Фотометр с цифровым отсчетом

(19)4 С 01 3 1/44 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЕТЕ ПИСАНИЕ ИЭО ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский икий институт)( 30 В,А.Балакиннженерно-физиче о СС етельств 3 1/44, ельство Л 1/44, ельство 3 1/44,СССР1980.СССР1981.СССР1982. ельство 3 1/44,(54)(57) ФОТОМЕТР С ЦИФРОВЬМ ОТСЧЕТОМ, содержащий источник излучения, элементы формирования эталонного и измерительного световых потоков, эталонную и измерительную кюветы, модулятор, снабженный формирователем синхроимпульсов, и приемник . излучения, подключенный через устройство преобразования к входу вычислительного устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью енно температурно ти чувствите повышения стабильно го дополн устройств го светов ления, кр ти, в неймер иительнон ы т тельно в м ерекрыти управго потокаме того, у ход ойс образования выполнено в виде преобразователя сопротивление - частота,а вычислительное устройство содержитреверсивный счетчик со счетным входом, входом разрешения счета и входом управления режимом счета, одновибратор с входом запуска и цифровымвходом управления длительностью выдержки, устройство вычитания кодов,блок установки кода эталонного уровня, устройство суммирования и хранения кодов, при этом выход формиро-.вателя синхроимпульсов соединен свходом запуска одновибратора и входомуправления режимом счета реверсивного счетчика, подключенного черезвход разрешения счета к выходу одновибратора, выход таймера соединенс входами управления устройства перекрытия измерительного световогопотока и устройства суммирования ихранения кодов, причем счетный входреверсивного счетчика и его выход,соединенный с первым входом устройства вычитания кодов, являются соответственно входом и выходом вычислительного устройства, второй входустройства вычитания кодов соединен .с блоком установки кода эталонногоуровня, а выход через устройствосуммирования и хранения кодов - сцифровым входом управления длительностью выдержки одновибратора,11173197Изобретение относится к оптике Р и может бьггь исполЬзовано при измет рениях, в процессе которых происходит изменение оптической плотностит прозрачных сред, например при количественном анализе газов, аэрозолей, р жидкостей, а результат измерений с должен быть представлен н нейроном п виде, эЦелью изобретения является позы О т шение температурной и временной стабильности чувствительности фотометра с цифровым выходом.На чертеже изображена структурная схема фотометра. 15 Фотометр с цифровым отсчетом имеет следующие блоки: источник излучения 1, элементы 2 формирования эталонного и измерительного световых потоков, эталонную кювету 3, измерительную кювету 4, модулятор 5 с формирователем 6 синхроимпульсов, приемник 7 излучения, преобразователь 8 сопротивление - частота, вычислитель-д 5 ное устройство 9, таймер 10, реверсивный счетчик 11 со счетным входом, входом разрешения счета и входом управления режимом счета, одновибратор 12 с входом запуска и цифровым ЗО входом управления длительностью выдержки, устройство 13 перекрытия измерительного светового потока, устройство 14 вычитания кодов, блок 15установки кода эталонного уровня, д устройство 16 суммирования и хранения с входом управления. Приемник излучения 7 подключен через устройство преобразования 8 к входу вычислительного устройства 9, выход формирователя 6 синхроимпульсов соединен с входом запуска одновибратора 12 и входом управления режимом счета реверсивного счетчика 11, выход таймера 10 соединен с входами управления устройства 13 перекрытия измерительного светового потока и устройства 16 суммирования и хранения кодов, причем счетный вход реверсивного счетчика 11 и его выходр соединенный .также с пеР. 5 О вым входом устройства 14 вычитания . кодов, является соответственно входом и выходом вычислительного устройства 9, кроме того, второй вход устройства 14 вычитания кодов соединен 55 с блоком. 15 установки кода эталонного уровня, а выход - через устройство 16 суммирования и хранения кодов с цифовым входом управления длительносью выдержки одновибратора 12.Фотометр с цифровым отсчетом рабоает следующим образом,Оптический луч источника 1 преобазуется с помощью элементов 2 в дваветовых потока. Первый световойоток - эталонный - проходит черезталонную кювету 3, а второй - измериельный - через измерительную кювеу 4. При вращении модулятора 5формирователе 6 происходит формирование синхроимпулЬсов, а свеовые потоки попеременно проходятерез кюветы 3 и 4 и попадают наприемник 7 излучения. Фотоприемник представляет собой фотореэистор, включенный во времязадающуюцепь генератора импульсов, которыйвыступает в качестве преобразователя 8 сопротивления - частота.Изменения интенсивностей эталонного и измерительного световыхпотоков приводят к синхронномуи пропорциональному изменению частот следования импульсов, генерируемых преобразователем 8. Этиииульсы попадают затем в вычислительное устройство 9, где происходит преобразование перепада интенсивностей излучения эталонного иизмерительного световых потоков веоответствующии код.Преобразование перепада интенсивностей излучения эталонного иизмерительного световых потоков,а следовательнор и соответствующихперепадов частот следования импульсов на выходе устройства преобразования в код происходит следующим образзм. Выходные импульсы с выхода устройства преобразования 8 поступают на с;етный вход реверсивного счетчика 11. Формирователь 6 синхроимпульсов производит изменение режима счета счетчика 11 так, что при прохождении светового потока через эталонную кювету 3 счетчик 11 работает в режиме прямого счета, а при прохождении измерительной кюветы 4 - в реверсивном. Так как интенсивность излучения светового потока, прошедшего через измерительную кювету 4, всегда меньше или равна интенсивности излучения светового потока, прошедшего через эталонную кювету 3, частота следования импульсов с выхода устройствапреобразования 8 в первом случаевсегда меньше или равна частоте,соответствующей второму случаю. Врезультате за один цикл измерения,начинающийся моментом открытияэталонного светового потока и заканчивакицийся перекрытием измерительного .светового потока, на счетчи"ке 11 остается код, соответствующий 10разности интенсивности и одновременно являющийся выходным кодом всеговычислительного устройства 9,Для исключения влияния изменениячастоты вращения модулятора 5 на 15время счета реверсивного счетчика 1,а следовательно, и на код, соответствукиций разности интенсивностей,одновибратор 12 задает время счета,независящее от частоты вращения мо Одулятора и определяемое лишь кодомна входе управления длительностьювыдержки, Такое построение схемывычислительного устройства 9 путемизменения этого кода позволяет регулировать в некоторых пределах чувствительность фотометра, компенсируяее температурное и временное изменение.Для проведения такой компенсациис помощью выходного сигнала таймеЗОра 10 происходит перекрытие измерительного светового потока устройствомперекрытия 13. В результате код, остающийся на реверсивном счетчике 11зависит только от источника и приемника излучения, что дает возможность привести чувствительность фотометрак какому-либо эталонному уровню. Дляэтого иэ кода, остающегося на реверсивном счетчике 11 при перекрытииизмерительного светового потока с помощью устройства 14 вычитания кодов,вычитается код эталонного уровня,задаваемого блоком 15. Получающиесяпри каждой компенсации коды разности поступают в устройство 16 суммйрования и хранения кодов, которое,как и устройство 13 перекрытия управляется сигналом таймера 10. Код, накопившийся в устройстве 16 суммирования и хранения кодов, управляетдлительностью выдержки одновибратора 12, Если за период между двумя моментами подстройки не произошло изменений характеристик источника иприемника излучения, то на выходеустройства 14 вычитания кодов присутствует нулевой код, а на выходеустройства 16 суммирования и хранения кодов код остается прежним, Следовательно, прежней остается и длительность выдержки одновибратора 12.Соответствующим подбором коэффициента преобразования кода, хранящегосяв устройстве 16, в длительность выдержки одновибратора 12 устанавливается сходящийся во времени процессподстройки, при котором после очередной подстройки код на выходе устройства 14 вычитания кодов умень -шается, приближаясь к нулевому во всем диапазоне рабочихтемператур./ Тираж 897 НИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушска Подписноа СССРытийнаб д, 4/5