CS237599B1 - Způsob simultánního měření rozptylu nebo absorpce světla a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zkvalitnění měření rozptylu nebo absorpce světla ve hmotném prostředí a vykompenzovat vliv časových změn. vlastností jak světelných zdrojů, tak detektorů. Uvedeného účelu je dosaženo tím, že polychromatlcké světlo je optickými prvky rozděleno na dva nebo více monochromatických světelných paprsků, které jsou jednotlivě kmitočtově modulovány a vedeny přes měřicí prostor. Zde dochází k interakci světelných paprsků s hmotným prostředím. Pak jsou světelné paprsky detekovány jedním fotodetektorem, jehož výstupní signál obsahuje kmitočtově rozdílné složky, jejichž hodnoty jsou indikovány odděleně.

Description

Vynález se týká simultánního měření externího světla prošlého hmotným prostředím a zařízením k simultánnímu měření rozptylu a absorpce světla v hmotném prostředí na více vlnových délkách.

Pro měření rozměrů kapek vodní mlhy v mokrých částech parních turbin se používají různé optické bezkontaktní měřicí postupy. Známá a často používaná je měřicí metoda, která Využívá rozptylu světla ve směru světelné vlny dopadající na mrak Částic.

Dosud známé způsoby používají prosvětlení měřeného prostoru postupně několika monochromatickými světelnými vlnami, takže se měří absorbce v každém monochromatickém světle v jiném čase.

To vede k nepřesnostem vyhodnocování, protože každý měřený proces je časově i prostorově nestacionární a proto se při každém jednotlivém měření měří poněkud jiné stavy. Další nepříznivé vlivy jsou dány časovou nestaoionaritou světelného zdroje i rozdílnými odezvami fotodetektorů.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny způsobem simultánního měření rozptylu nebo absorpce světla podle vynálezu, jehož podstatou je, že polychromatické světlo zdroje se optickými prvky rozdělí na dva nebo více monochromatických světelných paprsků, které se jednotlivě kmitočtově modulují a vedou přes měřicí prostor, kde dochází k interakci světelných paprsků s hmotným prostředím, pak se světelné paprsky detekují jedním fotodetektorem, jehož výstupní signál obsahuje kmitočtově rozdílné složky, jejichž hodnoty se indikují odděleně.

Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává ze světelného zdroje polyohromatického světla, který je umístěn před světelný dělič. Na každou světelnou větev za světelný dělič jsou umístěny filtry a kmitočtové modulátory, za nimiž je umístěn soustředující člen, na který navazuje vstupní člen přenosového členu.

Výstupní člen přenosového členu je umístěn před měřicí prostor, za kterým je umístěna optická soustava, v jejímž ohnisku je umístěn fotodetektor. Fotodetektor je výstupem připojen na vstupy tízkopásmových filtrů a zároveň na jejich výstup jsou připojeny indikační přístroje.

Uvedeným způsobem měření se zkvalitní výsledky měření rozptylu nebo absorpce světla ve hmotném prostředí, přičemž vlastní měřicí prostor je jednoduchý a malý. Při měření rozptylu na několika vlnových délkách současně je možno z naměřených signálů určit střední rozměry kapek mlhy.

Použitím jednoho světelného zdroje a jednoho detektoru se vykompenzují vlivy časových změn vlastností jak světelných zdrojů, tak detektoru.

Na připojeném výkrese je schematicky znázorněn způsob a zařízení podle vynálezu, kde na obr; 1 je celkové uspořádání a na obr. 2 je uspořádání monochromatických světelných zdrojů.

Světelný zdroj l_ polychromatického světla, například halogenová žárovka, je umístěn před světelný dělič 2, pro dělení polychromatického světla na tři světelné větve. Světelný dělič £ může být řešen třemi zrcadly, z nichž dvě jsou polopropustná a jedno odrazné.

Na každou světelnou větev za světelný dělič 2_ jsou umístěny filtry 3_, £, 5_, například interferenční a kmitočtové modulátory 6_, T_, 6, za nimiž je umístěn soustředující člen £.

Na soustředující člen 9_ navazuje vstupní člen 10 přenosového členu 11, jehož výstupní člen 12 je umístěn před měřicí prostor 13.

Přenosový člen 11 je s výhodou tvořen světlovodem. Za měřicím prostorem 23 je umístěna optická soustava £4, v jejímž ohnisku je umístěn fotodetektor 15, který je výstupem připojen na vstupy dzkopásmových filtrů £6, 17, £8. Zároveň na výstupy těchto tízkopásmových filtrů 16,

17, 18 jsou připojeny indikační přístroje £9, 20, 21.

Polychromatické světlo ze světelného zdroje £ je rozděleno světelným děličem £ na tři světelné větve. Rozdělené polychromatické světelné paprsky procházejí filtry £, £, 5., takže z nichž vycházejí tři.monochromatické světelné paprsky s vlnovými délkami A , Ag a Ag.

Takto upravené světelné paprsky jsou dále kmitočtově modulovány kmitočtovými modulátory £, £, £ s různými modulačními kmitočty fg, f₂ a fg. Tři kmitočtově různě modulovaná monochromatické světelné paprsky jsou soutředujícím členem 9. přivedeny na vstupní člen 10 a přes přenosný člen 11 na výstupní člen 12, z kterého vystupuje rovnoběžný světelný svazek do měřicího prostoru 13.

Z měřicího prostoru 13 jsou vedeny přes optickou soustavu 14,.která soustředuje světelné paprsky na vstup fotodetektoru 15. Fotodetektor 15 přemění optické signály na výstupní elektrický signál, modulovaný vhodně volenými kmitočty fg, f₂ a fg.

Jestliže nyní přivedeme výstupní elektrický signál fotodetektoru 15 po eventuelním zesílení na vstupu paralelně zapojených dzkopásmových filtrů 16, 17, 18 se středními kmitočty fg, fg a fg, dostaneme na výstupech těchto filtrů 16., 17, 18 tři elektrické signály, odpovídající optickým monochromatickým paprskům, prošlým měřicím prostorem 13 a nesoucím informace o interakci tří monochromatických světelných vln s hmotným prostředím měřicího prostoru 13.

Tyto signály jsou pak indikovány indikačními přístroji 19, 20 a 21, které je obecně mohou převést bud na analogové nebo digitální signály.

Místo jednoho světelného zdroje £ polyohromatiokého světla může být umístěn na každou světelnou větev před kmitočtové modulátory £, 9., 10 monochromatický světelný zdroj 22, 2£ a 24 /obr. 2/.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob simultánního měření rozptylu nebo absorpce světla, vyznačený tím, že polychromatické světlo zdroje se optickými prvky rozdělí na dva nebo více monochromatických světelných paprsků, které se jednotlivě kmitočtově modulují a vedou přes měřicí prostor, kde dochází k interakci světelných paprsků s hmotným prostředím, pak se světelné paprsky detekují jedním fotodetektorem, jehož výstupní signál obsahuje kmitočtově rozdílné složky, jejichž hodnoty se Indikují odděleně.
2. 2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající ze světelného zdroje a fotodetektoru, vyznačené tím, že za světelným zdrojem /1/ polychromatického světla je umístěn světelný dělič /2/ pro dělení polychromatického světla na dvě nebo více větví, přičemž na každou světelnou světev jsou umístěny filtry /3, 4, 5/ a kmitočtové modulátory /6, 7, 8/, za nimiž je umístěn soustředující člen /9/, na který navazuje vstupní člen /10/ přenosového clenu /11/, jehož výstupní člen /12/ je umístěn před měřicí prostor /13/, za kterým je umístěna optická soustava /14/, v jejímž ohnisku je umístěn fotodetektor /15/, který je výstupem připojen na vstupy dzkopásmových filtrů /16, 17, 18/ a zároveň na jejich výstupy jsou připojeny indikační přístroje /19, 20, 21/.
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že na každou světelnou větev jsou před kmitočtové modulátory /6, 7, 8/ umístěny monochromatické světelné zdroje /22, 23, 24/.
4. 4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačené tím, že přenosový člen /11/ je tvořen světlovodem.