Измеритель оптической плотности

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1 Т 76 01 й 21/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПАТЕНТ(71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии(56) Измеритель переносной непрозрачности отработавших газов автомобилей ИНА- .109. Паспорт 1 Е 2850.260 ПС, 1986,Авторское свидетельство СССР М 1400547, кл, 6 01 М 21/53, 1987.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ(57) Изобретение относится к оптическим методам анализа и может быть использовано для измерения дымности отработавших газов дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение точности измерений эа счет автоматической коррекции базового отсчета. Замыканием ключа 8 формируется нарастающее напряжение на выходе инвертирующего интегратора 9, обеспеченное напряжением разбаланса сигналов интегратора 6 и источника опорного напряжения 10, вычисленное сумматором 7. Нарастающее напряжение смещает рабочую точку на характеристике логарифмического преобразователя 5, формирующего последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна логарифму отношения сигналов фотоприемника 2, усиленного усилителем 4, и интегратора 9. В установившемся режиме импульсный сигнал преобразователя 5, проинтегрированный интегратором 6, компенсирует опорное напряжение, а на выходе сумматора 7 устанавливается нулевое напряжение. При раэмыкании ключа 8 инвертирующий интегратор 9 сохраняет корректирующий сигнал. 2 ил,10 5 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к аскетическимметодам анализа, в частности, к средствамизмерения оптической плотности веществаи может быть использовано для измерениядымности отработавших газов дизельныхдвигателей и оптической плотности запыленных азовых потоков.Цель изобретения - повышение точности путел 1 автоматической коррекции базового отсчета.Нз фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - функциональная схема логарифмического преобразователя устройства,Измеритель оптической плотности содержит источник 1 излучения и фотоприемник 2, оптически сопряженные иразмещенные в патрубках, расположенныхпо обе стороны от измерительного канала 3,последовательно включенные усилитель 4,логарифмический преобразователь 5, попервому входу, интегратор б, сумматор 7 понеинвертирующему входу, ключ 8 и инвертирующий инте;ратоо 9, а также источник10 опорного напряжения и регистрирующееустройсво 11, подключенное к выходу сумматора 7, При этом фотоприемник 2 подключен ко второму входу логарифмическогопреобразователя 5. а источник 10 опорногонапряжения подключен к инвертирующемувходу сумматора 7. Логарифмический преобразователь 5 выполнен в виде последовасельно включенных ключа 12 и компараторэ13, параллельной ЯС-цепи 14, подключенной к инвертирующему входу компаратора13 и выходу ключа 12, причем первым входом логарифмического преобразователя 5является вход ключа 12, э вторым входом -неинвертирующий вход компараторэ 13,Интегратор б выполнен в виде фильтра низкой частоты второго порядка, а инвертирующий интегратор 9 выполнен в видеоперационного усилителя в инвертирующем включении с запоминающим конденсатором в цепи отрицательной обратнойсвязи. Измеритель оптической плотности работает следующим образом. В исходнол 1 состоянии ключ 8 разомкнут и на выходе инвертирующего интегратора 9 напряжение равно нулю, Импульсный сигнал фотоприемника 2, соответствующий импульсам излучения излучателя 1, поступает нз первый вход логарифмического преобразователя 5. Через электронный ключ 12 преобразователя 5 сигнал заряжает конденсатор ВС-цепи 14 и формирует на инвертирующемвходе компараторз 13 последовзтел ьн ость экспонен циально спадающих импульсов, которые сравниваются с выходным напряжением инвертирующего интегратора 9, подключенного к неинвертирующему входу компаратора 13. В результате сравнения напряжений, приложенных к входам компаратора, на выходе последнего формируется низкий (нулевой) уровень сигнала. Этот уровень через интегратор 6 прикладывается к неинвертирующему входу сумматора 7 и, с учетом напряжения опорного источника 10, формирует отрицательное напряжение на выходе сумматора 7.Коррекция базового отсчета прибора (установка индикатора регистрирующего устройства 11 в нулевое положение) производится при замыкании ключа 8. При этом к входу инвертирующего интегратора 9 подключается отрицательное напряжение, присутствующее на выходе сул 1 матора 7,которое формирует нарастающее напряжение положительной полярности на выходе инвертирующего интегратора 9. Нарастаю. щее напряжение, приложенное ко входу логарифмического преобразователя 5. способствует формированию на выходе компаратора 13 импульсной последовательности с частотой следования, равной частоте следования экспоненциэльных импульсов, причем длительность импульсов на выходе компзратора 13 увеличивается с возрастанием напряжения на втором входе преобразователя 5.Процесс нарастания напряжения на выходе иноертирующего интегратора 9 и длительности импульсов на выходе логарифмического преобрэзовэтеля 5 прекратится; когда на выходе сумматора 7 установится нулевое напряжение. При этом импульсный сигнал логарифмического преобразователя 5, проинтегрировзнный ин тегратором б, компенсирует опорное напряжение с учетом коэффициента передачи по входам сумматора 7, Установившееся (начальное) значение длительности импульсов логарифмического преобразователя 5 определяется величиной опорного напряжения, Напряжение на выходе интегратора б, соответствующее нулевому напряжению, поступающему на регистрирующее устройство 11, сохраняется при размыкании ключа 8 и перехода прибора в режим измерения. Зэ счет включения запоминающего конденсатора в схеме инвертирующего интегратора 9, Значительный коэффициент передачи петли отрицательной обратной связи, охватывающей элементы измерителя оптической плотности в режиме коррекции базового отсчета, обеспечивает высокую точность установки "нуля" заявляемого устройства,1777649 Составитель Е.МаколкинТехред М. Моргентал Корректор Н,Гунько Редактор Заказ 4133 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 В режиме измерения уменьшение амплитуды сигнала фотоприемника 2, обусловленное поглощением излучения средой, вызывает уменьшение начальной длительности импульсов на выходе логарифмирующего преобразователя 5, соответствующее уменьшение напряжения на выходе регистрирующего устройства 11, пропорциональное плотности поглощающей среды в измерительном канале 3.Преимущества измерителя оптическойтности с автоматической коррекцией базового отсчета в значительной мере проявляются при оперативном контроле дымности газовых потоков с значительным содержанием твердых и жидких аэрозолей. Незначительное смещение базового отсчета после каждого единичного замера дымности и запыленности, обусловленное осаждением компонентов газа на оптических элементах, с высокой точностью компенсируется при замыкании контактов ключа, При этом, благодаря линейцости функции преобразования измерителя, другие метрологичсские характеристики прибора не изменяются, Широкий диапазон изменения корректирующего напряжения ца втором выходе логарифмического преобразователя 5 и высокая разрешакщая способность устройства во всем диапазоне изменений компенсирующего сигнала обеспечивают высокие эксплуатационные и 5 метрологические характеристики прибора,Формула изобретенияИзмеритель оптической плотности, содержащий излучатель и фотоприемник, оп 10 тически сопряженные и расположенные пообе стороны измерительного канала, последовательно включенные усилитель и логарифмический преобразователь, а такжеисточник опорного напряжения и регистри 15 рующееустройства, причем выход фотоприемника подключен к входу усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности путем автоматической коррекциибазового отсчета. в него введены последо 20 вательно включенные интегратор, сумматор, ключ и инвертирующий интегратор,выход которого подключен к второму входулогарифмического преобразователя, подключенного выходом к входу интегратора,25 источник опорного напряжения подключенк инвертирующему входу сумматора, а выход сумматора - к регистрирующему устройству,