Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Фотометр, содержащий источник света, оп­тическую систему для формирования измеритель­ного и опорного каналов, установленные по ходу излучения, модулятор, выполненный в виде диска, фотопреобразователь с подключенными к нему по­следовательно усилителем, фильтром, синхрон­ным детектором, схемой обработки выходного сигнала и регистратором, а также систему для фор­мирования двух дополнительных опорных каналов с двумя фотопреобразователями, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности, в нем фильтр выполнен полосовым, резонансная ча­стота которого соответствует частоте минимально­го уровня шумов фотопреобразователя, в модуляторе на отдельных концентрических ок­ружностях выполнены полукольцевая прорезь, на одной половине модулятора, n отверстий для моду­ляции лучей, расположенных на полуокружности другой половины модулятора равномерно с рассто­яниями между отверстиями, равными их диамет­ру, и 2n отверстий, размещенных равномерно по окружности, расположенной между окружностя­ми, на которых выполнены полукольцевая прорезь и n отверстий так, что половина их находится на одних радиусах с отверстиями для модуляции лу­чей, где n=10 - 40, а схема обработки выходного сигнала выполнена из соединенных последова­тельно фильтра низких частот, компаратора, к второму входу которого подключен генератор экс­поненциального напряжения и реверсивного счет­чика, к второму входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, при этом к второму входу синхронного детектора и третьему входу ре­версивного счетчика подсоединены выходы допол­нительных фотопреобразователей.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК 190170 А 3C5D G 01 J 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTGPCHO&SY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3620211/18-25 (22) 15.06.83 (46) 2 3 . 1 0 . 8 4 . Бкш. № 39 (72) В.В-Спиридонов и А.И.Чепьгсенко (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН vKpaHHCKOH ССР (53) 6 2 1 . 3 8 3 . 9 ( 0 8 8 . 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 827953. кл. G 01 J 1/44, 1981. 2. \вторское свидетельство СССР f 817488, кл. G 01 J 1/44, 1981 P (прототип). ( 5 4 ) ( 5 7 ) ФОТОМГТР, содержащий источник с в е т а , оптическую систему для формирования измерительного и опорного каналов, установленные по ходу излучения, модулятор, выполненный в виде д и с к а , фотопреобразователь с подключенными к нему последовательно усилителем, фильтром, синхронным детектором, схемой обработки выходного сигнала и регистратором, а также систему для формирования двух дополнительных опорных каналов с двумя фотопреобразовзтелями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью повышения чувствительности, в нем фипьтр выполнен полосовым, резонансная частота которого соответствует частоте минимального уровня шумов фотопреобразователя, в модуляторе на отдельных концентрических окружностях выполнены полукольцевая прорежь, на одной половине модулятора,п отверстий для модуляции лучей, расположенных на полуокружности другой половины модулятора равномерно с расстояниями между отверстиями, равными их диаметру, и 2п отверстий, размещении* равномерно по окружности, расположенной между окружностями, на которых выпол нены полукольцевая прорезь и л отвер стий т а к , что половина их находится на одних радиусах с отверстиями для модуляции лучей, где п=Ю-40, а с х е ма обработки выходного сигнала выполнена из соединенных последователь но фильтра низких частот, компаратор а , к второму входу которого подключен генератор экспоненциального напряжения и ррюерсивного счетчика, к второму входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, при этом к второму входу синхронного детектора и третьему входу реверсивного счетчика подсоединены выходы дополнительных фотопреобраэователей. 11201 76 1 I Использование модуляции световых Изобретение относится к оптиколучей не исключает низкочастотную электронному приборостроению и может шумовую составляющую, так как примебыть использовано в оптических изменен фильтр верхних частот, который рителях прозрачности и в спектрофотометрах. 5 пропускает весь низкочастотных сигнал от нуля до полосы среза фильтра, Известен двухлучевой фотометр, соа основная часть шумовой составляюдержащий установленные последовательщей фотопреобразователей лежит в обно источник света, светоделительное ласти низких частот (от 0 до 1 кГц). устройство, оптические тракты, модулятор, фотопреобразователь с регули- ю Поэтому схема выделения и обработки сигнала не позволяет получить оптируемым коэффициентом усиления, электмальное соотношение сигнал/шум и рический коммутатор и дифференциальтем самым добиться высокой чувствиный усилитель [1 1. тельности измерения. Недостатком фотометра является Модуляция измерительного и опорноналичие неисключенной шумовой состав- 15 го сигналов осуществляется на разных ляющей фотопреобразоателя, что снижачастотах. Это приводит к необходимосет точность измерений. При этом в фоти применения двух фильтров (или комтометрах используется обтюрация (премутируемого фильтра) для выделения рывание) светового луча. Это позволя1 ет исключить влияние внешней засчет- - 20 электрических сигналов измерительного и опорного лучей, что усложняет ки от посторонних источник (солнца, устройство. фонари, и т.п.), но не устраняет влияния шумовой составляющей фотопреобМинимальный уровень шума фотопреразо'вателя, так как во время прохожобразователя соответствует одной часдения опорного либо измерительного 25 тоте (для каждого типа фотопреобразолучей электрические сигналы с выхода вателя значение этой частоты может фотопреобразователя кроме полезной изменяться). Поэтому модуляция двух информации содержат весь спектр шума сигналов одновременно на разных часфотопреобразователя в полосе частот тотах не позволяет уменьшить шумовую от нуля до предельной частоты, опре- 3 0 составляющую по одному из сигналов. деляемой свойствами самого фотопреобПрименение параллельной схемы разователя. Величина этого шума может прохождения опорного и измерительнодостигать нескольких сотен милливольт го лучей, при которой на вход фотодля фотоэлектронных умножителей и депреобраэователя поступает сумма мощсятков милливольт для фотодиодов. ностей обоих лучей, приводит к необТаким образом, собственный шум фотоходимости обеспечить динамический преобразователя ограничивает чувствидиапазон фотопреобразователя и усительность фотометров. лителя, почти вдвое больший по сравНаиболее близким по технической нению с последовательной схемой, что сущности к предлагаемому является ведет к усложнению электронной схемы. 40 фотометр, содержащий источники света, Для обеспечения погрешности измеоптическую схему для формирования рения в пределах 1% коммутируемый измерительного и опорного каналов І фильтр должен иметь коэффициент заустановленных по ходу излучения мотухания неосновной гармоники не медулятор, выполненный в виде диска, нее 40 дБ. Получение такой характефотопреобразователь с подключенным ристики фильтра простым переключеник нему последовательно усилителем, ем одного конденсатора для низких фильтром, синхронным детектором, частот представляется сложной задасхемой обработки выходного сигнала чей. и регистратором, а также систему для 50 Применение в оптической системе формирования двух дополнительных зеркал и устройств для формирования опорных каналов с двумя фотопреобрадвух лучей (призмы или светоделительзователями [ 2 ] . ные пластины) является причиной наличия в фотометре рассеянного света, который, К недостаткам устройства следует отнести невысокую чувствительность, 55 попадая на фотопреобразователь, служит источником дополнительных погрешсложность устройства и наличие поностей измерения. Для исключения грешностей измерения, что обусловлеэтого рассеянного света необходимо но следующими причинами. 4 З 11201 76 не п о л ы овать дополнительные устройстНа фиг. 1 приведена структурная ва, усложняющие конструкцию фотометсхема фотометра; на фиг. I - вариант ра. выполнения модулятора; на фиг. 3 Применение двух дополнительных временные диаграммы напряжений на выисточников света для формирования 5 ходах блоков измерительного тракта; управляющих сигналов приводит к увена фиг. 4 - усредненная спектральная личению потребляемой мощности фотохарактеристика шумов фотопр^образоваметра , что ограничивает применение теля. фотометра особенно в автономных измеФотометр содержит источник 1 сверительных комплексах. 10 та , световоды 2 - 5 конденсатор 6, модулятор 7, объектив 8, рабочий Цель изобретения - повышение чувстобъем 9, фотопреобряюватели 10 - 12, вительности измерения. усилитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор IS, фипьтр 16 Поставленная цепь достигается 15 низких частот, компаратор 17, репертем, что в фотометре, содержащем сивиый счетчик 18, регистратор 19, источник света, оптическую систему генератор 20 экспоненциального напрядля формирования измерительного жения и генератор 21 тактовой частои опорного каналов, установленные ты. по ходу излучения, модулятор, выпол ненный в виде диска, фотопреобразо- 20 ватель с подключенными к нему последовательно усилителем, фильтром, синхронным детектором, схемой обработки выходного сигнала и регистратором, а также систему для формирования двух 25 дополнительных опорних каналов с двумя фотопреобраэователями, F нем фильтр выполнен полосовым, резонансная частота которого соответствует частоте минимального уровня шумов (їютопрсобразователя, в модуляторе на отдельных концентрических окружностях выполнены полукольцевая прорезь, на одной половине модулятора ft,отверстии для модуляции лучей, расположенных на полуокружности другой половины модулятора равномерно с расстояниями между отверстиями, равными их диаметру и 2 Р отверстий, размещенных равномерно по окружности, распо- 40 ложенной между окружностями, на которых выполнены полукольцевая прорезь и ш-отверстий так, что половина юс находится на одних радиусах с отверстиями для модуляции лучей» где п = 1040, а схема обработки выходного сигнала выполнена из соединенных последовательно фильтра низких частот, компаратора, к второму входу которого подключен генератор экспоненциально- 50 го напряжения и реверсивного счетчика » к второму входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, при этом к второму входу синхронного детектора и третьему входу ре55 версивного счетчика подсоединены выходы дополнительных фотопреобразователей. Световоды 2-5, конденсор 6 и объектив 8 образуют оптическую систему для формирования измерительного и опорного световых лучей. По ходу измерительного светового луча установлен конденсор 6, объектив 8, рабочий объем 9, фотопреобразователь 10, К выходу фотопреобразователя 10 подключены последовательно усилитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15, фильтр 16 низких частот, компаратор 17 э реверсивный счетчик 18, регистратор 19. К второму входу синхронного детектора 15 подключен выход дополнительного фотопреобраэователя 12, к второму входу компаратора 17 - генератор 20 экспоненциального напряжения. К второму и третьему входам реверсивного счетчика 18 подсоединены выход дополнительного фотопреобразователя 11 и генератора 21 тактовой частоты. Между конденсором 6 и объективом 8 установлен модулятор 7. Он предназначен для последовательной модуляции измерительного и опорного лучей и для формирования управляющих световых сигналов для измерительного тракта. Модулятор выполнен в виде плоского диска, вращаемого с постоянной скоростью, например, электродвигателем типа ДМП-20 (не показан). В модуляторе выполнены полукольиевая прорезь с радиусом 20 мы ч шириной 2 мм, десять отверстий диаметром 5 мм на полуокружности радиусом 31,83 мм другой половины диска, с расстояниями между отверстиями, рапными диаметру отверстий 5 мм^ 5 112Q1 76 двадцать отверстий диаметром 3,9 мм расположенных на окружности радиусом 25 мм равномерно и таким образом, что половина отверстий находится на одних радиусах с окружностями диамет- 5 ром 5 мм (фиг. 2 ) . Отверстия диаметром 5 мм предназначены для модуляции иэмрительного и опорного лучей, отверстия диаметром 3,9 мм - для синхронизации работы синхронного детектора 15, полукольцевая прорезь - для синхронизации работы реверсивного счетчика 18. С одной стороны модулятора 7 (фиг. 1) установпены: световод 2 от ^ источника 1 света до кольцевой прорези, световод 3 от источника 1 света к отверстиям диаметром 3,9 мм 4 световод 4 от источника 1 света к отверстиям диаметром 5 мм. 20 С другой стороны модулятора 7 расположены: фотопреобразователь 11 против прорези, фотопреобразователь 12 против отверстий диаметром 25 3,9 мм. * электрического тока. В качестве его используется, например, фотоэлектронный умножитель типа ФЭУ - 100. Фотопреобразователи 11 и 12 служат для преобразования дополнительных световых лучей в электрические импульсы управления и синхронизации работы измерительного тракта и могут быть представлены фотодиодами типа ФД-23. Усилитель 13 используется как повторитель напряжения для согласования выходного сопротивления фотопреобразователя 10 и вькодного сопротивления полосового фильтра 14. В качестве усилителя 13 может быть использован операционный усилитель типа 544УД1Б. Полосовой фильтр 14 предназначен для выделения первой гармоники частоты модуляции из входного электрического сигпала и может быть выполнен, например, на микросхемах се,рии 298 ФВ и 298 ФН. Синхронный детектор 15 служит для преобразования синусоидального Источник 1 света предназначен электрического сигнала с выхода подля создания светового потока измелосового фильтра 14 э пропорциональрительного и опорного лучей и дополное постоянное напряжение, которое нительных лучей для фотопреобразовафильтруется фильтром 16 низких частелей 11 и 12. В качестве источника , тот. Синхронный детектор 15 предиспользуется, например, лампа накаставляет собой управляемый ключ ливания типа ОПЗ - 0,25. серии 590 КН5, а фильтр 16 низких Световоды 2 - 5 служат для передачастот - резистор и интегрирующий чи световой энергии от источника 1 конденсатор. света к модулятору 7 и от модулято- 35 Компаратор 17 предназначен для ра 7 к фотопреобразователю 10 (свепреобразования постоянного напряжетовод 5 установлен Между модулятония, поступающего с выхода фильтром 7 и фотопреобразователем 10). ра 16 низких частот, в импульс, длиСветоводы выполнены из набора стектельность которого пропорциональна лянных волокон диаметром 20-40 мкм, натуральному логарифму входного наколичество волокон в наборе - окопряжения. Он может быть выполнен на ло 200. Диаметр световодов должен операционном усилителе cepnti K140. быть меньше диаметров отверстий Реверсивный счетчик 18 служит в модуляторе. 45 для преобразования длительности имКонденсор 6 предназначен для пульса в пропорциональный двоичный формирования тела накала источника 1 код и выполнен на микросхеме серии света в плоскости модулятора 7 и 564 ИЕ 11. представляет собой линзу с фокусным f расстоянием 15 мм. Объектив 8 служит Регистратор 10 осуществляет надля формирования параллельного изме- 50 глядную индикацию выходного сигнала, рительного луча для направления его он включает в себя цифроаналоговый в рабочий объем 9. Фокусное расстояпреобразователь и световое табло. ние объектива 8 равно 180 мм, при Генератор 20 предназначен для этом угол расхождения параллельного вырабатывания импульсов напряжения, 5 луча составляет 10 мин. задние фронты которых изменяются Фотопрефбразователь 10 предназнапо экпоненциальному закону. Для этой чен для преобразования световых сигцели может быть использован ключ налов в пропорциональные значения и конденсатор. Ключ периодически 7 11201 76 8 подключает на пряже ниє 4 9 В конденсатору, который заряжается до этого напряжения. В следующий момент ключ отключает питание, и происходит разряд конденсатора через нагрузочный 5 резистор. Это напряжение подается на второй вход компаратора 17. Генератор 21 формирует сигнал в виде меандра частотой 1 мГц и подает его на второй вход реверсивного '" счетчика 18. Генератор 21 может быть выполнен на микросхеме серии К 564. Фотометр работает следующим образом. Излучение от источника 1 света 15 конденсором 6 фокусируется в плоскость модулятора 7 и попадает в объектив 8, где преобразуется в параллельный пучок. Проходя рабочий объем 9 и испытывая при этом 20 ослабление исследуемой средой, излучение попадает на вход фотопреобразователя 10. Вращающийся модулятор 7, периодически перекрывая измерительный световой луч, модулирует ^5 его на частоте 10 кГц. Опорный световой луч по световоду 4 поступает на -модупятор 7 одновременно с измерительным и в течение времени прохождения измеритель- 30 ного луча модулятором 7 перекрыт. С выхода фотопреобразователя 10 через усилитель 13 сигнал с частотой 10 кГц поступает на вход полосового фильтра 14 (фиг. 3&) . В сигна- 3 5 ле, поступающем на вход фильтра 14, кроме полезной информации содержится весь спектр шума сигнала фотопреобразователя 10. Полосовой фильтр 14 выделяет первую гармонику 40 частоты модуляции 10 кГц, тем самым максимально уменьшая шумовую составляющую сигнала фотопреобразователя. С выхода фильтра 14 сигнал поступает на первый вход синхронного детекто- 45 ра 15, на второй вход которого поступает синхронизирующий сигнал с фотопреобразоватепя 12 (фиг. Зо), на вход которого поступает во световоду 3 световой луч, модулированный двад50 цатью отверстиями модулятора 7. стоянное напряжение поступає г на первый вход компаратора 17, на второй вход которого с генератора 20 поступает напряжение, изменяющееся по экспоненциальному закону (фиг. 3^ ) . В момент совпадения напряжений на первом и втором входах компаратора 17 на его выходе формируется импульс, длительность которого пропорциональна натуральному логарифму постоянного напряжения по первому входу компаратора (фиг. Зй ) . Этот импульс поступает на первый вход реверсивного счетчика 18, на второй вход которого с выхода генератора 21 подается тактовая частота 1 мГц. На третий вход счетчика 18 в течение всего времени прохождения измерительного сигнала поступает управляющий импульс с виде логической единицы с выхода дополнительного фотопреобразователя 11, на вход которого через полукольцевую прорезь в модуляторе 7 подается световой луч от источника 1 света по световоду 3 (фиг. 3 ff ) . Таким образом, в счетчике 18 записывается количество импульсов, пропорциональное длительности импульса по первому входу счетчика . По истечении времени поворота модупятора 7 на 180°на фотопреобразователь 10 по световоду 5 поступает опорный луч, модулируемый модулятором 7 с частотой 10 кГц (как и измерительный л у ч ) . Путь и время прохождения опорного сигнала те же самые, что и для измерительного. Отличие заключается лишь в управляющем сигнале с дополнительного фотопреобразователя 11. В течение всего времени прохождения опорного луча на третий вход счетчика 18 поступает управляющий сигнал в виде логического нуля, так как на этой полуокружности модулятора 7 прорези нет, и световой сигнал со световода 2 перекрыт. При этом реверсивный счетчик 18 производит вичитаним из кода измерительного сигналя код опорного сигнала. Продетектированньгй сигнал с выхода детектора 15 поступает на вход фильтра 16 низких частот, где преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное измерительному сигналу на входе фотопреобразователя 10 (фиг. її). С выхода фильтра 16 по Следовательно, после каждого полного оборота модулятора 7 в реверсивном счетчике 18 записывается код, равный разности натуральных логарифмов опорного и измерительного сигналов, по которому на регистраторе 19 получают информацию о вели 5S 10 11201 76 ра. Для создания малогабаритных, комчине ослабления светового сигнала пактных фотометров (в частности, для исследуемой средой. океанографии) диаметр модулятора не Оптическая схема содержит светодолжен превышать 70 - 80 мм. воды, установленные между источником Реально изготовленный модулятор света и модулятором, модулятором 5 имеет диаметр 72 мм, а отверстия для и фотопреобразователем, и диаметры модуляции лучей выполнены на окружсветоводов меньше диаметров отверсности диаметром D, равным 68 мм. тий в модуляторе. Так как расстояния между отверсВ предлагаемом фотометре вместо параллельной схемы прохождения свеЮ тиями должны быть равны диаметру отверстий (для обеспечения постоянной тового и электрических сигналов причастоты модуляции со скважностью 2 ) , менена последоватепьная схема, при можно записать которой модуляция опорного и измерительного световых лучей осуществляетY = 2 nd, (О ся одним модулятором на одной часто- 15 те, соответствующей минимальному - длина окружности, на котогде уровню шума фотопреобразователя, что рой расположены отверстия позволяет увеличить чувствительность для модуляции лучей; _ = 3,14; фотометра. D - диаметр этой окружности, Пределы для п числа отверстий ' 20 D = 68 мм; в модуляторе установлены следующим п - число отверстий для модуляобразом. ции лучей; Для каждого фотопреобраэователя d - диаметр отверстия для модусуществует область мнимального уровня ляции лучей. собственных шумов, частотный спектр 25 Отсюда число отверстий для модукоторых определяется дробовыми шумаляции лучей ми фотокатода и эмиттеров, эффектом мерцания (фликкер-эффект) катода и (2) n * Y-. • эмиттеров, а также термошумами со4п противления нагрузки. Определяется зо эта область для каждого фотоприемниДиаметр отверстия d для модуляции ка индивидуально, и минимальное зналучей ограничивается световым диаметчение уровня шума имеет различное ром световода и коэффициентом заполабсолютное значение (изменяется нения отверстия. от 0,5 до 10 мкВ/Гц). ,is Световой диаметр световода dceer Таким образом, формулировка "мине может быть менее t мм (по технолонимальный уровень шума фотопреобразогическим соображениям). Коэффициент вателя" обозначает минимальное значезаполнения отверстия К 3 а п д л я исключение шума для данного фотопреобраэования влияния биения узла модулятора теля или типа фотоприемника. *Q целесообразно выбирать равным 0,8. Именно этот шум ограничивает чувПоэтому диаметр отверстия ствительность фотометров. d7/ 7 / І 2 5 мЛ Исследованы спектральные характе- t ристики шумов для фотопреобразоватеСледовательно, число отверстий лей типов ФЭУ-100 и ФЭУ-86 (партии 45 по 10 шт.). Усредненная спектральная п ^ _Я_68_ с 4 -1,25 * * * характеристика шумов фотопреобразоЧастота модуляции лучей F M O A вателя представлена на фиг. 4. может быть записана как Полученные результаты показали, р =2п F (3) что для фотопреобразователей ука50 где F ^ e w r - частота вращения д в и г а т е занных типов минимальный уровень ля модулятора. собственных шумов соответствует часОбычно применяют двигатели (натотам, равным или превышающим 1 кГц. пример, типа ДПМ-09, ДПМ-25) с ч и с Следовательно, и частота модуляции лом оборотов от (25ОО±75О) лучей F/цц дотакна находиться в этом ^5 до (6000±1200) об/мин. диапазоне. Для обеспечения частоты модуляДиаметр модулятора ограничивается ции F W O A = \ кГц (согласно п.1) число внутренним диаметром корпуса фотометотверстий и соответствующая скорость 9 ї ^ І Г * оте > 11 1120176 12 Выполнение в модуляторе полукольцевой прорези и отверстий, расположенных равномерно по окружности так, что половина из числа находится на 750 J000 3300 3750 5000 6000 одних радиусах с отверстиями для модуляции лучей, а также то, что проТаким образом, чтобы обеспечить тив нич установлены дополнительные требуемую частоту модуляции лучей, фотопреобразователи, один из которых соответствующую минимальному уровню подключен к синхронному детектору, а шумов фотопреобразовагеля, и при этом использовать стандартные электродви- 10 другой - к реверсивному счетчику, позволяет обеспечить синхронизацию гатели и получить небольшие габариработы измерительного тракта при поты фотометра, целесообразно примеследовательном подключении измеринять модулятор с числом отверстий тельного и опорного лучей. п=10 - АО. Выполнение модулятора с п^9 на15 Использование световодов для опоркладывает ограничения на применяемый ного луча, установленных между источэлектродвигатель. Выполнение числа ником света и модулятором, модулятоотверстий более АО также требует ром и фотопреобразователем, дает выбора специальйого двигателя и вызывозможность исключить дополнительные вает увеличение габаритов фотометра. 20 источники света и систему зеркал и тем самым упростить оптическую схему Выполнение в модуляторе отверстий, фотометра, устранить погрешности расположенных равномерно по полуизмерения от рассеянного света внутокружности с расстояниями между отри фотометра и снизить потребляемую верстиями, равными их диаметру (и отсутствие отверстий на другой полови- 25 мощность. Выполнение световодов с диаметром, меньшим диаметра отверсне этой полуокружности) позволяет тий в модуляторе, позволяет обеспемодулировать измерительный и опорный чить более правильную форму промодулучи поочередно и на одной частоте. лированного луча, близкую к меандру, Выбор числа этих отверстий (например, не менее 10) дает возможность подбо- зо что обеспечивает лучшую фильтрацию сигнала полосовым фильтром и тем саром соответствующей скорости вращения мым снижает погрешность измерения. модулятора обеспечить такую частоту модуляции лучей, на которой собстПрактическая реализация предложенвенные шумы выбранного фотопреобразоного фотометра прзволила повысить вателя будут минимальными, что и ~. чувствительность в несколько раз. обусловливает повышение чувствительЭто можно подтвердить следующими расности фотометра. четами. вращения двигателя приведены ниже: п 40 10 9 8 6 5 Вследствие осуществления модуляции СВ6ТОВІІХ лучей на одной частоте отпадает необходимость"использования двух фильтров или выполнения коммутируемого фильтра (как в известном). Использование последовательной схемы прохождения саетовых лучей снижает требования к динамическому диапазону фотопреобразователя и усилителя, что ведет к упрощению устройства (исключены два управляемых ключа и конденсаторы из какала обработки сигнала) . Выполнение схемы обработки выход- 50 ного сигнала из соединенных последовательно фильтра низких частот, компаратора и реверсивного счетчика, позволяет достаточно просто получать вы55 ходной сигнал в форме, удобной для передачи его по кабелю, например, из погружаемого фотометра в бортовое устройство (в океанографии). Отсутствие конкретной величины чувствительности у известного фотометра приводит к необходимости рассчитать для него эту характеристику ориентировочно. Задавшись частотами модуляции измерительного и опорного сигналов 1 кГц и 10 кГц, частотной характеристикой спектральной плотности шума фотопреобразователя, а также частотными характеристиками примененных фильтров, можно предположить, что уровень шума в полосе пропускания фильтров будет не менее 10 мВ. В предлагаемом фотометре применен фотоэлектронный умножитель типа ФЭУ-100, который, как показали измерения, имеет в полосе частот от 1 до 10 мГц уровень шума 0,5 мкВ/Гц. При ширине полосы пропускания попосового фильтра 100 Гц на частоте моду 1120176 ІЗ ляции 10 кГц уровень шума составляет Таким образом> применение после250 мкВ (так как оказывают влияние довательной модуляции измерительновысшие гармоники 50 Гц). С учетом го и опорного лучей на частоте миниs/умовой составляющей нагрузочного мального шума фотопреобразователя и резистора фотопреобразователя уроиспользование полосового фильтра позвень шума на выхоце фильтра низких воляет повысить чувствительность по частот составляет не более 1 мВ. с равнению с известным примерно в 10 раз ftltl Фиг 2 1120176 -8» 8 Кізн mom і— 250 500 750 mo nso —Ї— 1500 П50 Фиг. 4 Редактор Е.Лушникова Составитель Н.Стукова Техред М.Надь Корректор М.Розман Заказ 7729/29 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал П П "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 П

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Photometer

Автори англійською

Spirydonov Volodymyr Valentynovych, Chepyzhenko Oleksii Illich

Назва патенту російською

Фотометр

Автори російською

Спиридонов Владимир Валентинович, Чепиженко Алексей Ильич

МПК / Мітки

МПК: G01J 1/42, G01J 1/04

Мітки: фотометр

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-14184-fotometr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Фотометр</a>

Подібні патенти