Патент ссср 275456

 

275456

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуолик

Зависимое от авт. свидетельсгва №

Кл. 42h, 17/01

Заявлено 27.1.1969 (№ 1301650/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗ.VII.1970. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 29,Х.1970

МПК С 011

УДК 535.242.2 (OSS.S) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ФОТОМЕТР

Фотометр предназначен для измерения оптических плотностей или коэффициента светопропусканияя полупрозрачных сред (жидких, твердых, газообразных) .

Известны фотометры, в KQTopblx свет разделяется и направляется по двум каналам: сравнительному, содержащему ослабитель, калиброванный по коэффициенту светопропускания или оптической плотности, и измерительному, в который помещена исследуемая среда.

Пройдя калиброванный ослабитель и измерительную среду, свет попадает на фоточувствительные элементы, которые включены по дифференциальной схеме. Обратная связь на ослабитель осуществляется механически и электромеханическп. Следовательно, прибор является медлен одействующпм.

Целью изобретения является увеличение быстродействия фотометра.

Для этого экран ЭЛТ разделен ширмой на две части, одна из которых покрыта непрозрачной маской. Перед другой частью экрана установлены подсточный ослабитель и кювета для исследуемой среды.

При измерении коэффициента светопропускания маска имеет форму прямоугольного треугольника.

При измерении плотности вещества гипотенуза треугольника имеет форму логарифмической кривой.

На чертеже представлена схема описываемого фотометра. содержащая электроннолучевую трубку 1 с очень коротким временем послесвечения. Экран ЭЛТ разделен ширмой 2 на две равные части, одна из которых, сравнительная, покрыта непрозрачной маской 3, имеющей форму прямоугольного треугольника, а другая, пзмерительная, свободна. Перед экраном ЭЛТ по обеим сторонам ширмы 2 по1о мешены оптические линзы 4, 5, а далее фоточувствительные элементы (ФЧЭ) 6, 7, гключенные по дифференциальной схеме.

Между линзой 5 и ФЧЭ 7 установлены подстроечный ослабптель 8 и кювета 9 для пссле1s дуемой среды. На выходе измерительной схемы подключен усилитель 10, соединенный выходом с вертикально отклоняющими пластинами ЭЛТ. К горизонтально отклоняющим пластинам подключен генератор пплообразно20 го напряжения 11.

Устройство работает следуюгцпм образом.

На горизонтально отклоняющие пластины непрерывно подается пилообразное напряжение развертки большой частоты, на экране

25 ЭЛТ появляется светящаяся линия, которая делится ширмой 2 на две равные части. Высота каждой части линии равна высоте Н треугольной маски.

Если в канале измерения нет исследуемой

30 среды и ФЧЭ идентичны, то световая линия

275456 занимает нулевое положение относительно g (совпадает с осью х) .

Очевидно, (1) Т

I- h —, 2 (2) где 1 — сила света до прохождения его через исследуемую среду.

1-1а ФЧЭ б излучается световая энергия -ср — 7 (3) Токи измерительного и сравнительного фоточувствительных элементов за полпериода будут равны „= й17т, (4) (5) i,ð — — /г 1, где k — коэффициент пропорциональности.

Токи за период сравниваются на резисторе, и напряжение разбаланса поступает на усилитель 70, выход которого подключен к вертикально отклоняющим пластинам ЭЛТ.

Полярность напряжений подбирается таким образом, чтобы путем перемещения лучевого пятна разбаланс свести к нулю, т. е.

7-и — ср ° (6)

В сравнительной части экрана пятно луча за полпериода некоторое время находится под маской 8 и ВЧЭ б заперт, а затем перемещается в видимую части для ВЧЭ б. Очевидно, 7 — ср (7)

V где h — высота маски в колебательном сечении. где Н вЂ” максимальное отклонение пятна луча па экране от ширмы 2, которое принимается равным высоте маски 3;

v — скорость отклонения луча;

7 -- период развертки.

Вп вторую половину периода пятно находится в сравнительной части экрана.

Подстроечный ослабптель 8 служит для уравновешивания оптических и электрических каналов дифференциальной схемы до введения в измерительный канал исследуемой среды.

После помещения в измерительный канал исследуемой среды, коэффициент светопропускания т которой отличен от 1 (0(т(1), интенсивность света, падаюшего на фоточувствительный элемент 7, уменьшается, и световая энергия за полпериода будет определяться как

Принимая во внимание выражения (1), (2), (7), уравнение (б) можно записать так:

1т — =7

К вЂ” Ь

О V

5 откуда

К вЂ” Iz

Н (9) 10 Так как величина отклонения луча находится в линейной зависимости от величины отклоняющего напряжения, то по выходному напряжению усилителя можно судить о коэффициенте светопропускания.

7 2овых (10) где k> — коэффициент пропорциональности.

Для того чтобы выходное напряжение было линейно зависимым от оптической плотности, 20 необходимо учитывать, что

D=1g —, (11) где D — оптическая плотность среды.

25 Следовательно, профиль маски 8 изменится.

Максимальное отклонение луча от ширмы 2 не обязательно должно равняться высоте Н треугольной маски. Если это отклонение будет несколько большим, то в обеих частях ра30 венства (б) будут присутствовать постоянные равные составляющие, уничтожающие друг друга за период.

Не обязательна также симметрия отклонения пятна относительно ширмы 2, так как ес35 ли отклснение будет несколько больше в измерительном канале, то неравенство компенсируют подстроечным ослабителем 8.

Выстродействие устройства определяется в основном частотой напряжения развертки и

40 временем послесвечения люминофора ЭЛТ.

Предмет изобретения

1. Фотометр, содержащий электроннолучевую трубку, два фоточувствительных элемен45 та, включенных по дифференциальной схеме и расположенных перед экраном трубки, отличаюи(ийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, экран электроннолучевой трубки разделен ширмой па две части, перед одной

50 половиной экрана помещен подстроечный ослабитель и кювета для исследуемой среды, а на другую половину экрана нанесена непрозрачная маска соответствующего профиля.

2. Фотометр по и. 1, отличающийся тем, что

55 при измерении коэффициента светопропускания маска имеет форму прямоугольного треугольника.

3. Фотометр по и. 2, отличающийся тем, чго при измерении плотности вещества гипотенуза

60 треугольника маски имеет форму логарифмической кривой.

275456

1 г

Составитель Г. Петрова

Редактор Т. Орловская Техред А. -A. Камышникова Корректоры; А. П. Васильева и О С. Зайцева

Заказ 2893!1 Тир а ьк 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Минис1ров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб,, д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2