Способ измерения интенсивности источника излучения и устройство для его осуществления

/42,511 4 УС ВТОР ИНТЕНСИВНОСТИУСТРОЙСТВО ДЛЯ сится к технн значено для ис 4 ьных измерениях, ния среднеквадльной лампы или И ри спектральныхются повышениеем учета флуктующего тока. При вы я лампы одновремен ивность, например,раином то о измеряации п е пита резонансают перИз перл, пропор- -ют инте ной лини вый сиги вого сиг и ток лампы. Полул и второй сигнал ранееторому. циональн сформиро Зтот доп ванного, сигна пользупределе гналел и тельнь и си е исхоцногдополните флуктуации ни т в качест ь 1 омтока,ния шум отсутст в.уютил,.и ф-лы,мно-а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И 81594/31-25; 3880627/31-25;(71) Белорусский государственный уверситет им.В.И.Ленина(56) Д,Вайкофорднер. Спектроскопические методы определения слоев элементов. М,: Мир, 1979, с,36.Львов Б.Б,Атомно-абсорбционныйспектральный анализ. М.: Наука, 1966,с,72,Дмитриев Д.И.,Сосенко В.А. Устройство для измерения отношения сигналов в двухлучевых спектрофотометрах.Вестник БГУ, 1978, сер.1, вып. 2,с.80-83.Гулаков И.Р. Катушонок С.С. Функциональный аналого-циФровой преобразователь для импульсного ато бсорбционного спектрофотометра с учетом неселективного поглощения. Ж.П.1978, т.28, вып.3, с.162-172.1296852(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ИЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение отноческой физике и преднпользования в спектралнапример, для определратичного шума спектроптической плотности измерениях. Целью явл точности измерения пу нала формируют сиг й отношению первог12968Изобретение относится к технической физике и предназначено для использования в спектральных измерениях, например для определения среднеквадратичного шума спектральной лам 5пь; или оптической плотности при спектральных измерениях.Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета Флуктуаций питающего тока. 1 ОНа чертеже показано предлагаемоеустройство для реализации предлагаемого способа,Изобретение основано на том, чтоопределяют коэффициент преобразования питающего тока в световой потокп и одновременно с измерением интенсивности 1 измеряют ток источника излучения 1., Формируют сигнал, пропор и 1 лцио нал ьныйили 1 и по отношеинию 1/ или 1 /д судят об измеряемом параметре,Способ реализуют следующим образом.Определение шума излучения ламп с 25полым катодом.При выбранном токе питания лампыодновременно измеряют интенсивность,например, резонансной линии, и токлампы в течение заданного промежутка 30времени, например 10 мкс. Получаютпервый сигнал Т и второй сигнал х,Поскольку при измерениях среднеквадратичного значения шума необходимымногократные измерения, обычно неменее 30 раз, то достаточно рассмотреть процедуру операций способа только для первого измерения, все остальные измерения являются только повтором рассматриваемых операций 40Т " аБ,г,) ц =г,:где а - некоторый коэффициент, зависящий от Физико-технических характеристик лампы; 45ток лампы;г - коэффициент Флуктуаций тока;и - коэффициент преобразованиятока лампы в интенсивность излучения;, - коэффициент флуктуаций светового потока, вызванный процессами вплазме тлеющего разряда. Эти Флуктуации по существу и необходимо измерить. Из первого сигнала формируютсигнал, пропорциональный степени /и:1 =-1 а(х г ) ь 1 = г (аф ) (1) Из полученного сигнала Формируютсигнал, пропорциональный отношению 52 2первого, ранее сформированного сигнала, к второму, т.е.Ц/= 1 /д. = (а Ц )" (2) Этот дополнительный сигнал используют в качестве исходного для определения шумов, например из 30 значений.Для дальнейшей обработки достаточно прологарифмировать дополнительный сигнал и умножить на коэффициент и антилогарифмировать, в результате по- лучим ф=аГ, (3)Согласно выражению (2) в сформиро" ванном дополнительном сигнале отсутствует флуктуации тока, что позволяет повысить точность измерений. Далее среднеквадратичное значение шума рассчитывается обычным образом через стандартное отклонение при указанном числе измерений, При необходимости это число измерений можно увеличить.Устройство содержит лампу 1 дейтериевую, лампу 2 с полым катодом, оптическую систему 3, поглощающую ячейку 4, например атомизатор, блок 5, интегратор 6 канала лампы 1, интегратор 7 канала лампы 2, сравнивающие устройства 8 и 9, ключи О и 11, источник 12 опорного напряжения, интеграторы 13 и 14, сравнивающее устройство 15, блок 16 измерения и управления. Лампы питаются от блоков 7 и 18 питания, подключенных к общей шине через датчики 19 и 20 тока. В самом простейшем .случае блоки 7 и 18 питания выполнены в виде соединенных последовательно источников постоянного напряжения и балластных резисторов. К датчикам тока ламп подключены интеграторы 21 и 23, а также устройства 22 и 24 возведения в степень. В составе интеграторов 21, 23,6,7 используются ключи, стробируемые управляющими сигналами, поступающими с блока 16 управления. Устройство работает следующим образом.Если в составе оптической системы 3 использован механический модулятор световых потоков ламп, то тогда последние можно использовать в непрерывном режиме, в противном случае блоки 17 и 18 питания должны быть импульсными. При подаче синхронизирующих сигналов на лампы (блоки 17 и 18 питания) с блока 16 они периодически освещают поглощающую ячейку 4 и на3 1296 выходе блока 5 возникает ряд импульсов напряжения, пропорционального световым потокм ламп. Одновременно на датчиках тока выделяется сигнал, пропорциональный току. Тогда на ин 5 теграторах 6 и 21, 7 и 23 накапливаются сигналы (одновременно на упомянутых парах интеграторов), которые пропорциональны току и световому потоку определенной лампы. 10Для лампы 1 имеем (с выхода интеграторов 6 и 23):(4)Б=г,1 сДля лампы 2 (с выхода интеграторов 7 и 21) имеем:11, а (э. г )" д., ы., 1 с (5)20 Пусть далее для упрощения анализа 1 с, =. Ж =1 с =1 с = 1.эПосле интегрирования сигналов, пропорциональных токам лампи их увеличения, т,е, возведения в степень 25 и и и , получим:1"э (,г)Показатель степени численно равен 30 коэффициенту преобразования тока лампы в ее световой поток, определяется экспериментально или может быть для некоторых ламп взят из литературных данных. 35Устройство возведения в степень может быть выполнено в виде соединенных последовательно логарифматора, усилителя с регулируемлм коэффициен" том передачи (и, или и ) и антилога рифматора, а также другим известным путем, например, с использованием вычислительной техники, снабженной соответствующими внешними устройствами для кодирования и декодирования 45 аналогового сигнала.После этого интеграторы б и 7 разряжаются до нуля. Время этого разряда равно 501 би (7)- -э- =1. а ы д-сБ-- нс23В течение времени разрядов интег раторов 6 и 7 через ключи 10 и 11, по сигналам с блоков 8 и 9, выделяющих время разряда, заряжаются интеграторы 13 и 14 от источника 12 опор 8524ного напряжения. Их выходные напряже-, ния равны:11 -- - -"- - : (8)з 7 элЕф 2 диПосле заряжания интеграторов 13 и 14 ключи 10 и 11 размыкаются и интегратор 13 разряжается по экспоненциальному закону до уровня сигнала интегратора 14, при этом время этого разряда, равноз(9)Таким образом, оптическая плотность Р при использовании предлагаемого способа не зависит от Флуктуаций тока питания ламп, а также от его дрейфа, что приводит к повышению точность измерений.В приведенных формулах использовались следующие обозначения: а а - некоторая постоянная, характерная для определенных данной лампой комбинации газ - элемент; г г - флуктуации (дрейф) тока 2 и и - коэффициенты преобразования токов ламп в их световые потоки 1 й Ы, - коэффициенты селективиого и неселективного пролускания поглощающей ячейки, соответственно; К Ы Е , К - коэфэффициенты передачи интеграторов 6,7, 23,21; ь,и- постоянная времени разряда интеграторов б и 7; гэ и постоянные времени заряда интеграторов 13 и 14.формула изобретения1. Способ измерения интенсивности источника излучения, путем измерения сигналов источника излучения в течение заданных отрезков времени и расчета искомого результата, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюоповышения точности путем устранения Флуктуаций питающего тока, дополнительно измеряют коэффициентпреобразования питающего тока в световой поток и и одновременно с измерением интенсивности 1 светового потока измеряют ток источника излучения ,формируют сигнал, пропорциональный1 фили Е и по отношению 1 Я" или 1 М1 /э. судят об измеряемом параметре.2. Устройство для измерения интенсивности источника излучения при определении оптической плотности, содержащее источники линейчатого и1296852 Составитель Б.НироковТехред М,Ходанич Корректор С,Шекм едактор С.Лис Заказ 7661 Тираж Го суда елам и Москв Подписноеомитета СССР НИИП по 1303рственног зобретени а, )К,ткрытий аушская наб. Производственно-полиграфическое предприятие,г,ужгород,ул.Проектная,сплощного спектров с подключенными кним источниками питания, оптическуюсистему, фотоприемник, а также дваканала, каждый из которых содержитпоследовательно соединенные ключ иинтегратбр, которые подключены напервое сравнивающее устройство и блоксинхронизации и измерений, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповыщения точности, дополнительновведены датчики тока источников излучения, к которым подключены третий и четверть".й каналы, содержащие последовательно соединенные интегратор и устройство возведения в степень, которые подключены на разрядный вход дополнительного интегратора, входами подключенного к фотоприемнику, а выходом - к устройству сравнения, связанному с управляющими входами управляемых ключей в первом и втором 10 каналах, при этом входы этих каналовподключены к введенному источнику постоянных напряжений.