410264

Всесо саная0264 Союз Советских Социалистических Республик,Уо 1434996/2 аявлено 05,7,19 присоединенцем заявкириоритетпубликовано 05.1.1974. Бюллетень1ата опубликования описания 5 Л 1.1974 Государственный комитетСовета Мииистрое СССРпо делам изобретенийи открытий УДК 535.242.2(088 Авторыизобретения В. И, Маньковский и В. М. Семенихин Морской гидрофизический институт АН Украинской ССРЗаявитель МЕТРИРОВАНИЯ ПОСОБ ЦИФРОВОГО ИМПУЛЪСНОГО Изобретен метрирован гидрооптиче сбстава глу оптических при физиче при произво промышлен ие относится к способам фотоя, проводимого, например, при ских исследованиях для изучения бинных вод морей и океанов, при исследованиях физики атмосферы, ких исследованиях в биологии, дстве источников света, в пищевой ости. Свойства глубинных слоев морской воды первоначально изучались путем взятия проб и измерений на стационарных нефелометрах. Однако во многих случаях такой способ исследования неприменим. Содержащиеся в воде вещества (например, сероводород) быстро разлагаются и меняют оптические свойства воды.Способ изучения свойств воды непосредственно в самой воде более достоверен. О свойствах морской воды судят по рассеянию или отражению света, в частности импульсов света, для чего в воду погружают источник света и воспринимающую его аппаратуру на батискафах или подводных лодках,Известен способ фотометрировапия импульсов света с применением цифрового импульсного фотометра. Недостатками этого способа являются сложность схемной реализации его, ограниченный диапазон воспринимаемых амплитуд сигнала, недостаточный для получения всеи гаммы индикатрисс, требуемых для гидрооптических исследований.Цель изобретения - расширение диапазонаизмеряемых амплитуд световых импульсов и 5 упрощение измерения их интенсивности.Это достигается путем преобразования световых импульсов с экспоненциальной характеристикой спада в логарифмически зависимые аналоговые электрические импульсы и изме рения их длительности на фиксированномуровне, меньшем, чем амплитудный.На фиг. 1 показана блок-схема для реализации предложенного способа; на фиг. 2 - временная зависимость напряжения сигнала 15 на выходе логарифмического фотоэлектронного умножителя; на фиг. 3 - график измерения длительности импульса на фиксированном уровне.Предложенный способ измерения интенсив ности световых вспышек импульсных лампсостоит в следующем.Отраженный от исследуемого объекта 1 световой импульс (фиг. 1) в цепи приемник света 2 - фотоэлектронный умножитель преоб разуется в электрический импульс тока, по.добный по форме световому сигналу, но нахо.дящийся в логарифмической зависимости от него. Выходной импульс представляет собой экспоненциальпо уменьшающееся напряжение зо (фнг, 2), которое усиливают усилителем 3, агде Ус(О) - напряжение на питающем лампу конденсаторе в момент времени т=О; гл - сопротивление лампы; г - сопротивление контура, в который включена лампа; С - емкость конденсатора; т - время, отсчитываемое от момента окончания поджига лампы, когда интенсивность излучаемого света достигает максимального значения; е - основание натурального логарифма.В большинстве случаев необходимо измерить максимальную интенсивность световой вспышки, которая имеет место при т=О, т. е,(2) При измерении бамако по принципу запоминающего конденсатора (электрический импульс прикладывают к кондесатору, который заполняет его амплитудное значение) постоянную времени заряда этого конденсатора делают как можно меньше, т. е. стремятся обеспечить тзар О.Максимальную амплитуду вспыциси можно определить другим образом. Преобразрот уравнение (1) с учетом уравнения (2) и полу- чают г:макс - (3) затем на определенном уровне (фиг, 3) фиксируют его длительность с помощью триггера Шмидта 4.Фиксированное напряжение преобразуют в высокочастотные импульсы с помощью блокинг-генератора 5, а затем передают в линию телеизмерения или в счетчик 6 электрических импульсов,Принцип измерения длительности вспышек на фиксированном уровне имеет следующее математическое обоснование.Световой импульс, излучаемый лампой за время вспышки, имеет вид экспоненты, обрывающейся в момент времени т когда напряжение на питающем лампу конденсаторе уменьшается настолько, что разряд в лампе гаснет, Пренебрегая начальным кратковременным периодом поджига лампы, во время которого интенсивность света нарастает от нулевой до максимальной, световой импульс можно описать следующим уравнением:2 2-,. - с(0) . г . е ,с (1)га Из уравнения (3) видно, что Умакс можноопределить не только при т=О, но и в любоймомент времени т(тизмерив при этом 1-,и зная параметры контура г С, в который5 включена лампа. Схему измерения макс можно упростить, если задать какое-то фиксированное значение амплитуды вспышки Уф и определять время т (Уф), проходящее при изменепии амплитуды вспышки от максимальной10 до 1 ф,Тогда21 ф ) макс = фЕ (4) 15 И если параметры контура г С, в который включена импульсная лампа, постоянны, то макс - Ц (ф)1Таким образом, измерение интенсивности 20 световых вспышек импульсной лампы можетбыть достигнуто путем измерения времени т (1 ф), т, е. длительности светового импульса на фиксированном уровне.Таким образом, при неизменных параметрахсхемы питания импульсной лампы интенсивность световых вспышек постоянна. При ослаблении светового импульса (например, с помощью нейтрального светофильтра) его форма не изменяется, пропорционально изменяетЗ 0 ся лишь амплитуда. Если при этом измерятьширину импульсов на фиксированном уровне, то она также меняется пропорционально интенсивности вспышки.35 Предмет изобретенияСпособ цифрового импульсного фотометрирования, основанный на прохождении светового импульса через исследуемую среду или отражении от нее, получении на выходе фото приемника электрического сигнала-аналога споследующим преобразованием его во времен.ной интервал, заполнением последнего импульсами кода и передачей их в счетное устройство, отличающийся тем, что, с целью 45 расширения диапазона измеряемых амплитуд,световые импульсы с экспоненциальной характеристикой спада преобразуют в логарифмнчески зависимые аналоговые электрические импульсы, длительность которых фиксируют 50 па уровне, меньшем амплитуды, и на этомуровне измеряют полученный временной интервал.Приоритет исчислять с 29 января 1969 г,410264 Составитель В. Зверев Техред 3. Тараиеико Редактор Т. Орловская Корректор Т. Хворова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 30218 Изд.362 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5