SU813143A1 - Photoelectric spectrum analyzer - Google Patents

Photoelectric spectrum analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU813143A1
SU813143A1 SU792780989A SU2780989A SU813143A1 SU 813143 A1 SU813143 A1 SU 813143A1 SU 792780989 A SU792780989 A SU 792780989A SU 2780989 A SU2780989 A SU 2780989A SU 813143 A1 SU813143 A1 SU 813143A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
voltage
input
resistor
linear
Prior art date
Application number
SU792780989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Михайлович Борисов
Нина Петровна Борисова
Original Assignee
Коммунарский Горно-Металлургичес-Кий Институт Министерства Высшегои Среднего Специального Образова-Ния Украинской Ccp
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 Коммунарский Горно-Металлургичес-Кий Институт Министерства Высшегои Среднего Специального Образова-Ния Украинской Ccp filed Critical Коммунарский Горно-Металлургичес-Кий Институт Министерства Высшегои Среднего Специального Образова-Ния Украинской Ccp
Priority to SU792780989A priority Critical patent/SU813143A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU813143A1 publication Critical patent/SU813143A1/en

Links

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР(54) PHOTO-ELECTRIC SPECTRON ANALYZER

II

Изобретение огиоситс  к оптическим спектроанализаторам.Invention of optical spectroscopy analyzers.

Известны устрсйства дл - оптическсмго анализа образца (11.There are known devices for d - optic analysis of the sample (11.

. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  оптического анализа , содержащее два источника излучени , фотогфеобразователи, снабженные регул торами коэффициентов усилени , линейные ключи, цифроаналоговые гфеобра ователи, нуль-саганы, одни из соединены с регул тсфами коэффициентов усилени , другие подключены к устройствам управлени  ци4роаналоговыми преобразовател ми , и регистрирующее устройство 23Т. The closest to the present invention is an optical analysis device containing two sources of radiation, photogenerators equipped with gain control knobs, linear keys, digital-to-analog amplifiers, null saganes, one of which is connected to gain control knobs, others are connected to control devices that are 4 converters and recording device 23T

Однако такие устройства характеризуютс  недостаточно высокой точностыо измерений, вследствие того, что на результат измерений оказывают вли ние гемновые токи фотоприемника и дрейф нул  усилителей.However, such devices are characterized by an insufficiently high accuracy of measurements, due to the fact that the gem currents of the photodetector and the drift of amplifiers affect the measurement result.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Эта цель достигаетс  тем, что известный фотоэлектрический спектроанализатор, содержащий источники излучени , фото- преобразователи, снабженные регул торами коэффициенте усилени , линейные ключи, цифроаналоговые преобразователи, нуль-саганы, одни из которых соединены с регул тс ами коэффициентов усилени , другие подключены к устройствам управ лени  цифроаналс  овыми преобразовател ми , и регистрирующее устройство, снабжен делител ми напр жени , а линейные ключи выполнены трехканальными, при этом выход первого делител  напр жени , состо щего из посто нных резисторов и соединенного с первым каналом первого линейного ключа, подключен на первый вход, первого нуль-орг&на, выход второго делител  напр жени , состо щего из последовательно соединенных посто нного резистора и первого цифрового управл емого резЕстора . и соединенного со вто;рым каналом первого линейного ключа, подключен на первый вход вторсхго нульоргана , выход третьего канала первого линейного ключа подключен ко втсрым входам первого и BTqDoro о ь-органа, выход третьего делител  напр жени , состо щего из посто нного резистора и второго цифрового управл емого резистора и соединенного с первым каналом . второго линейного ключа, подключен на первый вход третьего нуль-органа, выход .четвертого делител  напр жени , состо щего из посто нного резистора и третьего цифровото управл емого резистора и соединенного со вторым каналом второго линейного ключа, подключец на первый вход четвертого нуль-сагана, выход третьего канала второго линейного ключа подключен ко вторым входам третьего и четвертого нуль-органов. На чертеже изображена схема фотоэлектрического спектроанализатс эа. Устройство содержит оптическую систему 1, источники 2 и 3 излучени , фо топриемник 4, регистрирующий основной поток, фотоприемник 5, регистрирующий поток сравнени . Выход фотоприемника 4 соединен со входом первого усилител  6 а выход фотоприемника 5 - со входом второго усилител  7, Выходы усилителей 6 и 7 соединены со входами первого линейного ключа 8 и второго линейного ключа 9 соответственно. Линейные ключи 8 и 9 выполнены трехканальными. На выходе первого канала линейного клю ча 8 включен делитель напр жени , состо щий из посто нных резистсров 1О и 11 ( R и RJ ). Выход этого делител  соединен с первым входом нуль-органа 12. выход которого подключен к регул тору коэффициента усилени  усилител  б. Второй выход линейнсго ключа соединенс делителем напр жени , состо щим из посто нного резистора 13(R3) и цифрово го управл емого резистора 14 (R). Вы ход этого делител  напр жени  соединен о первым входом нуль-органа 15, выход которого подключен к импульсному ключу 16, вход щему в устройство управлени  цифровым резистором 14, Вход импульсного ключа 16 подключен к генератору: 17 импульсов, а его выход к пересчетному устройству 18, св занному с цифровым управл емым резистс эом 14. Выход третьего канала линейного ключа 8 подключен ко втсрьгм входам нуль-органа 12 и 15, Первый канал линейного клю-ча 9 соединен с делителем напр жени , состо щим из посто нного резистора 19 (Ry) и цифрового управл емого резистора 20(R4), св занного с пересчетным 3.4 устройством 18. Выход этого делител  напр жени  подключен к первому входу нуль-фгана 21, выход которого соединен с регул тсром коэффч{диенга усилени  усилител  7, Втсрой выход линейного ключа 9 подключен к делителю напр жени , состо щему из посто нного резистора 22 (R7) и ци4рового управл емого резистора 23 (Rg), Выход этого делител  напр жени  подключен к первому входу нуль-органа 24, выход которого соединен с импульсным ключом 25, вход щим в устройство управлени  цифровым управл емым резистором 23„ Вход ключа 25 соединен с генератором 17 импульсов, а его выход с пересчетным устройством 26, св занным с цифровым управл емым резистором 23 и регистрирующим устройством 27. Дл  управлени  работой источНИКОВ 2 и- .3 излучени  и линейных ключей 8 и 9 установлен синхронизатор 28, Регул тс ы коэффициентов усилени  установлены в усилител х 6 и 7. Устройство работает следующим образом . Из излучени  анализируемого образца в оптической системе 1 выдел етс  аналитическа  ЛИНИЯ, световой поток которой воспринимаетс  фотоприемником 4, и лини  сравнени , световой поток направлен на фотоприемник 5, На эти же фотоприемники поочередно с импульсами искры Подаютс  световые импульсы от источника 3, работой котсрого управл ет синхронизатор 28, Между дугами искры и световыми импульсами источника 3 имеютс  промежутки времени, в течение которых фотоприемники не освещены. Сигналы с фотоприемников усиливаютс  усилител ми и поступают на линейные ключи. Через один канал каждого линейного ключа пропускаетс  Сигнал, возникающий в момент освещени  фотоприемника излучением искры , через второй канал - сигнал, возникающий в момент освещени  источником 3 и через третий - в момент, когда фотоприемники не освещены, т.е, пропускаетс  сигнал, обусловленный темновым током фотоприемника и смещением нул  усилител . Поэтому с первото канала первого линейного .- ключа на делителе напр жени , состо щем из резисторов 1О и 11 (R и R(,) выдел етс  сигнал Ц Ц, к,+i/f,: на делителе, состо щем из резисторов 13 и 14 (Rj и R), сигнал и на выходе третьего канала первого линейного ключа сигнал Urvi f на делителе, состо щем из резистрров 19 и 20 (Rj и R), - сиг5 нал . делителе, состо щем из резисторов 22 и 23 (R-.и Rft) сигнал 0, иг и «а выходе третьего :канала второго линейного ключа сигнал Онд , где и - напр жение, пропорциональное интенсивности аналитической линии с фотоприемника 4; 0 - напр жение пропорциональное световому потоку источника 3 .с фотоприемнйком 4; гц- величина сигнала, обусловленного темновы током фотоприемника 4 и смещением нул усилител  6; коэффициент усилени  усилител  6; Uj- напр жение, пропорциональное световому потсжу источника снимаемое с фотоприемника 5j Ufl- напр жение , пропорциональное интенсивности линии сравнени  с фотоприемника 5; величина сигнала, обусловленна  темновым током фотоарИемника и смещением усилител  7; Kj - коэффициент уси лени  усилител  7. , . Напр жение с выхода делител  напр жени  на резисторах Ю н 11, поступающее на первый вход нуль-органа 12, сравниваетс  с на пр жением йгй, поступающим на второй вход нуль-органа 12. Напр жение, пропорциональное разности - Un с выхода нульоргана 12 воздействует на регул тс коэффициента усилени  усилител  6, устанавлива  и поддержива  коэффициент усилени  таким, чтобы указанна  разнос приближалась к нулю, т.е. , Hu., u,-K,b., .. 1 Напр жение ,Ua-K,tUH, Rj-b R С выхода делител  напр жени  на резисторах 13 и 14, поступающее на первый вход нульхзргана 15, также сравниваетс с напр жением Оц , поступающим на второй вход нуль-орга на 15. Напр жение Л U - UM с выхода нульоргана 15 управл ет прохождением импульсов с генератора 17 через ключ 16 в пересчетное устройство 18. В зависимости от знака разности Л Uj увеличиваетс  либо уменьшаетс  число импульсов в накопителе пересчетного устрсйст .ва 18, а следовательно, увеличиваютс  или уменьшаютс  сопротивлени  цифровы управл емых резисторов 14 и 2О, которыми управл ет пересчетное устройств 18. Сопротивление резистора 14 устанавливаетс  таким, чтобы напр жение. 436 снимаемое с делител  напр жени  на резисторах 13 и 14, было близко к Ut, т.е. . и„, и и„,и,К, (2) Одновременно с изменением сопротивлени  резистс эа 14 на такую же величину измен етс  сопротивление резистора 2О. ;UJ .VJ4lU U. Напр жение ,Ь С выхода делител  на резисторах 19 и 2О, поступающее на первьй вход нуль- органа 21, сравниваетс  с напр жением UHJ , поступающим на второй вход этого же нуль-органа,, Напр женна AUj- U - UH с выхода нуль-органа 21 воздействует на регул тор коэффициента усилени  усилител  7, устанавлива  и поддержива  коэффициент усилени  таким, чтобы указанна  разность 1фи6лижалась к нулю, т.е. Un..,HUH. U3.K.i(3) Яу R6 Напр жение и .rJirt-Una ;С выхода делител  на резисторах 22 и 23, поступающее на первый вход нульоргана 24, также сравниваетс  с Un., поступающим на его второй вход. Напр жение uU4 М4- выхода нуль-органа управл ет прохождением импульсов с генератора 17 через ключ 25 в пересчетное устройство 26. В зависимости от знака разности AU увеличиваетс  или уменьшаетс  число рмпульсов в накопителе устройства 26, а следовательно увеличиваютс  или уменьшаютс  сопротивление резистора 23 и показани  регистрирующвго устройства 27, которыми управл ет пересчетное устройство 26. |Сопротивпеиие резистора 22 устанавливаетс  таким, чтобы напр жение, снимаемое с делител  напр жени  на резисторах 21 и 22, было близко к напр жению , т.е. Ufl Ki+ Uhr Ri«UniH UM U4KiM(4) , Одновременно с изменением сопротивлени  цифрового управл емс хэ резистора 22 измен ютс  показани  регистрирующего устрсЛства 27. Сопротивлени  резисторов R РЗ 5 ч 7 могут быть выбраны одинаковыми, равными 1, тогда из (1) и (2) .к.4 (5)This goal is achieved by the fact that the well-known photoelectric spectrum analyzer contains radiation sources, photo-converters equipped with gain control knobs, linear switches, digital-to-analog converters, null saganes, some of which are connected to gain control knobs, others are connected to control devices lazy digital-to-analog converters, and a registering device, is equipped with voltage dividers, and the linear switches are made of three-channel ones, with the output of the first voltage divider, consisting of fixed resistors and connected to the first channel of the first linear switch connected to the first input, the first zero-org &, the output of the second voltage divider consisting of series-connected fixed resistor and the first digital controlled resistor. and connected to the secondary channel of the first linear switch, connected to the first input of the second nullorgan, the output of the third channel of the first linear switch is connected to the secondary inputs of the first and BTqDoro o-organ, the output of the third voltage divider consisting of a constant resistor and the second digital controlled resistor and connected to the first channel. the second linear key connected to the first input of the third null organ, the output of the fourth voltage divider consisting of a constant resistor and the third digital-to-control resistor and connected to the second channel of the second linear key, the first input of the fourth null-sagana, the output of the third channel of the second linear key is connected to the second inputs of the third and fourth null-organs. The drawing shows a diagram of a photoelectric spectrum analyzer. The device contains an optical system 1, sources 2 and 3 of radiation, a photo-receiver 4, a recording main stream, a photo-receiver 5, a recording stream of comparison. The output of the photodetector 4 is connected to the input of the first amplifier 6 and the output of the photoreceiver 5 is connected to the input of the second amplifier 7, the outputs of the amplifiers 6 and 7 are connected to the inputs of the first linear switch 8 and the second linear switch 9, respectively. Linear keys 8 and 9 are three-channel. The output of the first channel of the linear key 8 includes a voltage divider consisting of constant resistors 1O and 11 (R and RJ). The output of this divider is connected to the first input of the zero-body 12. the output of which is connected to the amplifier gain controller b. The second output of the linear switch is connected by a voltage divider consisting of a constant resistor 13 (R3) and a digital controlled resistor 14 (R). You are running this voltage divider connected to the first input of the zero-body 15, the output of which is connected to the pulse key 16, the digital resistor 14 entering the control device. The input of the pulse key 16 is connected to the generator: 17 pulses, and its output to the scaler 18 connected to the digital control resistor 14. The output of the third channel of the linear switch 8 is connected to the inputs of the null organ 12 and 15, the first channel of the linear switch 9 is connected to a voltage divider consisting of a constant resistor 19 (Ry ) and digital control a resistor 20 (R4) connected to the 3.4-conversion device 18. The output of this voltage divider is connected to the first input of the null fgant 21, the output of which is connected to the gain control coefficient {dieng gain of the amplifier 7, the second output of the linear switch 9 is connected to the divider a voltage consisting of a constant resistor 22 (R7) and a digital controlled resistor 23 (Rg); The output of this voltage divider is connected to the first input of the zero-body 24, the output of which is connected to a pulse switch 25 entering the control device 23 „digital controlled resistor The key input 25 is connected to a pulse generator 17, and its output to a scaling device 26 connected to a digital controlled resistor 23 and a recording device 27. A synchronizer 28 is installed to control the operation of the sources 2 and -3 of the radiation and the linear keys 8 and 9 The gain factor controls are set at amplifiers 6 and 7. The device operates as follows. From the radiation of the analyzed sample in the optical system 1, an analytical LINE is released, the luminous flux of which is perceived by the photoreceiver 4, and a comparison line, the luminous flux is directed to the photodetector 5. The same photodetectors alternate with the pulses of a spark. synchronizer 28. There are time intervals between the arcs of the spark and the light pulses of the source 3 during which the photodetectors are not illuminated. Signals from photodetectors are amplified by amplifiers and fed to linear switches. Through one channel of each linear key, the signal that occurs at the time of illumination of the photoreceiver by spark radiation passes through the second channel - the signal that occurs at the moment of illumination with source 3 and through the third - at the moment when the photoreceivers are not illuminated, i.e., the signal due to dark photodetector current and zero offset amplifier. Therefore, from the first channel of the first linear .- key on the voltage divider consisting of resistors 1O and 11 (R and R (,) the signal Ц к, k, + i / f, is allocated: on the divider consisting of resistors 13 and 14 (Rj and R), the signal and the output of the third channel of the first linear key is the signal Urvi f on the divider consisting of resistors 19 and 20 (Rj and R), the signal of the divider consisting of resistors 22 and 23 ( R-.and Rft) signal 0, ig and "a third output: channel of the second linear key signal Ond, where and is a voltage proportional to the intensity of the analytical line from the photodetector 4; 0 - voltage The output is proportional to the luminous flux of the source 3. With a photoreceiver 4; Hz is the magnitude of the signal caused by the dark current of the photoreceiver 4 and the zero offset of the amplifier 6; the gain of the amplifier 6; Uj is the voltage proportional to the light source of the source 5j Ufl- proportional to the intensity of the comparison line from the photodetector 5; the magnitude of the signal due to the dark current of the photo source and the bias of the amplifier 7; Kj is the amplification factor of amplifier 7.,. The voltage from the output of the voltage divider on the resistors Yn 11 supplied to the first input of the zero-body 12 is compared with the voltage of the yy coming to the second input of the zero-body 12. The voltage proportional to the difference - Un from the output of the nullorgan 12 acts on adjusting the gain of the amplifier 6, setting and maintaining the gain so that the indicated spacing approaches zero, i.e. , Hu., U, -K, b., .. 1 Voltage, Ua-K, tUH, Rj-b R From the output of the voltage divider on resistors 13 and 14, supplied to the first input of the null pulse 15, is also compared with voltage Ont, arriving at the second input of the zero-org on 15. The voltage L U - UM from the output of the nullorgan 15 controls the passage of pulses from the generator 17 through the key 16 to the scaler 18. Depending on the sign of the difference L Uj, the number of pulses increases or decreases in the accumulator of the recalculating device 18 and, consequently, the resistance of the digitally controlled ones increases or decreases ezistorov 2O and 14, which controls the scaler 18. Resistor 14 is set such that the voltage. 436, the voltage removed from the voltage divider across resistors 13 and 14 was close to Ut, i.e. . and ", and and", and, K, (2) Simultaneously with the change in resistance of resistance 14, the resistance of resistor 2O changes by the same amount. ; UJ .VJ4lU U. Voltage, b From the output of the divider to resistors 19 and 2O, arriving at the first input of the null organ 21, is compared with the voltage UHJ entering the second input of the same null organ, “Strained AUj- U - UH from the output of the null organ 21 acts on the gain controller of the amplifier 7, setting and maintaining the gain so that the indicated difference of 1fi6 approaches zero, i.e. Un .., HUH. U3.K.i (3) Yau R6 Voltage and .rJirt-Una; From the output of the divider, resistors 22 and 23, coming to the first input of the nullorgan 24, is also compared with Un., Coming to its second input. The voltage uU4 M4 of the zero-organ output controls the passage of pulses from the generator 17 through the switch 25 to the conversion device 26. Depending on the sign of the difference AU, the number of impulses in the storage device 26 increases or decreases, and therefore the resistance of the resistor 23 increases or decreases a recording device 27, which is controlled by the converter 26. The resistance of the resistor 22 is set so that the voltage taken from the voltage divider on the resistors 21 and 22 is close to the voltage , Ie UniH UM U4KiM (4), Simultaneously with the change in the digital resistance of the he resistor 22, the readings of the recording device change. The resistors R P3 5 h 7 can be chosen equal to 1, then from (1) and (2) .k.4 (5)

Учитьша , чго из (3), (4.) и (5), получимLearn from (3), (4.) and (5), we get

- Kii«-; - Kii "-;

.UjKi-;l U4Ki ;U3 R,U4-Ri(6 RR.UjKi-; l U4Ki; U3 R, U4-Ri (6 RR

....

(7)(7)

иг- U4play- U4

Как видно из (7) величина R , характ изующа  результат измерений, который фиксируетс  регистрирующим устройством 27, определ етс  только величиной светового потока, характеризующе- го концентрацию анализируемого элемента в пробе, и не зависит от темновот-о тока фотоприемников, смещени  нул  усилителей , а также от колебаний интенсивностей чувствительности основного и вспомогательного источников света, от колебаний чувствительности топриемников, колебаний коэффициентов усилени  усилителей .As can be seen from (7), the value of R, the characteristic measurement result, which is recorded by the recording device 27, is determined only by the value of the luminous flux, which characterizes the concentration of the element being analyzed in the sample, and does not depend on the dark current of the photodetectors, as well as from fluctuations of the sensitivity intensities of the main and auxiliary light sources, from fluctuations in the sensitivity of the receivers, and variations in the gain factors of the amplifiers.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство ССС5Р1. Author's certificate of SSS5R № 541093, кл. О-01 J З/ОО, опублик. 1975.No. 541093, cl. О-01 J З / ОО, published. 1975. 2.Авторское свидетельство СССР :№ 2646489/18-25, кл. Q 01 J 3/42,2. USSR author's certificate: № 2646489 / 18-25, cl. Q 01 J 3/42, опублик. 17.07.78.publish 07/17/78.
SU792780989A 1979-06-18 1979-06-18 Photoelectric spectrum analyzer SU813143A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792780989A SU813143A1 (en) 1979-06-18 1979-06-18 Photoelectric spectrum analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792780989A SU813143A1 (en) 1979-06-18 1979-06-18 Photoelectric spectrum analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU813143A1 true SU813143A1 (en) 1981-03-15

Family

ID=20834145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792780989A SU813143A1 (en) 1979-06-18 1979-06-18 Photoelectric spectrum analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU813143A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1479012A3 (en) Method of detecting changes in material color
US4587427A (en) Breath analyzer
US4049970A (en) Pulsed radiation detector system
SU813143A1 (en) Photoelectric spectrum analyzer
US3809892A (en) Arrangement for hue evaluation
GB1176902A (en) Spectrophotometer
KR860003504A (en) Temperature measuring device
Coor Jr et al. An Automatic Recording Spectrophotometer
SU775630A1 (en) Device for measuring non-linearity of photodetector luminous sensitivity
SU1068731A1 (en) Method and device for nuclear abosrption analysis
ATE125091T1 (en) DETECTOR FOR AN OPTICAL SIGNAL.
US3580684A (en) Optical density-calibrated photometer
GB1013740A (en) Improvements in or relating to optical measuring or indicating instruments
SU905658A1 (en) Two-channel spectral photometer
GB2049165A (en) Dual beam spectrophotometer
Cahn Adaptation of Beckman DU Spectrophotometer to Direct Recording
SU819649A1 (en) Moisture meter
SU960545A1 (en) Photometer
SU939960A1 (en) Nuclear absorbing analyzer
SU1190760A1 (en) Apparatus for detecting ionizing radiation
SU1078258A1 (en) Photometer
SU541093A1 (en) Photoelectric spectrum analyzer
SU1151068A1 (en) Radiant energy meter
SU712687A1 (en) Photometer
SU918826A1 (en) Moisture meter