Прозрачномер

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5118 01 7 1/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ости ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЧО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН БелорусскойССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 928172, кл. 0 01 д 1/44, 1982.2. Ли М,Е. и др, Новый логарифмический фотометр прозрачномер,Сборник "Исследования междуведомственной экспедиции в Северо-ЗападнойАтлантике". Севастополь, МГИ АН УССР,19 б 9 (прототип).(54)(57) ПРОЗРАЧНОМЕР, содержащий источник излучения, установленные походу излучения, оптическое устройст-.во формирования опорного и рабочего световых потоков, коммутатор, снабженный средством для вращения, опти ческое устройство совмещения опорно го и рабочего световых потоков, фотоприемник с системой обработки информации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точи измерений, система обработки информ ции выполнена в виде адаптивного ус ЯО 163160 ройства, включающегЬ устройство синхронизации, состоящее из оптически связанных источника и приемника излучения, установленных по разные стороны коммутатора, программируемый усилитель, цифроаналоговый преобразователь, устройство управления, устройство выборки-хранения, регистр, аналого-цифровой преобразователь и цифровое арифметическое устройство, причем выход устройства синхронизации соединен с входом устройства управления, выход фотоприемника соединен с неинвертирующим входом программируе-1 мого усилителя, выходы устройства управления соединены с входами програм мируемого усилителя, регистра, устройства выборки-хранения, аналогоцифрового преобразователя и цифрово-.о арифметического устройства, выход программируемого усилителя соединен с входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входами регистра и цифрового арифметического устройства, выход регистра соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с инвертирующим входом программируемого усилителя.Изобретение относится к оптикоэлектронному приборостроению и можетбыть использовано для измерений оптических характеристик, например показателя ослабления света в воде. 5Известен прозрачномер, состоящийиз источника излучения, оптическогоустройства формирования световых потоков, модулятора, оптического устройства совмещения световых потоков,фотоприемника, усилителя и системырегистрации, включающей аналоговыйперемножйтель, управлчемый генератор, аналого-цифровой преобразовательцифровой арифметическое устройство, 15блок управления, аналоговые ключи,конденсаторы 1 .Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения,обусловленная погрешностями и темперутрными дрейфами аналоговой схемыобработки информации.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяпрозрачномер, содержащий источник 25излучения, установленные по ходуизлучения оптическое устройство формирования опорного и рабочего световых потоков, коммутатор, снабженныйсредством. для вращения, оптическое З 0устройство совмещения опорного и рабочего световых потоков, фютоприемник с системой обработки информации 2 .Недостатком известного устройства Зявляется низкая точность измерений,обусловленная фоновой засветкой фотоприемника например, солнечным излучением, рассеянным в поле зренияоптического устройства совмещения 40опорного и рабочего световых потоков),Целью изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в прозрачномере, содержащем;ис 15точник излучения, установленные походу излучения оптическое устройствоформирования опорного и рабочегЬ световых потоков, коммутатор, снабженный средством вращения, оптическое 50устройство совмещения опорного и рабочего световых потоков, фотоприемник с системой обработки информации,система обработки информации выполнена в виде устройства, включающего 55устройство синхронизации, состоящееиз оптически связанных источника иприемника излучения, установленных по раэные стороны коммутатора, программируемый усилитель, цифроаналоговый преобразователь, устройство управления, устройство выборки-хранения, регистр, аналого-цифровой преобразователь и цифровое арифметическое устройство, причем выход устройства синхронизации соединен с входом устройства управления, выход фотоприемника соединен с неинвертирующим входом программируемого усилителя. выходы устройства управления соединены с входами программируемого усилителя, регистра, устройства выборки- хранения, аналого-цифрового преобразователя и цифрового арифметическогоустройства, выход программируемогоусилителя соединен с входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналогоцифрового преобразователя соединен свходами регистра цифрового арифметического устройства, выход регистрасоединен с входом цифроаналоговогопреобразователя, выход ко;орого соединен с инвертирующим входом программируемого усилителя,На чертеже представлено предлагаемое устройство.Устройство содержит источник 1излучения, оптическое устройство 2формирования рабочего и опорного световых потоков, коммутатор 3, снабженный средством 4 вращения, устройство 5 синхронизации, состоящее изисточника 6 излучения и приемника 7излучения, оптическое устройство 8совмещения опорного и рабочего световых потоков на фотоприемнике 9, программируемый усилитель 10, цифроаналоговый преобразователь ЦАП) 11,устройство 12 управления, устройства13 выборки-хранения, регистг 14,аналого-цифровой преобразователь АЦП)15, цифровое арифметическое устройство 16, устройство 5 синхронизации,включающее элементы 6 и , и блоки 1 О 16 составляют адаптивную систему 17обработки информации.Устройство работает следующим образом.Излучение источника 1 попадает в оптическое устройство 2, где формируются опорный и рабочий световые потоки равной интенсивности и через коммутатор 3 направляются в исследуемую среду, Диск коммутатора по3 1163160 4следовательно перекрывает оба свето- На третьем этапе на ненверти уюРщии вход программируемого усилителялов (первый этап цикла измерений),перекрывает только рабочий канал марный сигнал рабочегоавто ой этавторой этап), перекрывает только ПОтОКа И ФОНа, На ИНВЕртИРУЮщЕМопорный канал 1,третий этапр тий этап), входе сохраняется сигнал с выходаЦАП 11 соответствующ " ф . Сфо ри мника 9 на неинвер хода программируемого усилителя 10сигнал, пропорциональный только велителЯ 10 обУсловлен только фоном, О личине рабочего све оличине ра очего светового потока,например солнечным излучением, рас- поступает на вход устройствапоступает на вход т 13сеянным изме яемой с е ой в по выборки-хранения, преобразуется взрения оптического устройства 8 со- АцП 15 и заносится в цифровое арифвмещения рабочего и опо нои опорного свето- метическое устройство, которое вывых потоков, Излучение источникау источника 6 5 числяет логарифм отношения величинустройства 5 синхрониза ии че е сигналов опорного и рабочего светоотверстие в коммутато е 3 попа авых потоков и делит его на разностьна приемник 7 сигнал кото о оУ л которого син-путей этих потоков в исследуемойхронизирует работу УстрОйства 12 уп- среде, Полученная величина представравления, которое записывает нули в 20 ляет собой показатель ослабления све"регистр 4, в результате чего на та исследуемой средой. Цифровой кодинвертирующем входе программи емогод Р Р ируемого показателя ослабления из цифровогоусилителя 1 О напряжение пост паюступаю- арифметического устройства 16 подаетщее с выхода ЦАП 11, становится авр в- ся на выход .прибора для дальнейшейным нулю, Затем по командам устрой б бо ра отки и записи в регистрируюства 12 управления устанавливается щее устройство.коэффциент. усиления программируемого Т аким образом, на первом этапеусилителя 10; требуемый для изме еУ д и мере- измерений прибор адаптируется кния фоновой засветки, Усиленный сиг- уровню засветки, обусловленному раснал запоминается в устройстве 13 сеянным в исследуемой среде фоновымвыборки-хранения на время необхо иД - излучением, что позволяет на второммое для его преобразования в АЦП 15АЦи третьем этапах получить точную инпосле чего цифровой код, соответст- формацию о величине световых потовующий фоновому сигналу, записывается в регистр 14.ков в опорном и рабочем каналах. Уровень засветки в течение одного циклаНа втором этапе на неинвертиру ий измеРений практически не измеряется,вход программируемого усилителя 0 поскольку длительность цикла выбис фотоприемника 9 поступает суммаррается много меньше характерных вреный сигнал опорного светового потока мен изменений факторов, определяющихи фона. Поскольку в регистре 4 запиФоновую засветку Изменение высотысан цифровой код, соответствующ й солнца над горизонтом, флуктуации посигналу фона, то на инвертирую й ля излучения под взволнованной гравход программируемого усилителя 0 с .ницей Раздела воздух - вода, сковыхода ЦАП 1 поступает сигнал, р . рость погРУжения и подъема прибораный сигналу Фона. Поэтому на выходе 45программируемого усилителя 10 сигнал При измерениях в приповерхностномпропорционален только величине опор- слое в зависимости от прозрачностиного световогб потока. По командам вод и погодных условий относительустройства 12 управления устанавлиная.ошибка в определении показателявается коэффициент усиления прогр о ослабления известным устройствоммируемого усилителя 10, опти а й из-за фоновой засветки фотоприемнидля измерения интенсивностей опорно- ка достигает 30-503. В то же времяго и рабочего световых потоков относительная ошибка измерений предсиг.фнал с усилителя 10 записывает я влагаемым Устройством не превышает 57.,устройстве 13 выборки-хранения е- Ибпре- В предлагаемом устройстве авточао разуется в цифровой код П 15 ид АЦ 15 и тически будут усредняться и такиезапоминается в циф овом а, Фр рифметичес возможные ИСточники ошибоком устройстве 16,и ши Ок измерений,как температурные дрейфы аналоговыхВ 11 б 3 бО б схем нестабильность источников их повышение точности измерений покаФэлектропитания и др, так как велй зателя ослабления света за счет чина этих дрейфов на первом этапе устранения влияния фоновой засветки измеренйй просуммируется с сигналом фотоприемника и устранение влияния фона а на втором и третьем этапах 3 на точность измерений температурных1будут измерены точные величины све- и других медленных дрейфов аналотовых потоков в основном и рабочем говых электронных схем, что обусловканалах относительносуммарного сиг- лено конструктивными особенностями нала и дрейфов схемы. предлагаемого прозрачномера: выполТаким образом преимуществами110 нение системы обработки информации предлагаемого устройства является в виде адаптивного устройства. Составительва Техред М. Гер Непомнящаяль Корректор М,Розман ктор Т,Куг Заказ 4095/ Тираж 897 ИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийушская наб д. 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,