SE441867B - Forfarande och anordning for metning av effekten hos infallande ljus - Google Patents

Description

8401912-4 10 15 20 25 30 F IGURBESKRIVNING uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning där figur 1 visar ett kopplingsschema över en utfiiringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning; figur 2 visar ett mer detaljerat utförande av en nivatriggad pulagivare ingående ianordningen enligt figur 1.

UTFÖRINGSFORM I utföringsformen enligt figur 1 visas ljus l, som infaller mot en optoelektrisk omvandlare 2 i form av ett antal seriekopplade fotodioder. Varje fotodiod fungerar som en strömgenerator om framspänningen är tillräckligt låg ( U,3 V).

Detta kallas fotovoltaisk operation av fotodioden. Lämpligt antal fotodioder i seriekopplingen 2 av dioder är cirka 10-30. Ett ackumulerande element 3 i form av en kondensator är ansluten parallellt med seriekopplingen 2 av fotodioder.

Parallellt med dessa är även ansluten en seriekoppling bestående av en elektrooptisk omvandlare 4 i form av en lys- eller laserdiod och ett styrbart omkopplingselement 5, vilket kan utgöras av en transistor. Slutligen är även ett nivaavkännande element 6 i form av en nivatriggad pulsgivare ansluten paral~ lellt med de seriekopplade fotodioderna. Pulsgivaren spänningsmatas via knut- punkterna a och b och avger" en kortvarig puls pa en utgång d, kopplad till en styringang hos omkopplingselementet 5, om spänningen pa en ingång c, ansluten till knutpunkten a, överskrider ett förutbestämt värde. Ett icke visat mätele- ment för detektering av ljuspulsens frekvens är optiskt kopplat till dioden 4, eventuellt via en optisk fiber 7.

Kretsen fungerar pa följande sätt: Da ljuset 1 infaller mot seriekopplingen 2 av fotodioder alstrar dessa en av ljuseffekten beroende ström. Strömmen uppladdar kondensatorn 3, vars spänning dels utnyttjas som drivspänning till den nívatrig- gade pulsgivaren 6 via knutpunkterna a och b, dels nivaövervakas av denna pulsgivare 6. Da spänningen vid den nivàtriggade pulsgivarens 6 ingång c uppnår det förutbestämda värdet avges en styrpuls till omkopplingselementet 5. Detta slutes under etyrpulsens varaktighet, varvid kondensatorn 3 urladdas via dioden 4. Denna alstrar därvid en ljuspuls. Därefter upprepas nämnda förlopp med en takt som är beroende av strömmen från seriekopplingen 2 av fotodioder.

Sålunda utgör de av dioden 4 alstrade ljuspulsernas frekvens ett matt pa ljuseffekten hos det infallande ljuset. 10 15 20 25 8401912-4 3 Om styrpulsena varaktighet och strömförbrukningen i den nivatriggade pulsgiva- ren 6 försummas blir pulsfrekvensen i det närmaste direkt proportionell mot den obekanta ljuseffekten. För att uppnå hög linearitet bör saledes styrpulsens varaktighet vara kort jämfört med tiden mellan tva pulser. I praktiken gar det att åstadkomma ett mätomrade med flera dekaders linearitet.

Ljuspulsernas frekvens detekteras av ett förut känt, icke visat måtelement, placerat vid dioden 4 eller i andra änden av en till dioden ansluten optisk fiber 7.

I figur 2 visas ett mer detaljerat utförande av den nivatrlggade pulsgivaren 6.

Denna krets i sig är här betacknad 8 och bildar en parallellkoppling med en kondensator 9. En diod ll] är ansluten mellan denna parallellkoppling och knutpunkten a. Kretsen 8 far sin matningsspänning fran kondensatorn 9. Da spänningen mellan knutpunkterna a och b försvinner, finns det spänning kvar över kondensatorn 9, tack vare att dioden 10 reverseras da spänningen sjunker.

Enligt en ytterligare, tänkbar utföringsform kan funktionerna hos den nivatrig- gade pulsgivaren 6 vara inkorporerade l det styrbara omkopplingselementet 5, varvid dessa element salunda far utgöra en enhet.

För att fa en jämnare spridning av ljuset l, som infaller mot seriekopplingen 2 av fotodioder, kan en diffuserande skiva placeras framför fotodioderna. Pâ så sätt minskas det mätfel som kan uppsta av att fotodioderna belyses olika.

För att möjliggöra ljusmätning inom speciella väglängdsomraden kan även ett vaglängdsselektivt filter placeras framför fotodioderna 2. Detta möjliggör mätningar inom vaglängdsintervall som fibern 7 i sig icke kan överföra pa grund av för hög dämpning.

Slutligen bör det finnas nagon form av strömbegränsning i den strömbana som bildas da omkopplingselementet 5 i figur l sluts. Annars kan dioden 4 förstöras.

Denna strömbegränsning kan utgöras av strömbanans impedans eller av en strömbegrêinsníng i omkopplingselementet.

Claims (6)

8401912-4 10 10 15 PATENTKRAV

1. Förfarande för mätning av ljuseffekten hos ljus, som infaller mot en ljussensor, varvid det infallende ljuset omvandlas till en av ljuseffekten beroende elektrisk storhet, vilken ackumuleras, varvid, da det ackumulerade värdet uppnått en förutbestämd nivå ackumuleringen avslutas och ett nytt ackumuleringsförlopp påbörjas, varefter detta förlopp upprepas med en takt som är beroende av nämnda elektriska storhet k ä n n e t e o k n a t av att denna elektriska storhet även utnyttjas som kraftkälla till ljussensorn för att undvika yttre kraftmatning och att en ljuspuls alstras för varje avslutat ackumuleringsförlopp, samt att nämnda ljuseffekt bestämmas genom detekte- ring av de alstrade ljuspulsernas frekvens.

2. Anordning för mätning av ljuseffektan hos ljus, som infaller mot en ljussensor, för att utförande av förfarandet enligt krav 1, bestående av en optoelektrísk omvandlare (2), som belyses av det infallande ljuset (1) och alstrar en av detta beroende elektrisk storhet, ett ackumulerande element (3) som av den elektriska storheten alstrar en ackumulerad storhet, ett nivaavkännande element (6) vilket avger en styrsignal da nämnda ackumulerade storhet över- skrider ett förutbestämt värde, ett av styrsignalen paverkbart omkopplingsele- ment (5), vilket vid styrsignslens uppträdande inkopplar en strömbana, vars inkoppling medför att det aokumulerande elementet (3) urladdas, varefter nämnda inkoppling upprepas med en takt som är beroende av nivån hos nämnda elektriska storhet, k ä n n e t e c k n a d av att denna elektriska storhet även utnyttjas som kraftkälla till de i ljussensorn ingående elementen för att undvika yttre kraftmatníng ooh att nämnda inkoppling även medför att en elektrooptisk omvandlare (4) alstrar en ljuspuls, varvid salunda ljuspulser alstras av en frekvens som är beroende av ljuseffekten hos det infallande ljuset (1), samt mätelement för bestämning av nämnda ljuseffekt genom detektering av ljuspul- sernas frekvens.

3. Anordning enligt krav 2 k å n n e t e o k n a d av att den optoelektriska omvsndlaren (2) utgöres av ett antal ssriakopplade fotodioder.

4.. Anordning enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att det aokumulerande elementet (3) utgöres av_ett kapaoitivt element. 8401912-4 5

5. Anordning enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att en kondensator (9) är parallellkopplad med det nívaavkännande elementet (B) och att en diod (10) är ansluten i serie med denna parallellkoppling för bibehållande av epänningsmat- ning till nämnda nivaavkännande element (B).

6. Anordning enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att det niväevkännande elementet (6) och omkopplingselementet (5) utgör en enhet.