Способ измерения пропусканий оптических фильтров и спектрофотометр для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ов9874О9

Союз Советскии

Социалист ическии

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (И) М. Кп з (22) Заявлено 02.07. 81 (21) 3310169/18-25 с присоединением заявки МG 01 J 3/42. Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070183. Бюллетень HP 1 (53) УДК 535. 853 (088. 8) Дата опубликования описания 0701.83

Р

А. Й. Самуйлис, Б.П. Ружяле, Р. й. Калитис и 3;: С.-ЩЕрбакоВскн

I

М

Вильнюсский ордена Трудового Красного Знамейи,, и ордена Дружбы народов государственный / университет им.В.Капсукаса (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

t (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОПУСКАНИЙ ОПТИЧЕСКИХ

ФИЛЬТРОВ И СПЕКТРОФОТОМЕТР ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике в области оптических спектральных приборов и может быть использовано для измерений оптических плотностей, количественного обсорбционного, флуоресцентного анализа состава вещества.

Известен способ, основанный на сравнении световых сигналов, прошедших через эталон и образец, причем фотометрический тракт работает по методу постоянного тока.

Спектрофотометр для реализации этого способа содержит источник излучения, моиохроматор, переключатель световых пучков, фотодатчик, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и счетно-решающее устройство (11.

Недостатком этого способа и устройства является низкая точность измерения пропусканий объектов с величиной пропускания меньшей, чем 0,01Ъ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения пропусканий оптических фильтров, включающий измерение световых сигналов, прошедших через канал. образца и канал эталона, и последующее сравнение этих сигналов (2), Наиболее близким к предлагаемому является спектрофотометр, содержащий источник монохроматического излучения, механизм перемещения образцов, фотодатчик, счетно-решающее устройство и индикаторный прибор 2 .

Недостатками известных способа и устройства являются ограниченный со стороны сверхмалых пропусканий динамический.диапазон и связанная с этим ограниченная точность измерений образцов с малыми пропусканиями.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона в сторону сверхмалых пропусканий и увеличение точности измерений. . Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения пропусканий оптических- фильтров, включающему измерение световых сигналов, прошедших через канал образца и канал эталона, и последующее сравнение этих сигналов, измерение сигналов производят путем определения методом счета фотонов с помощью реверсивных счетчиков времен накопления одинаковых количеств импульсов в реверсивных счетчиках образца и эталона, .а сравнение сигналов производят по соотношению этих времен.

987409

Устройство работает следующим образом.

Для уменьшения влияния нестабильности измеряемого светового потока

Причем в спектрофотометр, содержащий источник монохроматического излучения, механизм перемещения образцов, фотодатчик, счетно-решающее устройство и индикаторный прибор, включают дополнительно механизм светозатвора, 5 усилитель-дискриминатор, реверсивный счетчик импульсов канала образца, ре версивный счетчик импульсов канала эталона, счетчик-нормирователь заданного числа импульсов, таймер эталона, 10 таймер образца и таймер-нормирователь по времени измерения, причем выход фотодатчика через усилитель-дискриминатор соединен с входами всех упомянутых счетчиков импульсов, информа-f5 ционные выходы реверсивных счетчиков импульсов каналов эталона и образца соединены с магистралью данных счетно-решающего устройства, а выходы таймеров и счетчика-нормирователя заданного числа импульсов соединены с соответствующими адресными входами счетно-решающего устройства, соответствующие выходы сигналов управления счетно-решающего устройства соединены с входами управления упомянутых счетчиков импульсов, таймеров, механизма светозатвора и .механизма перемещения образцов, а магистраль данных счетно-. решающего устройства соединена с входом индикаторного прибора.

На чертеже изображена функциональная блок-схема спектрофотометра, реализующего предлагаемяй способ измерения.

Спектрофотометр включает источник З5

1 монохроматического излучения, механизм 2 светозатвора, фотодатчик 3, выход которого через усилитель-дискриминатор 4 соединен с входами реверсивного счетчика. 5 импульсов кана- 40 ла эталона, реверсивного счетчика б импульсов канала образца и счетчиканормирователя 7 заданного числа импульсов. Информационные выходы реверсивных счетчиков импульсов 5 и б 45 соединены с магистралью данных счетно-решающего устройства. Выходы таймеров 8-10 и счетчика-нормирователя

7 соединены с соответствующими адресными входами счетно-решающего устрой- 50 ства 11. Соответствующие выходы управления счетно-решающего устройства

11 соединены с входами управления счетчиков 5-. 7 импульсов, таймеров 810, исполнительных механизмов 2 сеетозатвора и каретки 13 перемещения образцов, в которой помещены эталон

14 и измеряемяй образец 15. Магистраль данных счетно-решающего устройства 11 соединена с входом индикаторного прибора 12. весь процесс измерения разбит на ементарные циклы. Количество импульсов, для набора в элементарном цикле, задается в программе счетно-решающего устройства. Элементарный измерительный цикл состоит из следукщим этапов.

При введенном эталоне 14 автоматически открывается светозатвор 2, запускаются реверсивный счетчик 5, счетчик-нормирователь 7 и таймеры 8

4 10. Происходит счет импульсов светового потока до величины dN о с+т время экспозиции обозначим ьТО.

Затем автоматически светозатвором

2 перекрывается световой поток и за такое же время.ьТО происходит вычитание из ЬМ + темновых импульсов ьMО.

После окойчания обратного счета в реверсивном счетчике 5 остается дМ „ в световой поток автоматики вводится измеряемый образец 15. Информация в счетчике-нормирователе 7 сбрасывается, и светоэатвор 2 открывается.

Во втором этапе запускаются реверсивный счетчик 6, счетчик-нормирова тель 7, таймеры 9 и 10. Процесс измерения такой же, как при измерении эталона.

Для обеспечения требуемой точности измерения элементарные циклы автоматически повторяются до набора в реверсивных счетчиках 5 и б соответствующих одинаковых количеств импульсов.

После окончания всего измерения в тай= мерах 8 и 9 остаются записаны значения То и Т. Затем счетно-решающее устройство вычисляет пропускание или оптическую поотность, при этом автоматически учитывается мертвое время реверсивных счетчиков 5 и 6.

ПреДлагаемый способ основан на том, что с накоплением сигнала в счетчиках эталона и образца до заданного числа импульсов измеряются времена накопления, при этом автоматически обеспечиваетоя одинаковая точность измерения световых сигналов разных интенсивностей.

Счетчики импульсов работают по методу счета фотонов, позволяющему без какой-либо перестройки аппаратуры регистрировать интенсивности, различающиеся на 6-7 порядков. Это достигается путем накопления полезного сигнала в течение длительного времени, что реально недостижимо в других методах.

Использование этого способа имеет значительные эксплуатационные удобства. Информация сразу, без каких-либо преобразователей, получается в цифровом виде. Это облегчает автоматизацию исследований, непосредственную связь с ЭВИ и т.п. Способ очень удобен и с точки зрения экономии времени измерений. Выбор заданного числа импульсов, для достижения определен987409

Формула изобретения

Составитель A.Kä÷àíîâ

Редактор Н.Лазаренко Техред О.Неце

Корректор В. Бутяга

Заказ 10280/26 Тираж 871 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ной точности, осуществляется автоматически.

В результате этих преимуществ способ позволяет с большой точностью измерять сверхмалые пропускания.

При помощи предлагаемого спектро- 5 фотометра можно с большой точностью измерять плотные оптические фильтры, которые в дальнейшем могут быть использованы как эталоны плотности.

1. Способ измерения пропусканий оптических фильтров, включающий изме-15 рение световых сигналов, прошедших через канал образца и канал эталона, и последующее сравнение этих сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона в сторону сверхмалых пропусканий и увеличения точности измерений, измерение сигналов производят путем определения методом счета фотонов времени накопления одинаковых количеств импульсов в реверсивных счетчиках, установленных в каналах образца и эталона,.а сравнение сигналов производят по соотношению этих времен.

2. Спектрофотометр с каналами эталона и образца, содержащий источник монохроматического излучения, механизм перемещения образцов, фотодатчик, счетно-решающее устройство и индикаторный прибор,отличающийсяЗ5 тем, что, с целью расширения динамического диапазона в сторону сверхмалых пропусканий и увеличения точности измерений, спектро*отометр дополнительно содержит механизм светозатвора, усилитель-дискриминатор, реверсивный счетчик импульсов канала эталона, реверсивный счетчик импульсов канала образца, счетчик-нормирователь заданного числа импульсов, таймер эталона, таймер образца и таймер-нормирователь по времени измерения, причем выход фотодатчика через усилитель-дискриминатор соединен с входами всех упомянутых счетчиков игщульсов, информационные выходы реверсивных счетчиков импульсов каналов эталона и образца соединены. с магистралью данных счетно-решающего устройства, а выходы таймеров и счетчика-нормирователя заданного числа импульсов соединены с соответствующи-. ми адресными входами счетно-решающего устройства, соответствующие выходы сигналов управления счетно-решающего устройства соединены с входами управления упомянутых счетчиков импульсов, таймеров, механизма светоэатвора и механизма перемещения образцов, а магистраль данных счетно-решающего устройства соединена с входом индикаторного прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. АвторсКое свидетельство СССР

М 208297, кл. 8 01 J 3/42, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2870951, кл. С О1 J 3/42, 1980.