SU1442839A1 - Двухканальный фотометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к фотометрии , и может быть использовано дл  определени  оптических параметров различных объектов, в частности при контроле параметров пленочных покрытий в процессе изготовлени  в услови х сильных оптических помех. Цель изобретени  - повышение точности и достоверности измерений. Двухканаль- ный фотометр содержит последовательно расположенные источник излучени , модул тор, оптическую систему, фотопреобразователь и .регистратор и отличаетс  тем, что в него введены второй фотопреобразователь, два преобразовател  тока в напр жение, два избирательных усилител , блок индикации перегрузки, коммутатор, детектор , блок преобразовани  и блок упт равлени . Фотопреобразователи оптически св заны с оптической системой, выходы каждого из фотопреобразователей .подключены к входам соответствующих преобразователей тока в напр жение , -выходы которых соединены с входами избирательных усилителей и входами блока индикации перегрузки, выход которого соединен,с первьми входами блока преобразовани  и регистратора . Выходы избирательных усилителей соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен с общей шиной фотометра, а выход - с входом детектора,-выход которого подключен к второму входу блока преобразовани , а выход блока преобразовани  - к второму входу регистратора . Блок управлени  св зан с четвертым входом коммутатора и с третьими входами блока преобразовани  и регистратора. Фотопреобразователи состо т из последовательно расположенных и механически соединенных интерференционного фильтра, рассеивате- л  и светочувствительного элемента. Преобразователи тока в напр жение и избирательные усилители установлены на общей теплопровод щей подложке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. S (Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к фотометрии , и может быть использовано дл  определени  оптических параметров различных объектов, в частности при контроле параметров пленочных покрытий в процессе изготовлени  в услови х сильных: оптических помех.

Цель изобретени  - повышение точ- ности и достоверности измерений.

На чертеже приведена блок-схема двухканального фотометра,

Двухканальньй фотометр содержит источник 1 излучени , модул тор 2, светоделитель 3, отражатель 4 и два идентичных канала, первьй из которых состоит из фотопреобразовател  5, образованного интерференционным фильтром 6, -рассеивателем 7 и светочувст- вительным элементом 8, преобразовател  9 тока в напр жение и избирательного усилител  10, Второй канал содержит соответственно фотопреобразовател t1, состо щий из интерференционного фильтра 12, рассеивател  13 и светочувствительного элемента 14, преобразователь 15 тока в напр жение и избирательный усилитель 16, В состав фотометра вход т также блок 17 индикации перегрузки, теплопровод ща  подложка 18, коммутатор 19, детектор 20, блок 21 преобраз,овани , блок 22 управлени  и регистратор 23, Светоделитель 3 и отражатель 4 образуют оптическую систему 24.

Устройство работает следующим образом .

Свет источника 1 излучени  проходит через модул тор 2 и падает на светоделитель 3, Прошедший через светоделитель 3 луч, проход  через технологическую среду и контролируемый объект, преобразуетс  в первом канале устройства, состо щем из фотопре- (бразовател  5, преобразовател  9 тока в напр жение и избирательного усилител  10,

Длина волны света источника 1 излучени  находитс  в пределах полосы пропускани  интерференционного фильтра 6, Оптическое излучение, прошедшее через интерференционньй фильтр 6, не содержит спектральных составл ющих, лежащих за пределами полосы пропускани  -интерференционного фильтра 6, составл ющей 10 - 100 нм. Это увеличивает отношение сигнал/по 1еха дл  помех, -лежащих в широком спектральном

Q

5 0 5 О

,„

5

диапазоне (внешнее излучение, излучение технологической среды и элементов конструкции).

Прошедшее излучение через рассеи- ватель 7 падает на светочувствитель- ньй .элемент 8, Рассеиватель 7 обеспечивает равномерную засветку поверхности светочувствительного элемента ;8, снижа  погрешность от неравномерной чувствительности поверхности светочувствительного элемента В, Последний выполнен в виде фотодиода, рабо- так дего в режиме генератора тока. Величина этого тока пропорциональна освещенности светочувствительного элемента 8 в широком диапазоне ее изменени  ,

С выхода светочувствительного элемента 8 сигнал поступает на вход преобразовател  9 тока в напр жение, выход которого соединен с одним их входов блока 17 индикации перегрузки и с входом избирательного усилител  10, настроенного на частоту модул ции света, Ес ли сумма напр жений сигнала и помехи на выходе преобразовател  9 тока в напр жение становитс  больше его перегрузочной способности, блок 17 индикации перегрузки вьщает сигнал на первые входы блока 21 преобразовани  и регистратора 23, запреща  их работу до момента уменьшени  входного сигнала ниже установленного значени . Использование блока 17 индикации перегрузки позвол ет повысить достоверность получаемой информации за счет исключени  некорректных измерений .

Сигнал на выходе избирательного усилител  10 не зависит от величины напр жени  помехи, лежащей в полосе пропускани  интерференционного фильтра 6 ,

Второй канал устройства состоит из фотопреобразовател  11, содержащего интерференционньй фильтр 12, рас- сеиватель 13 и светочувствительньй элемент 14, преобразовател  15 тока в напр жение и избирательного усилител  16,

Второй канал устройства работает аналогично первому, но излучение, отраженное от отражател  4 и падающее на фотопреобразователь 11, не проходит через контролируемьй объект, т,е, второй канал  вл етс  опорным и позвол ет исключ ить погрешность, св занную с колебани ми гащности источника 1 излучени .

Сигналы избирательных усилителей 10 и 16 в виде напр жений Ug, и 1в1(1 поступают на первьй и второй входы коммутатора 19 соответственно. Третий вход ком1 утатора 19 соединен с общей шиной устройства и напр жение на нем равно нулю. С выхода коммутатора 19 сигнал поступает на детектор 20. При соединении входа детектора 20 через коммутатор 19 с общей шиной устройства напр жение на выходе детектора 20 U,j  вл етс  аддитивной погрешностью детектора 20.

Выход детектора 20 соединен с вторым входом блока 21 преобразовани . Блок 21 преобразовани  определ ет ве- личины напр жений U, Ugx, - Uj и и U.J,что позвол ет исключить ошибку, св занную с аддитивными погрешност ми детектора 20,и определ ет величину Т К-и,/U-, где К - посто нньй коэффициент , характеризующую свойства контролируемого объекта и не завис щую от колебаний мощности источника 1 излучени  и одинакового относительного температурного изменени  коэффициент

блок 22 управлени  - на микросхемах 155ЛАЗ, 155ТМ2.

Claims (3)

1. Двухканальньй фотометр, содержащий источник излучени , модул тор, оптическую систему, первьй фотопреобразователь и регистратор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и достоверности измерений, в него дополнительно введены второй фотопреобразователь , два

преобразовател  тока в напр жение, два избирательных усилител , блок индикации перегрузки, коммутатор , детектор , блок преобразовани  и блок управлени , при этом источник излучени , модул тор и оптическа  система , состо ща  из светоделител  и отражател , расположены последовательно по ходу луча источника, пер- вый-фотопреобразователь оптически

св зан со светоделителем, второй фотопреобразователь - с отражателем, выходы каждого из фотопреобразователей подключены к входам соответствующих преобразователей тока в напр же

тов передачи преобразователей 9 и 15 30 выходы которых соединены с вхо- тока в напр жение и избирательных уси- избирательных усилителей и вхо- лителей 10 и 16, установленных на общей теплопровод щей подложке 18.

Выход блока 21 преобразовани  соедами блока индикации перегрузки, выход которого соединен с первыми входами регистратора и блока преобразодинен с вторым входом регистратора 23, 35 ™ выходы избирательных усилителей соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к общей шине фотометра, а выход - к входу детекфиксирук дего и отображающего результаты измерений. Блок 22 управлени  управл ет синхронной работой коммутатора 19, блока 21 преобразовани  и регистратора 23, осуществл   последова- 40 которого подключен к вто тельный опрос первого, второго и входу блока преобразовани , а третьего входов коммутатора 19 и преобразование сигналов в блоке 21 преобразовани .

45

Практически устройство может быть реализовано с использованием лазера ЛГ-55 (источник 1 излучени ), модул тора МЛ-3 (модул тор 2), полупрозрачного зеркала (светоделитель 3), призмы полного внутреннего отражени  (отражатель 4) , интерференционных фильтров (интерференционные фильтры 6 и 12). матовых стекол (рассеиватели 7 и 13), фотодиодов ФД-7К (светочувствительные элементы 8 и 14). Блоки 9,10, 15-17 и 20 могут быть реализованы на кшкросхемах 140УД7, коммутатор 19 - на микросхеме 284 КН1, регистратор 23 - на И1щикаторах АЛС-324,

50

55

его выход соединен с вторым входом регистратора, первьй, второй и третий выходы блока управлени  подключены соответственно к четвертому входу коммутатора и третьим входам регистратора и блока преобразовани .

2,Фотометр по П.1, отличающийс  тем, что каждый из фотопреобразователей вьтолнен в виде последовательно расположенных и механически соединенных в единый узел интерференционного фильтра, рассеива- тел  и светочувствительного элемента.

3.Фотометр по П.1, отличающийс  тем, что преобразователи тока в напр жение и избиратель ные усилители установлены на общей теплопровод щей подложке.

выходы которых соединены с вхо- избирательных усилителей и вхо-

дами блока индикации перегрузки, выход которого соединен с первыми входами регистратора и блока преобразо ™ выходы избирательных усилителей соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к общей шине фотометра, а выход - к входу детек Р которого подключен к вто входу блока преобразовани , а

40 которого подключен к вто входу блока преобразовани , а

45

50

55

его выход соединен с вторым входом регистратора, первьй, второй и третий выходы блока управлени  подключены соответственно к четвертому входу коммутатора и третьим входам регистратора и блока преобразовани .

2,Фотометр по П.1, отличающийс  тем, что каждый из фотопреобразователей вьтолнен в виде последовательно расположенных и механически соединенных в единый узел интерференционного фильтра, рассеива- тел  и светочувствительного элемента.

3.Фотометр по П.1, отличающийс  тем, что преобразователи тока в напр жение и избиратель ные усилители установлены на общей теплопровод щей подложке.

|

Г%1