором 4, формируется с помощью формирователей 18 и 19, с выхода которых поступают на входы управляемых ключей 12 и 13 соответственно. В зависимости от сигналов на управляющих входах ключей 12 и 13 на-второй вход синхронного детектора.11 поступает опорное напряжение либо с частотой рабочего сигнала — ключ 12 замкнут, а ключ

13 разомкнут, либо с частотой конт- О рольного сигнала — ключ 12 разомкнут, а ключ 13 замкнут ° С выхода синхронного детектора 11 сигнал поступает на вход коммутируемого фильтра, состоящего из резистора 20, конценсаторов Я

21 и 22 и управляемых кличей 23 и 24, который служит для ограничения полосы пропускания со стороны высоких частот. Значение полосы пропускания опре ;еляется величинами сопротивления резистора 20 и емкостей конденсаторов 21 и 22. Последовательно включенные синхронный детектор и фильтр осуществляют селекцию сигналов на частотах, равных частоте модуляции и их детектирование. На кон,ценсаторах 21 и 22 происходит выцеление выходного напряжения синхронного детектора 11.

Когда замкнуты ключи 23 и 12, на конденсаторе 21 происходит выцеление рабочего сигнала. Когда же замкнуты ключи 24 и 13, на конценсаторе 22 происходит выцеление контрольного сигнала. Таким образом, в течение того времени, когда ключи 12 и 23 замкнуты, а .ключи 13 и 24 разомкнуты, на вхоц AIIJI 25 с конценсатора 21 поступает рабочий сигнал, а на конденсаторе 22 хранится значение контрольного сигнала предыдущего цикла. Когда же ключи 13 и 24 замкнуты, а кличи 12 и 23 разомкнуты на вход РЦП 25 с конденсатора 22 поступает контрольный сигнал, а на конденсаторе 21 хранится значение рабочего сигнала. Попеременно поступающие на вход АЦП 25 ра.— бочий и контрольный сигналы, преобразуются в цифровую форму и в цифровом ниде подаются на вход цифрового делителя 26, осуществляющего операцию деления кода рабочего сигнала на код контрольного сигнала. С выхода цифрового делителя 26 результаты деления поступают в цифровом коде на вход выходного блока, в качестве которого используют либо цифровой индикатор, либо цифровой регистратор, либо 3BN, производящих оперативную обработку данных измерений. Блок 28 управления имеет два выхода, с которых подаются два противофазных импульсных напряжения со скважностью два на управляющие нхоцы ключей 12 и 13, 23 и 24, ЛЦП 25 и цифроного делителя 26, осуществляя тем самым синхронизацию.

Таким образом, в устройстве,цля обработки рабочего и .контрольного сигналов используется один и тот же канал, состоящий из последовательно включенных приемника 9, усилителя 10, синхронного детектора 11, резистора

20 и АЦП 25, работающий в режиме временного разделения. Раздельными являются только конденсаторы 21 и 22 в паре с ключами 23 и 24, идентичность параметров которых несложно обеспечить с необходимой точностью.

Использование одного общего кана-ла вместо двух раздельных значительно повышает точность обработки сигналон по сравнению с данным, так как в этом случае устраняется влияние разбаланса каналов на результаты

817488

Формула изобретения

Составитель 3L. Чурбаков

Редактор 1Э. Ковач Техред М.Табакович КорректорН.Стец/

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Заказ 1316/54

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерений. В силу этого появляется возможность применения менее стабильного по сравнению с данным синхронного детектора и несложного AIIII.

Использование последовательно соединенных синхронного детектора и коммутиру емого фильтра исключает из схемы.полосовые фильтры, настроенные на частоты рабочего и контрольного сигналов и создает один общий канал,цля обоих сигналов.

Двухлучевой фотометр, содержащий последовательно установленные источник света, оптическую систему, модулятор, кювету, фотопреобразователь, синхронный детектор, два фильтра, регистратор и,цва формирователя опор- ных сигналов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены две пары управляемых регистратором ключей, причем одна пара ключей связана с фильтрами, а через другую пару ключей с синхронным детектором связаны два Формирователя опорных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 88249, кл. G 01 J 1/36, 1950.

)$2. Зубов В. A. Методы измерения характеристик лазерного излучения.

М., "Наука", 1973, с. 47-48 (прототип).