Способ определения степени поглощения излучения в оптической среде

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 1 651 4 0 О Я 21/59 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ виационньпЪ институ шин 8. 8) Мр 41 59,ик. 1978. и дистанцио етров атмос опуетод ния пара В.Е. Зу 980, с. а. НовосиУ Ю(54) СПОСОБ ОПГЛОЦЕНИЯ ИЗЛУЧСРЕДЕ(5) Изобретени ДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОИЯ В ОПТИЧЕСКОЙ ил,тносится к опти Ме гар- чвийи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент СШАкл, С 01 М 21/2Аппаратура иного зондироваферы./Иод ред,бирск: Наука,1Изобретение относится к оптическим измерительным приборам и может быть использовано при построении измерителей параметров оптической среды.Целью изобретения является снижение погрешностей измерения.Способ заключается в следующе Монохроматическое излучение с монической амплитудной модуляциеи излучается в направлении двух идентичных отражателей, установленных на границах исследуемого участка оптической среды, на котором предстоит определить степень поглощения излуче" ния. Отраженные сигналы взаимодействуют (интерферируют) в плоскости расположения двух квадратичных фотоприемников, апертуры которых значительно .меньше ширины интерференционной полосы и разнесены друг от друга на ким измерительным приборам и можетбыть использовано при построении измерителей параметров оптической среды. Целью изобретения является снижение погрешностей измерения степенипоглощения излучения в оптическойсреде. Это достигается выделениемв двух пространственно-разнесенныхточках первых гармоник частоты модуляции и сравнением нх фаз. Способдает возможность измерейий степенипоглощения излучения на участках малых размеров и прострайственной фильтрации сигналов от отражателей в слчае присутствия посторонних, отражащих свет, предметов, что особенноважно в производственных условиях. расстояние, равное четверти ее периода, причем один из фотоприемников Мф 4 располагается в максимуме интерферен- фП ционной полосы. Степень поглощения (р излучения на трассе между отражателяии характеризуется аеличиксй Ч Чу ТР иее где Р Рп - мощности сигналов в е плоскости апертур фотоприемников отМаей ближнего и дальнего отражателей соответственно.Измерение степени поглощения излучения на исследуемом участке оптической среды основано на выделении вдвух пространственно разнесенных фото- фф приемниках первых гармоник частоты модуляции и сравнении их фаз. Результаты измерений наиболее надежны вслучае большой амплитуды выделяемых гармоник и заметного отличия их фаз, обусловленного поглощением излученияна исследуемом участке, Однако при этом одному значению разности .Фаэ соответствует два значения степени поглощения излучения в оптической среде 1, и ц . Для устранения неоднозначности следует изменить частоту модуляции и повторить измерения. Ввиду того, что измерения на этой частоте обладают меньшей достоверностью, так как уровни сигналов будут значительно меньше, то полученные измерения используют для устранения неоднозначности основных измерений. С полученными дополнительно двумя значениями степени поглощения излученияи ц сравнивают значения 1 и ц и считают достоверным тот из параметров, который ближе к одному иэ значений1На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ.Излучение монохроматического источника 1 проходит через модулятор 2, в котором осуществляется амплитудная модуляция излучения по гармоническому закону с частотой гармонического сигнала, поступающего иэ генератора 3, С выхода модулятора 2 излучение поступает в направлении исследуемого участка оптической среды, на границах которого расположены отражатели 4 и 5, Отраженные отражателями 4 и 5 сигналы принимаются квадратичными Фотодетекторами 6 и 7, установленными в дальней зоне. С выходов квадратичных фотодетекторов 6 и 7 сигналы поступают на фильтры 8 и 9, выделяющие первую гармонику частоты модуляции излучения, Выходные сигналы фильтров 8 и 9 усиливаются в усилителях 10 и 11 и поступают на фазовый детектор 12, Выходной сигнал Фазового детектора 12 подается на вычислитель 13 степени поглощения излучения, в котором по величине разности фаз сигналов определяется степень поглощения излучения на трассе между отражателями. Выходной сигнал вычислителя 13 фиксируется регистратором 14.Перед началом измерений фотодетектор 6 с помощью блока 15 механических перемещений перемещается в плоскости расположения отражателей и перпендикулярно направлению прихода отраженных сигналов, при этом фиксируются положения двух максимумов интерферен30 Способ определенияфстепени поглощения излучения в оптической средепутем направления в исследуемый участок среды монохроматического излучения, модулированного по гармоническому закону, приема в точке максимума интерференционной полосы и всредней точке между ее максимумом иминимумом сигналов, отраженных отустановленных на границах участкадвух отражателей, выделения в принятых сигналах первой гармоники частоты модуляции, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью снижения погрешностей измерений, монохроматическое излучение модулируют частотой,равной 1/8 от деления скорости распространения излучения на длину исследуемого участка, измеряют разность 50 Фаз в двух точках приема первой гармоники частоты, модулируют излучениечастотой, отличной от первой, аналогично измеряют разность Фаз в двух.точках приема при этой частоте моду-лицин и по полученным значениям разности фаз при модуляции различнойчастотой судят об искомом параметре.5 10 15 20 25 ционных полос по максимальным показаниям милливольтметра 16, на который подается выходной сигнал усилителя 10. После этого фотодетектор 6 устанавливается в максимуме интерференционной полосы, а фотодетектор 7 с помощью блока 15 механических перемещений смещается относительно максимума интерференционной полосы на расстояние, равное одной четверти расстояния между максимумами интерференционных полос.При величине частоты, равной 1/8 от деления скорости распространения излучения на длину исследуемого участка, обеспечиваются оптимальные условия для измерений степени поглощения излучения.1Предлагаемый способ дает возможность измерений степени поглощения излучения на участках малых размеров и пространственной Фильтрации сигналов от отражателей в случае присутствия посторонних, отражающих свет, предметов, что особенно важно в производственных условиях. формула изобретения1481651 Непомнящая идык ектор Н. Король при ГКНТ ССС омите ква,нно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Производс С оставиРедактор А, Шандор Техред Заказ 2680/44 Тн ВНИИПИ Государственног113035 Подписное по изобретениям и открыти Ж, Раущская наб., д. 4/