Цифровой денситометр

ОЛИСАНИЕ ыез 77ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.е й 01 Г 1/ с присоединением заявкиааудгрствениыи иамитетСавета Мииистрав СССРаа делам изааретеиийи аткрытий(5 5 35.24 (088.8 45) Дата опубликования описания 24,11,7 М. П. Гришин, Ш, М, Курбанов, А. М, Иванов, В. П. Сорокин,П. Маркелов, В. Н, Корешков, А. Степочкин и В. М. Рыбалка Авторыизобретен 71) Заявител ена Ленина институт физики Земли им, О мидт 4) ЦИФРОВОИ ДЕНСИТОМЕ Однако при работе существенно снижаетс чении скорости измере увеличивается скорост ческого клина, а значобретение относитс нситометра тог тико-механ очность при увелиия, так ка вращеният и частот к при этомфотометриа модуляетовых ции опорногпотоков. и измерительного с ев,Наиб сти к иденситомГ 2,Этотизмери ческ и о на ваью элекь-орган,25 егистр плотност четчик ческои промышленности и предназначено для измерения оптической плотности различных объектов таких, как фотопленки, стекла, фотопластинки и т.д.Известны денситометры, содержащие опорный и измерительный каналы, прерыватель, фотоприемник, регистрирующую схему Г 1.Однако низкое быстродействие таких денситометров вызвано применением механически перемещаемых фотометрических клиньолее близким по технической сущноедлагаемому устройству является 15 етр с динамической компенсацией денситометр содержит опорную и тельную ветви, кольцевой фотометриин, датчик угла поворота, датчик 2 управляющих импульсов с фотодиодомтический прерыватель, закрепленныелу двигателя, фотоприемник, усилитетронный ключ, схему вычитания, нул Для выполнения прецизионных измеренийоптической плотности необходимо, чтобычастота модуляции была как минимум в1000 раз больше, чем скорость вращенияклина, Так, при скорости вращения клина,равной 100 об/сек,частота модуляции равна 100 кгц, При использовании механического модулятора, вращающегося со скоростью 100 об/сек необходимо, чтобы нанем было нанесено 1000 штрихов и 1000промежутков,Неизбежные погрешности изготовлениямодулятора с таким разрешением, а такженепостоянство прозрачности модулятораприводят к изменению частоты и амплитуды модуляции, что влечет за собой появление дополнительного шума на выходе синхронного детектора, в результате чего уве 529377личивается погрешность измерения оптической плотности и снижается точность прибора.Белью изобретения является повышениеточности измерения оптической плотности,Ьто достигается тем, что внутри кольцевого фотометрического клина размещен непрозрачный диск с прозрачным сектором суглом 30 О и с вершиной в центре вращенияклина, На фотометрический клин, в промежутке между его участками с максимальной и минимальной оптической плотностью, диаметрально противоположно прозрачному секторунанесен непрозрачный участок в виде секторас углом 30 О, расположенный на пути измерительного светового потока и потокадатчика управляющих импульсов, фотодиодкоторого соединен с управляошим входомэлектронного ключа, денситометр дополнительно снабжен схемой запоминания опорного уровня, вход которой соединен с выходом ключа, а ее выход - с одним из входов схемы вычитания, при этом выход усилителя соединен со вторыми входами клочаи схемы вычитания.Яа чертеже изображена структурная схема цифрового денситометра.Бифровой денситометр состоит из освтителя 1, светоделительных элементов 2,фотометрируемого образца 3, узла фотометрического клина, Он содержит фотометоический клин 4 с непрозрачным сектором 5,непрозрачный диск 6 с прозрачным сектором 7, расположенным диаметрально прстивоположно сектору 5, шкалу 8 датчикаугла поворота, шкалу 9 датчика управляОших импульсов, Осветитель 1 О, конденсор11 и фотодиоды 12 и 13,Йенситометр содержит также двигатель14, фотоприемник 15, усилитель 16, электронный ключ 17, схемы 18 запоминанияопорного уровня, схемы вычитания 19,нуль-орган 20, счетчик 21, регистр плотности 22 и подстроечный клин 23,Бфровой денситометр работает следующим образом, Световой поток осветителя1 разделяется светоделительными элементами 2 на два потока: опорный и измерительный,Измерительный поток проходит черезфотометрируемый образец 3, после чегопопадает на фотометрический кольцевойклин 4, на который в промежутке междуего участками с максимальной и минимальной Отической тлотностью на 1 ссен 11 епрозрачный участок 5 в виде сектора с углом30, а затем попадает на фотоприемник 15,Опорный световой поток поступает нанепрозрачный диск 6 с одним прозрачнымсектором 7, с вершиной в центре вращения клина, который имеет такие же угловые размеры как л непрозрачный участок 5 и расположен диаметрально противоположно ему так, что когда пропускается опорный световой поток, измерительный поток полностью перекрыт,. -1 ерозрачньй диск 6 с прозрачнам сектором 7 и непрозрачный сектор 5 вьполкот функции оптическогорерьвателя,Фотометрческий клин имеет также шкалу 8 датчика угла поворота клина и шкалу9 датчика управляющих импульсов. Осветитель 10 с конденсором 11 освещаютфотодиод 12., с помощью которого формируются сигналы,"атчика управляюыих импульсов, и фотодиод 13, который формирует сигналы датчика. угла поворота фотометрического клина. Фотометрический клин приводитсяво врапение двигателем 14ройдя через Оптический прерыватель,опорный поток попадает на фотоприемник 15,выходной сигнал которого поступает навход услтея -.6 с Выход усилителя 16соединен со входом схемы вычитания 19 ичерез ключ 17 - со схемой запоминанияОпорного уровня 18, выход которой соединен со вторым входом схемь вычитания 19,Рьходной сигнал схемы вычитания 19 поступает на вход нудь-органа 20, выход которото соедлнен со входами занесения реГ ИСТР Я ПЛОТНОСТИ 22,В начале каждого оборота клина на выходе фотодиода 12 появляется управляющийлмпульс, который сбрасывает в ноль счетчик 21, Одновременно этим же импульсомОткрывается ключ 17,.Онструкция фотометрического узла такова, что в течение длительности управляОцего импульса на фотоприемник 15 поступает опорный световой поток через прозрачный сектор 7, измерительный поток приэтом перекрыт непрозрачным сектором 5,Сигнал, прогорциональный опорному потоку,с выхода фотоприемника 15 усиливаетсяустителем 16 и через открытый ключ 17поступает на вход схемы 18 запоминанияопорного уровня, Уровень этого сигналазапоминается схемой 18 на время одногооборота клина, Босле окончания управляс.лего импульса клоч 17 размыкается, опорный световой поток полностью перекрывается непрозрачной частью оптического прерывателя, а на фотоприемник 15 начинаетпост.пать только измерительный поток, кстторый на предыдущем этапе был перекрытнепрозрачным сектором 5, Одновременно сэпм счетчик 21 цачлнает подсчитыватьимпульсы Поступающие с фотоприемника 13датчика угла поворота клина,.9 хс,".1 ой сгал фотоприемника 15,пропорци онаьный зг ерительному потоку,усиливаетсч усилителем 16 и поступает529377 ЫНИИПИ Заказ 5353/85 Тираж 814 П одпис н ое Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 на вход схемы вычитания 19, на второйвход которой поступает выходной сигналсхемы 18, пропорциональный опорному потоку.Выходной сигнал схемы 19, пропорциональный разности измерительного и опорного потоков, поступает на нуль-орган 20,определяющий тот момент, в который этотсигнал равен нулю. В этот момент на выходе нуль-органа 20 появляется импульс, ксторый, поступая на входы занесения регистра плотности 22, переносит в этот регистр код угла поворота клина, имеющийсяв момент компенсации (в момент равенства опорного и измерительного потоков)в счетчике 21, Код этого угла пропорционален измеряемой оптической плотности, Таким образом, к концу измерения в регистреплотности 22 запоминается цифровой кодрезультата измерения.Предлагаемый денситометр позволяетзначительно повысить скорость измеренияпо сравнению с существующими компенсационными денситометрами при высокой точности измерения,Ф ормула изобретения Цифровой денситометр, содержащий опорную и измерительную ветви, кольцевой фотометрический клин, датчик угла поворотаЗО клина, датчик управляющих импульсов с фото- диодом и оптический прерыватель, закрепленные на валу двигателя, фотопрпемник,усилитель, электронный ключ, схему вычитания, нуль-орган, счетчик и регистр плотности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения точности измерения оптической плотности, внутри кольцевого фотометрического клина размещен непрозрачныйдиск с прозрачным сектором с углом 30ои с вершиной в центре вращения клина, а нафотометрический клин в промежутке междуего участками с максимальной и минимальной оптической плотностью диаметральнопротивоположно прозрачному сектору нанесен непрозрачный участок в виде сектОраос углом 30, расположенный на пути измерительного светового потока и потока датчика управляющих импульсов, фотодиод которого соединен с управляющим входомэлектронного ключа, причем денситометрдополнительно снабжен схемой запоминанияопорного уровня, вход которой соединен свыходом ключа, а ее выход - с одним извходов схемы вычитания, при этом выходусилителя соединен со вторыми входамиключа и схемы вычитания.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Гороховский Ю. Н. и др. Общаясенситометрия . М"Искусство", 1963 г.,с.1 15-120.2. Иваницкий Г. Р. и др. Автоматическийанализ микрообъектов, М-Л., "Энергия",1967 гс,210 (прототип),