Счетчик фотонов

(и 156 Союз Советски кСоцнвпнстнческихреспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнител 22)Заявлено 2 ое к авт. свид 3Кл. 2,7 2583758/18-25 1/4 присоединением заявки сйайици камигатССь.рн нзабратенийеарнтийублнковано 25.02,80. 02.8 та опубликовании о Е. Вилитис, Р. В. Орлов и У. В. Янсон :,2) Авторыизобретения 1 атвийский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. Петра Стучки и Физико-энергетический институтАН,Латвийской ССР аявителн К ФОТОН(54 ретение относится к области техн зики и может быть использованоации слабых и сверхслабых световы физике, химии, биологии, медицин япотои т, д,стно устрх потокюченныеУ, дискри гистрации слабыхе последовательа, прерыватель све ерсивный счетчик оиство для ре в, содержаще сточник светминатор и рев г 1. го изобре гения истрато Известен также счетчик фотонов, содержащий последовательно включенные Источник света, прерыватель света, ФЭУ, дискриминатор, два" параллельно включенных вентиля и реверсивиый 11 счетчик с регистратором, формирователь тактовых импульсов, делитель и блок управления, причем прерыватель света через формирователь такто. вых импульсов и делитель связан с блоком управления, выходы которого связаны суправ. ляющими входами всех блоков, суммирующий выход реверсивного счетчика связан с выходом первого вентиля, а вычитающий вход - с выхо. дом второго вентиля 2. схема пр На чертеже представлена б мого счетчика фотонов.Изоб кой фи гистр ков в логии Изв светов ио вкл та, ФЭНедостатком известного счетчика фотонов является ограниченная точность, так как идентич. ность параметров двух каналов с ФЭУ и дискриминаторами обеспечить практически невозможЦель предлагаемоние точности.Для этого в извтельно введены вссчетчик, второй десравнения кодов, ичерез второй делитвентилей, входы бные входы делителблока сравнения ксвоим входом кдругим - к всномсчетчику, суммирукоторого параллелствующим входамчика,естное усгроисгво дополнипомогательный реверсивный литель и блок установки и ричем вход дескриминатора ель подключен ко входам лока управления и установочей подключены к выходам одов, подключенного одним блоку установки кодов, а огательному реверсивному ющий и вычитающий входы ьно подключены к соответосновного реверсивного счет(,четчнк фотонов содержит источник 1 света прерыватель 2 света, ФЭУ 3, дискриминатор 4., формирователь 5 тактовых импульсов, блок 6 устайовкикода, устройство 7 сравнения ко. дов, первый делитель 8, второй делитель 9, блок 10 управления, первый вентиль 11, второй вентиль 12, вспомогательный реверснвный счетчик 13 и основной реверсивный счетчик 14.Счетчик работает следующим образом.При подаче на управляющий вход"блока 10 10 управления сигнала он подготавливается для приема тактовых импульсов, При этом вспомо. . гательный реверсивный счетчик 13 устанавлива. ется на ноль. Сигнал от блока 10 устанавливает. ся на ноль также основной реверсивный счет. 15 чик 14. В исходном положении коэффициент деления делителей 8 и 9 установлены соответ. ственно 1 и 4, С поступлением первого такто вого импульса в течение первого такта работы устройства открывается прерыватель 2 света. 20 На катод фотоэлектронного умножнтеля 3 от источника 1 света поступают фотоны света. Эти фотоны выбивают из катода фотоэлектронного умножителя отдельные электроны, которые умножаются его диодной системой и поступают 25 в виде электрических импульсов на дискриминатор 4, Нормированные по амплитуде и дли. тельности импульсы через вентили И и 12 с момента поступления второго тактового импульса в течение второго такта попадают на сумми. ЗР рующие входы счетчиков 13 и 14, В этих счетчиках накапливается сумма световых и шумовых импульсов й + йш. В течение третьего гакта закрывается прерыватель света, при этом вентили 11 и 12 закрыты, С поступлением оче З 5 редного тактового импульса в четвертомзавершающем такте первого цикла измерения открывается вентиль 12 и на вычитающий вход счетчи. ков 13 и 14 поступает число импульсов йш, так как прерыватель 2 в это время закрыт. Та ким образом, на счетчиках 13 и 14 накоплей. ный счет импульсов соответствует количеству й фотойов, поступающих в течение 11 такта первого цикла на фотоэлектронный умвожи. тель 3. 45 Число У, накопленное в 13 за первый цикл измеренияв блоке 7 сравнения кодов сравнивается с числом Хп, выбранным в блоке б установки кодов из совокупности числа Х, ( Хч Хп (Хпч 1 Хпч, устанавливаемых в блоке 6,Если УРф Хп, то из блока 7 с 1 эавнения кодов на вход блока 10 поступает сигнал "конец измерения", после чего на выходах блока 10 появляются сигналы, закрывающие вентили 11 и 12. Счетчик 14 выдает результат измерения.Если У( Хп, то из блока 7 на вход блока 10 поступает сигнал сброса, после чего сигнал на его выходе устанавливает счетчик 14 на ноль. По установочным входам делителей 8 и 9 из блока 7 поступают импульсы, устанавливающие соответствующие коэффициенты делениядля этих делителей. Чем болыце отношениец тем, большим устанавливается коэффици.ент деления делителен, причем соотношение коэффициентов деления делителей 8 и 9 всегдасохраняется как 1:4.С очередным последующим тактовым импуль. сом начинается следующий - второй цикл, который проходит подобно первому и, в данном случае, является первым циклом измерения.Импульс команды "конец измерения" на блок 10 поступает от делителя 9 в момент по.явления на его выходе импульса. Таким образом количество циклов определяется коэффициентом деления, установленным в делителе 9 и равно коэффициенту делителя 8. Следовательно, результат измерения, полученный на счетчике 14, всегда нормируется к одному циклу.Таким образом количество циклов "и" определяется установкой коэффициентов деления делителей 8 и 9, что, в свою очередь, зависит от отношения д, Следовательно, при выбранХдУном Хп, чем меньше У, тем больше количество циклов и. Таким образом, независимо от интенсивности светового потока, результат измерения имеетодинаковую заранее выбранную относительную ошибку, Ошибку измерения можно уменьшить путем выбора и установления в блоке б большего значения из совокупности чн. сел, устанавливаемых в блоке 6.Предлагаемое изобретение позволяет исклю. чить влияние нестабильности и неидентичности параметров ФЭУ и дискриминаторов на результаты измерений.Формула изобретенияСчетчик фотонов, содержащий последовательно включенные источники света, прерывательсвета, ФЭУ, дискриминатор, два параллельновключенных вентиля и реверсивный счетчик срегистратором, формирователь тактовых импульсов, делитель и блок управления, причем пре. рыватель света через формирователь тактовыхимпульсов и делитель связан с блоком управления, выходы которого связаны с управляющими входами всех блоков, суммирующий вход реверсивного счетчика связан с выходом первого вентиля, а вычитающий вход - с выходом второго вентиля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в негодополнительно введены вспомогательный ревер.сивный счетчик, второй делитель И блок уста717561 оставитель А. Чурбаков ехред М,Петко Корректор М, Шарон едактор Павлов Тираж 713 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5акаэ 9824 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 новки и сравнения кодов, причем выход дис-" криминатора через второй делитель подключен ко входам вентилей, входы блока управления и установочные входы делителей подключены к выходам блока сравнения кодов, подключенного одним своим входом к блоку установки кодов, а другим - к вспомогательному реверсивному счетчику, суммирующий и вычитающий входы которого параллельно подключены к соответствующим входам основного реверсивного счет. чика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3905706, кл. 250 - 208,5 опублик. 1977. 2. Орлов Р. В. Регистратор слабых световых потоков, Тезисы докладов 2-й Всесоюзный научно-технической конференции "фотометрия и ее метрологическое обеспечение", М., 1976, с. 260.