SU1420387A1 - Quick-operating spectrometer - Google Patents

Quick-operating spectrometer Download PDF

Info

Publication number
SU1420387A1
SU1420387A1 SU864147785A SU4147785A SU1420387A1 SU 1420387 A1 SU1420387 A1 SU 1420387A1 SU 864147785 A SU864147785 A SU 864147785A SU 4147785 A SU4147785 A SU 4147785A SU 1420387 A1 SU1420387 A1 SU 1420387A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
illuminator
input
output
trigger
spectrum
Prior art date
Application number
SU864147785A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Анатольевич Алтоиз
Александр Сергеевич Буйко
Ефим Яковлевич Карповский
Original Assignee
Одесский Институт Народного Хозяйства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский Институт Народного Хозяйства filed Critical Одесский Институт Народного Хозяйства
Priority to SU864147785A priority Critical patent/SU1420387A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1420387A1 publication Critical patent/SU1420387A1/en

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому нриборостроению и может быть ис- иользовано дл  определени  цвета об ьск- та. Цель изобретени  - гювьннение гоч- ности измерений. Излучение определенного спектрального состава, формируемого мо о- х)()матическим осветителем 1, iipoeiuil veTс  на объект. По окончании сканировани  осветител  1 начинаетс  сканирование спектра излучени  осветител  2. При раз- личны.х направлени х дисперсии осветителей 1 и 2 на фотоэлектрическом преобразователе образуетс  сигнал, характеризующий отражение или пропускание исследуемого . Этот сигнал представл ет собой два максимума, поступающих на электронный ;1етектор максимума 8. Преобразованный до двух коротких острых импульсов сигнал поступает на триггер 9, а затем на элемент И 10. На другой вход элемента И поступают импульсы от генератора II. Число импульсов подсчитываетс  счетчиком 12 и индицируетс  блоком 13. Применение э.1ектронного детектора макси мума позвол ет устранить погрешность, св занную с неточностью онределени  максимума тока на выходе фотопреобразовател . 2 ил. С (ЛThe invention relates to optical fabrication and can be used to determine the color of an area. The purpose of the invention is to ensure the accuracy of the measurements. Radiation of a certain spectral composition formed by a mo o (x) () matic illuminator 1, iipoeiuil ve Tc per object. At the end of the scan of the illuminator 1, the scanning of the emission spectrum of the illuminator 2 begins. With different directions of dispersion of the illuminators 1 and 2, a signal is formed on the photoelectric transducer that characterizes the reflection or transmission of the object under study. This signal consists of two maxima arriving at the electronic; 1 maximum 8 detector. The signal converted to two short sharp pulses arrives at trigger 9 and then at element 10. At the other input of element 10, pulses are received from generator II. The number of pulses is counted by the counter 12 and is indicated by the block 13. The use of this electronic detector of the maximum allows to eliminate the error associated with the inaccuracy of determining the maximum current at the output of the photovoltaic converter. 2 Il. C (L

Description

NDND

ОABOUT

ооoo

0000

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  определени  цвета объекта, например жидкого кристалла в холестери- ческой мезофазе.The invention relates to optical instrumentation and can be used to determine the color of an object, such as a liquid crystal in cholesteric mesophase.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 представлена структурна  схема скоростного спектрометра; на фиг. 2 - функциональна  схема электронного детектора максимума.FIG. 1 shows a flow chart of a high-speed spectrometer; in fig. 2 - the electronic maximum detector circuit is functional.

Скоростной спектрофотометр содержит первый монохроматический осветитель 1,второй монохроматический осветитель 2, первую выходную щель 3 и вторую выходную П1ель 4, фокусирующий объектив 5, держатель 6 дл  образца с объектом исследовани , фотоэлектрический преобразователь 7, электронный детектор 8 максимума, триггер 9 со счетным входом, логический элемент И 10, генератор 11 образцовой частоты, счетчик 12 импульсов и блок 13 индикации.The speed spectrophotometer contains the first monochromatic illuminator 1, the second monochromatic illuminator 2, the first output slit 3 and the second output P1el 4, the focusing lens 5, the sample holder 6 for the sample with the object of study, the photoelectric converter 7, the electronic maximum detector 8, trigger 9 with a counting input, the logical element And 10, the generator 11 exemplary frequency counter 12 pulses and block 13 of the display.

Электронный детектор 8 максимума состоит (фиг. 2) из дифференцирующих операционных усилителей 14 и 15, детектора 16 нул , порогового детектора 17, логического элемента И 18 формирующего элемента 19.The electronic maximum detector 8 (FIG. 2) consists of differentiating operational amplifiers 14 and 15, a zero detector 16, a threshold detector 17, a logical element And 18 of the forming element 19.

Первый и второй монохроматические осветители I и 2 включают источник света , конденсаторные линзы, диспергирующие элементы (призмы), вращающиес  зеркала, расположенные на общей оси вращени  и фокусирующие линзы.The first and second monochromatic illuminators I and 2 include a light source, condenser lenses, dispersing elements (prisms), rotating mirrors located on a common axis of rotation, and focusing lenses.

Скоростной спектрофотометр работает следующим образом.Speed spectrophotometer works as follows.

Изображение каждого из спектров, формируемых осветител ми 1 и 2, фокусируетс  в плоскости соответствующих нхелей 3 и 4, которые вырезают из спектра узкие участки, соответствующие длинам волн в интервале Л.. Щели расположены в фокальной плоскости объектива 5, который проецирует изображение обоих спектров на объект исследовани , закрепленный в держателе 6.The image of each of the spectra formed by illuminators 1 and 2 is focused in the plane of the corresponding nhelii 3 and 4, which cut out narrow regions of the spectrum corresponding to wavelengths in the interval L. The slits are located in the focal plane of the objective 5, which projects the image of both spectra onto the object of study, fixed in the holder 6.

В статике при неподвижных зеркалах осветителей 1 и 2 изображение спектра попадает только на одну из щелей (на фиг. 1 дл  определенности прин то попадание изображени  дл  осветител  1) и объект в держателе 6 освещаетс  монохроматическим светом с длинами волн из интервала Л..In static with fixed mirrors of illuminators 1 and 2, the image of the spectrum hits only one of the slits (in Fig. 1, for definiteness, an image hit for illuminator 1 is taken) and the object in holder 6 is illuminated with monochromatic light with wavelengths from the interval L.

При вращении зеркал осветителей 1 и 2 изображение спектра перемещаетс  по плоскости щели 3, 4 и она засвечиваетс  последовательно во времени длинноволновыми (красный), а затем коротковолновыми (фиолетовый) участками спектра. Объект исследовани  соответственно освещаетс  в той же последовательности светом, измен ющим цвет от красного к фиолетовому. По окончании сканировани  спектра по щели 3 осветител  1 начинаетс  сканироваWhen the mirrors of the illuminators 1 and 2 are rotated, the spectrum image moves along the plane of the slit 3, 4 and it is illuminated sequentially in time by the long-wave (red) and then short-wave (purple) parts of the spectrum. The object of study is respectively illuminated in the same sequence with light changing color from red to violet. When the spectrum is scanned over slit 3 of the illuminator 1, scanning begins.

ние спектра, формируемого осветителем 2 на щели 4. Это достигаетс  определенным угловым смещением плоскости зеркала осветител  2 по отношению к плоскостиthe spectrum formed by the illuminator 2 on the slit 4. This is achieved by a certain angular displacement of the plane of the mirror of the illuminator 2 with respect to the plane

зеркала осветител  1, расположенных на одной и той же оси вращающегос  двигател . В отличие от указанного выще пор дка следовани  длин волн спектра от осветител  I по щели 3 спектр от осветител  2 по щели 4 перемещаетс  в обратном пор дке, т. е. начина  с коротковолновой (фиолетовой) и заканчива  длинноволновой (красный) част ми спектра. Это достигаетс  специальным зеркально- симметричным расположением диспергирующих элементов (призм) осветителей 1 и 2, т. е. направлени  дисперсии противоположны .mirrors of the illuminator 1, located on the same axis of the rotating engine. In contrast to the above, the order of following the wavelengths of the spectrum from illuminator I through slit 3, the spectrum from illuminator 2 through slit 4 moves in reverse order, i.e., starting from the shortwave (violet) and ending with the longwave (red) parts of the spectrum. This is achieved by a special mirror-symmetric arrangement of the dispersing elements (prisms) of the illuminators 1 and 2, i.e. the directions of dispersion are opposite.

Поэтому после освещени  объекта исследовани  спектром, формируемым осветителем 1 через щель 3 в пор дке убывани  длин волн от красного к фиолетовому , происходит освещение объекта исследовани  спектром, формируемым осветителем 2 через щель 4 в пор дке возрастани  длин волн от фиолетового к красному . При этом интенсивность отраженного (пропущенного) объектом излучени  имеет два максимума, первый из которых образуетс  при сканировании спектра через щель 3 от красного к фиолетовому цвету, а второй - при сканировании спектраTherefore, after illuminating the object of study with a spectrum formed by illuminator 1 through slit 3 in order of decreasing wavelengths from red to violet, the object of study is illuminated with a spectrum formed by illuminator 2 through slit 4 in order of increasing wavelengths from violet to red. In this case, the intensity of the reflected (transmitted) object has two maxima, the first of which is formed when scanning the spectrum through slit 3 from red to purple, and the second - when scanning the spectrum

через щель 4 от фиолетового к красному цвету. Эти два максимума, фиксирующие совпадение спектральной составл ющей Л. светового потока, попадающего на объект исследовани , с цветом объекта, однозначно определ ют цвет (дополнительный цвет)through slit 4 from purple to red. These two maxima, which fix the coincidence of the spectral component of the L. of the light flux falling on the object of study, with the color of the object, uniquely determine the color (complementary color)

исследуемого образца.the sample under study.

Отраженное (пропущенное) объектом исследовани  излучение поступает в фотоэлектронный преобразователь 7, на выходе которого формируетс  электрический сигнал,The radiation reflected (transmitted) by the object of study enters the photoelectric converter 7, at the output of which an electrical signal is generated,

имеющий следующие друг за другом максимумы тока, моменты по влени  которых соответствуют моментам совпадени  спектральной составл ющей ДЯ, светового потока, попадающего на объект исследовани , с цветом объекта. Этот электрический сигналhaving successive current maxima, the moments of occurrence of which correspond to the moments of coincidence of the spectral component of the QS, the light flux falling on the object of study with the color of the object. This electrical signal

поступает на вход электронного детектора 8 максимума, который дл  каждого из максимумов тока, поступающих на его вход, формирует короткий острый импульс, передний фронт которого соответствует во времени моменту по влени  одного из максимумов входного электрического сигнала. При одном сканировании составного спектра выходной сигнал электронного детектора 8 максимума имеет вид двух коротких острых импульсов, которые поступают на счетный вход триггера 9. Первый изenters the input of the electronic detector 8 of the maximum, which for each of the current maxima arriving at its input, forms a short sharp pulse, the leading front of which corresponds in time to the appearance of one of the maxima of the input electrical signal. With a single scan of the composite spectrum, the output signal of the electronic detector 8 of the maximum has the form of two short sharp pulses that arrive at the counting input of the trigger 9. The first of

этих импульсов перебрасывает триггер 9 в единичное состо ние, а второй возвращает триггер 9 в нулевое (исходное) состо ние. При единичном состо нии триггера 9 сигналof these pulses, flip-flop 9 flips to one state, and the second returns flip-flop 9 to zero (initial) state. With a single state of trigger 9 signal

с его выхода поступает на второй вход логического элемента 10 и разрешает поступление импульсов от генератора 11 образцовой частоты на счетный вход счетчика 12. Процесс накапливани  импульсов от генератора 11 через элемент И 10 в счетчике 12 продолжаетс  до момента поступлени  от электронного детектора 8 максимума второго короткого острого импульса на счетный вход триггера 9. Триггер 9 возвращаетс  в нулевое состо ние и закрывает элемент И 10, который перестает пропускать импульсы от генератора 11. При этом в счетчике 12 фиксируетс  число, соответствующее удвоенной длине волны спектра, дл  которой формировались максимумы электрического сигнала на выходе фото.электронного преобразовател  7.from its output it enters the second input of logic element 10 and permits the arrival of pulses from a generator 11 of exemplary frequency to the counting input of counter 12. The process of accumulating pulses from generator 11 through element 10 in counter 12 continues until the moment of the second short a pulse to the counting input of the trigger 9. The trigger 9 returns to the zero state and closes the element 10, which ceases to pass pulses from the generator 11. In this case, the number 12 is recorded in the counter 12, corresponding to etstvuyuschee twice the length of the wave spectrum, for which the maxima formed on the output electrical signal transducer foto.elektronnogo 7.

Это число индуцируетс  с помощью блока 13 индикации.This number is induced by the display unit 13.

В устройстве за счет использовани  двух монохроматических осветителей и из мерени  с помощью электронного детектора максимума промежутка времени между двум  моментами максимальной интенсивности отраженного (пропущенного) объектом исследовани  излучени  примерно в два раза повышаетс  разрешающа  способность по сравнению с прототипом, поскольку изменение цвета образца приводит к зеркально-симметричному смещению во времени обоих импульсов на выходе детектора 8, ограничивающих измер емый интервал времени.In the device, by using two monochromatic illuminators and measuring the time interval between two moments of the maximum intensity of the reflected (transmitted) by the object of study by means of an electronic detector, the resolution is approximately twice as high as the prototype, since the change in the color of the sample leads to a symmetrical shift in time of both pulses at the output of the detector 8, which limit the measured time interval.

Кроме того, в устройстве оба момента, ограничивающие интервал времени, который определ ет цвет (дополнительный цвет) объекта исследовани  за счет использовани  зеркально-симметричного составного спектра, формируютс  определ емым параметром исследуемого оптического сигнала - длиной волны максимального отраженного (пропущенного) излучени . Это исключает погрещности измерений, св занные с ограниченной чувствительностью фотопреобразовател , так как различные изменени  чувствительности последнего не могут привести к смещению максимума тока относительно щумового тока, поскольку измер ютс  мо0In addition, in the device, both moments limiting the time interval that determines the color (additional color) of the object of study due to the use of a mirror-symmetric composite spectrum are formed by the determined parameter of the optical signal under study - the wavelength of the maximum reflected (transmitted) radiation. This eliminates measurement errors due to the limited sensitivity of the photoconverter, since various changes in the sensitivity of the latter cannot lead to a shift in the current maximum relative to the sound current, as measured by

5five

00

5five

00

5five

00

менты поступлени  двух максимумов тока. Применение электронного детектора максимума позвол ет устранить погрешность, св занную с неточностью определени  максимума тока на выходе фотопреобразовател , так как в предлагаемом устройстве фиксируетс  передний фронт короткого острого импульса.The cops arrive at two current maxima. The use of an electronic maximum detector makes it possible to eliminate the error associated with the inaccuracy of determining the maximum current at the output of the photovoltaic converter, since the proposed device records the leading edge of a short sharp pulse.

Благодар  введению электронного детектора максимума, преобразующего электрический сигнал, по вл етс  возможность использовани  устройства (при необходимости ) в автоматизированных измерительных системах.Due to the introduction of an electronic maximum detector that converts an electrical signal, it is possible to use the device (if necessary) in automated measuring systems.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Скоростной спектрофотометр, содержащий оптически св занные первый монохроматический осветитель, снабженный узлом сканировани  по спектру, фокусирующий объектив , держатель образца и фотоэлектрический преобразователь, а также систему регистрации , соединенную с фотоэлектрическим преобразователем, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерений, спектрофотометр дополнительно содержит второй монохроматический осветитель, снабженный узлом сканировани  по спектру, направление дисперсии второго монохроматического осветител  противоположно направлению дисперсии первого монохроматического осветител , узлы сканировани  по спектру первого и второго монохроматических осветителей кинематически сопр жены , система регистрации содержит электронный детектор максимума, триггер, логический элемент И, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов и блок индикации , причем фотоэлектрический преобразователь соединен с входом электронного детектора максимума, выход которого соединен с входом триггера, выход триггера соединен с первым входом логического элемента И, второй вход логического элемента И соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход логического элемента И соединен с входом счетчика, выход которого соединен с блоком индикации .A speed spectrophotometer containing an optically coupled first monochromatic illuminator equipped with a spectral scanning unit, a focusing lens, a sample holder and a photoelectric converter, as well as a recording system connected to the photoelectric converter, in order to improve the measurement accuracy, the spectrophotometer additionally contains second monochromatic illuminator equipped with a scanning unit along the spectrum, direction of dispersion of the second monochromatic illuminator The cell is opposite to the direction of dispersion of the first monochromatic illuminator, the scanning units along the spectrum of the first and second monochromatic illuminators are kinematically matched, the recording system contains an electronic maximum detector, a trigger, a logic element And, a sample frequency generator, a pulse counter and a display unit, with a photoelectric converter connected to the input electronic maximum detector, the output of which is connected to the trigger input, the trigger output is connected to the first logic input AND gate, the second input of the AND gate connected to the output reference frequency generator, and the output of NAND gate is connected to the counter input, whose output is connected to the display unit. -Цпит Фиг. 2-Spit FIG. 2
SU864147785A 1986-11-17 1986-11-17 Quick-operating spectrometer SU1420387A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864147785A SU1420387A1 (en) 1986-11-17 1986-11-17 Quick-operating spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864147785A SU1420387A1 (en) 1986-11-17 1986-11-17 Quick-operating spectrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1420387A1 true SU1420387A1 (en) 1988-08-30

Family

ID=21267738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864147785A SU1420387A1 (en) 1986-11-17 1986-11-17 Quick-operating spectrometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1420387A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Перкалькис Б. Ш. Использование современных научны.х средств в физических демонстраци х. М.: Наука, 1971. с. 78. Авторское свидетельство ( ССР № 879331, кл. G 01 J 3/42, 1)8(). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3552857A (en) Optical device for the determination of the spacing of an object and its angular deviation relative to an initial position
SU1420387A1 (en) Quick-operating spectrometer
US3813169A (en) Device for determining position and focus of an optical member
US3458704A (en) Angular position measuring device employing optical measurement of critical angle reflection between a reference point and a rotating data point
RU2292038C2 (en) Method and device for measuring refractivity
US2319889A (en) Refractometer
RU2427814C1 (en) Method of measuring lens transmission coefficient
RU2033603C1 (en) Method of measurement of reflection factor
RU1824547C (en) Reflectometer for concave mirrors
SU1458779A1 (en) Autocollimation method of determining refraction indexes of wedge-shaped specimens
SU1375955A1 (en) Photometer
SU1515039A2 (en) Photoelectric autocollimator for fixing angular position of object
SU1578599A1 (en) Method of determining refrigeration index of optical glass
SU194948A1 (en) DEVICE FOR TESTING ELECTRIC MEASURING INSTRUMENTS
SU1122940A1 (en) Device for measuring refractive index of absorbing medium
RU1805347C (en) Photometer-fluorimeter-nephelometer
SU1383161A1 (en) Method of determining path-length difference of optically anisotropic objects
US2435175A (en) Flickering beam spectrophotometer for the measurement of bronze
RU2109256C1 (en) Method of determination of coefficient of light linear polarization in reflection and device intended for its realization
SU932341A1 (en) Method of determination of focal length and rear focus position of an optical system
SU1375951A1 (en) Polarometric goniometer
SU469943A1 (en) Device for quality control and alignment of telescopes
RU2032166C1 (en) Method of determination of refractive index of wedge-shaped articles
SU399769A1 (en) METHOD OF MEASURING DISPERSION
SU1368655A1 (en) Reflectometer for vacuum ultraviolet rays