Устройство для измерения потока оптического излучения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 614 336 (22) Заявлено 120380 (21) 2893639/18-25

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ890077 (51)М. Кл.

G 01 J 1/44 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 151281 Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15. 12. 81 (53) УДК 535.242.. 2 (088. 8) (72) Автор изобретения

Э.И. Арш

Днепропетровский ордена.Трудовог.о Красно государственный университет им. 300-лети

Украины с Россией (7i) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА ОПТИЧЕСКОГО

ИЭЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для точного измерения малых количеств энергии излучения.

По основному авт. св. Р 614336 известно устройство для измерения потока оптического излучения, содержащее ФЭУ с модулятором источника питания, оптическую систему, детектор напряжения частоты модуляции источни.ка питания, регистрирующий прибор, автогенератор, амплитудный детектор высокочастотного напряжения автогенератора, вход автогенератора соединен с промежутком анод-динод ФЭУ, причем анод ФЭУ соединен с общей шиной указанного источника питания, а выход автогенератора через амплитудный детектор высокочастотного напряжения автогенератора связан с детектором напряжения частоты модуляции источника питания, автогенератор выполнен на транзисторе с общей базой с двухконтурной колебательной системой в коллекторной цепи и снабжен кварцевым резонатором (1).

Данное устройство обладает ограниченной чувствительностью.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Для достижения указанной цели в устройстве для измерения потока оптического излучения, содержащем ФЭУ с модулятором источника питания, оптическую систему детектор напряжения частоты модуляции источника питания, регистрирующий прибор, автогенератор, амплитудный детектор высокочастотного напряжения автогенератора, вход автогенератора соединен с промежутком анод-динод ФЭУ, причем анод ФЭУ соединен с общей шиной указанного источника питания, а выход автогенератора через амплитудный детектор высокочасточного напряжения автогенератора связан с детектором напряжения частоты модуляции источника питания, автогенератор выполнен на транзисторе с общей базой

20 с двухконтурной колебательной системой в коллекторной цепи и снабжен кварцевым резонатором, автогенератор выполнен по схеме с емкостной связью с колебательными контурами в стоковой и истоковой цепях полевого транзистора, с частотнозадающим контуром цепи возбуждения, с управляемым резистором и с двумя варикапами, в цепи смещения одного иэ которых включены

30,резистор, катушка индуктивности и

890077 с разделительный конденсатор, причем катод первого варикапа подключен к диноду ФЭУ, à его анод соединен с пьезокварцевым резонатором, вторая обкладка которого соединена с затвором полевого транзистора, второй варикап последовательно с разделительным конденсатором подключен параллельно колебательному контуру, управляемый резистор включен Между колебательным контуром истоковой цепи и истоком полевого транзистора, динод промежутка анод-динод ФЭУ через разделительные цепи, состоящие из резистора и катушки индуктинности, соединен с катодом второго варикапа и с управляющим электродом управляемого 15 резистора °

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения потока излучения.

Устройство содержит ФЭУ 1, источ- Щ ник 2 питания умножителя, модулятор 3 напряжения источника питания, автогенератор 4, амплитудный детектор 5 высокочастотного напряжения автогенератора, детектор 6 напряжения час- 2 тоты модуляции источника питания и регистрирующий прибор .7. Автогенератор 4, выполненный по схеме с емкостной связью и пьезокварцевым резонатором с последовательным управлением его частотой в цепи возбуждения и настроенными колебательными контурами н стоковой и истоковой цепях, содержит полевой транзистор 8, резисторы 9 и 10, обеспечивающие подачу напряжения íà его затвор, катушку 11 индуктивности и конденсатор 12, образующие контур в стоковой цепи, конденсатор 13 и управляемый резистор 14, образующие цепь истокового автосмещения, варикап 15, конденсаторы 16 40 и 17 и высокочастотный трасформатор 18, образующие колебательный контур в истоконой цепи, пьезокварцевый резонатор 19, варикап 20, образующие совместно с промежутком анод-динод 21 4 и конденсатором 22 частотозадающий контур в цепи возбуждения автогенерато. ра, резисторы 23 и 24 и катушки 25 и 26 индуктивности, обеспечивающие подачу управляющих напряжений.и конден- 0 сатор 27 обратной связи. Резисторы 28

" и 29 включены в качестве нагрузки высокочастотного амплитудного детектора. Переменный резистор 30 и резистор 31 образуют цепь компенсации начального сигнала автогенераторного измерителя.

Устройство работает следующим образом.

До измерения потока энергии излучения автогенераторный,измеритель у настраивается так, чтобы рабочие точки колебательных контуров 1Т, 12 и 15, 16, 17, 18 находились на правых склонах амплитудно-частотных характеристик контуров. Автогенератор работа-65 ет в режиме непрерывной генерации.

При протекании тока через ФЭУ изменяется величина комплексного сопротивления промежутка анод-динод 21, что приводит к изменению величины напряжения на диноде ФЭУ и аноде варикапа 20, а также к изменению емкос. ти промежутка анод-динод 21.При этом осуществляется управление частотой пьезокнарцевого резонатора 19 и частота задающего контура увеличивается.

Изменение частоты приводит к расстройке контурон 11, 12 и 15, 16, 17, 18. При этом изменяется эквивалентное сопротивление автогенератора.

Высокочастотное напряжение на ныходе автогенератора, являющееся сигналом, изменяется. Одновременно изменения постоянного напряжения на диноде через разделительную цепочку 23 и 25 подаются на управляющий электрод управляемого резистора 14, а через цепочку 24,26 на нарикап 15, что приводит к изменению величины автосмещения автогенератора и более резкой расстройке контура 15, 16, 17 и первичная обмотка трансформатора 18, и тем самым к повышению чувствительности измерений. Изменения величины выходного высокочастотного сигнала после детектирования амплитудным детектором 5 подаются на вход низкочастотного детектора 6 напряжения частоты модуляции фототока и далее на регистрирующий прибор 7.

В данном изобретении использование резистивных свойств промежутка анод-динод ФЭУ для управления варикапами, включенными в частотозадающий контур с пьеэорезонатором с последонательным управлением частотой и в контур нагрузочной цепи автогенераторного измерителя, а также для управления резистором, включенным в цепь автосмещения автогенератора, позволяет значительно увеличить чувствительность устройства.

Базовым объектом является фотоэлектронная приставка ФЭП к спектрофотометру СФ-26.

Технические преимущества предлагаемого устройства заключаются в более высокой чувствительности, упрощении структурной схемы за счет исключения многокаскадного усилителя и меньшей стоимости.

Ожидаемый экономический эффект прежде всего связан с удешевлением

ФЭП спектрофотометров эа счет упрощения структурной схемы ФЭП и исключения многокаскадного усилителя. Ори. ентировочный расчет по одному ФЭП дает сумму эффекта приблизительно

1300 руб, Формула изобретения

Устройство для измерения потока оптического излучения по авт.св.

890077

Составитель A.×óðáàêîâ

Техред Т. Маточка корректор В.Синицкая

Редактор Л. Алексеенко

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

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

Заказ 10951/63

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

9 614336, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, автогенератор выполнен по схеме с емкостной связью с колебательными контурами в стоковой и ис-. токовой цепях полевого транэистора,с частотноэадающим .контуром в цепи возбуждения, с управляемым резистором и с двумя варикапами, в цепи смещения одного иэ которых включены резистор, катушка индуктивности и разделительный конденсатор, причем катод первого варикапа подключен к диноду ФЭУ, а его анод соединен с пьеэокварцевым резонатором, вторая обкладка которого соединена с затвором полевого транзистора,- второй варикап последовательно .с разделительным конденсатором подключен параллельно колебательному контуру, управляемый резистор.включен между колебательным .контуром истоковой цепи и истоком полевого транзистора, динод промежутка анод-динод ФЭУ через разделительные цепи,-состоящие . иэ резистора и катушки индуктивности, соединен с катодом. второго варикапа и с управляющим .электродом управляемого резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 Р 614336 G 01 . 1/44, 1978 (прототип).