SU888667A1 - Device for measuring water absorption ratio - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области гидрооптики , а именно к области фотометрии, и может быть использовано в области неконтактных измерений гидрооптических характеристик методами регистрации рассе нного 5 света.The invention relates to the field of hydro-optics, namely to the field of photometry, and can be used in the field of non-contact measurements of hydro-optical characteristics by means of recording scattered 5 light.

Известно устройство дл  измерени  показател  поглощени  воды содержит излучатель , фотоприемник и регистратор 1.A device for measuring the water absorption index is known comprising an emitter, a photodetector, and a recorder 1.

Наиболее близким техническим решением JQ к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  показател  поглощени  воды, содержащее лазерный излучатель, фотоприемник , соединенный с входом логарифмического усилител , и регистратор 2.The closest technical solution of JQ to the invention is a device for measuring the water absorption index, comprising a laser emitter, a photodetector connected to the input of a log amplifier, and a recorder 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  точность, обусловленна  вли нием фоновых засветок и неидентичностью характеристик фотоприемников при их замене.9оA disadvantage of the known device is the limited accuracy due to the influence of background illumination and the non-identical characteristics of photodetectors when they are replaced.

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

Это достигаетс  тем, что в известное устройство дл  измерени  показател  поглощени  воды, содержащее лазерный из- 25 лучатель, фотоприемник, соединенный с входом логарифмического усилител , и регистратор , введены генератор логарифмического сигнала, сумматор, дифференциатор , коммутатор с системой управлени  и QThis is achieved in that a known device for measuring the water absorption index, containing a laser radiator, a photodetector connected to the input of a logarithmic amplifier, and a recorder, has been introduced a generator of a logarithmic signal, an adder, a differentiator, a switch with a control system and Q

пиковый детектор, выход которого соединен с регистратором, а вход через дифференциатор и коммутатор - с выходом сумматора , один вход которого соединен с выходом логарифмического усилител , а другой вход - с выходом генератора логарифмического сигнала, вход которого соединен с системой управлени , с которой также соединен пиковый детектор.the peak detector, the output of which is connected to the recorder, and the input through the differentiator and switchboard to the output of the adder, one input of which is connected to the output of the logarithmic amplifier, and the other input to the output of the generator of the logarithmic signal, which input is connected to the control system, to which is also connected peak detector.

Иа чертеже изображена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит лазерный излучатель 1 с блоком 2 питани , фотоприемник на основе, фотоэлектронный умножитель 3 с блоком 4 питани , логарифмический усилитель 5, сумматор 6, генератор 7 логарифмического сигнала, генерирующий импульсы напр жени , мгновенное значение которого  вл етс  логарифмической функцией времени, коммутатор, состо щий из электронного ключа 8 и системы управлени : (генератор строб-импульса 9 и лини  задержки 10), дифференциатор 11, напр жение на выходе которого представл ет собой первую производную от напр жени  сигнала на входе, никовый детектор 12 и регистратор 13. Входы генератора 7 логарифмического сигнала и пикового детектора 12 св заны с системой унравлени ,The device comprises a laser emitter 1 with a power supply unit 2, a photodetector based on, a photomultiplier 3 with power supply unit 4, a logarithmic amplifier 5, an adder 6, a logarithmic generator 7 generating a voltage pulse, the instantaneous value of which is a logarithmic function of time, a switch, consisting of electronic key 8 and control system: (strobe pulse generator 9 and delay line 10), differentiator 11, the output voltage of which is the first voltage derivative la inlet, nicks detector 12 and the recorder 13. The oscillator inputs 7 logarithmic signal and a peak detector 12 associated with unravleni system

Выход фотоприемника 3 непосредственно св зан с входом логарифмического усилител  5, вход пикового детектора 12 через электронный ключ 8 и дифференциатор И соединен с выходом сумматора 6, входы которого соединены соответственно с выходами логарифмического усилител  5 и генератора 7 логарифмического сигнала, а выход пикового детектора непосредственно соединен с входом регистратора 13.The output of the photoreceiver 3 is directly connected to the input of the logarithmic amplifier 5, the input of the peak detector 12 through the electronic switch 8 and the differentiator I is connected to the output of the adder 6, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the logarithmic amplifier 5 and the generator 7 of the logarithmic signal, and the output of the peak detector is directly connected with the entrance of the registrar 13.

Устройство работает следуюпдим образом.The device works in the following way.

Лазер генерирует импульсы длительностью , существенно меньшей длительности импульса обратного рассе ни . Узкий пучок лазерного излучени  направл етс  в исследуемую водную среду, а импульс рассе нного излучени  принимаетс  фотоприемником 3. Запуск генератора 7 логарифмического сигнала, пикового детектора 12 и системы управлени  коммутатора осуществл етс  сигналом, синхронизованным с импульсом зондирующего излучени .The laser generates pulses with a duration substantially shorter than the duration of the backscattered pulse. The narrow laser beam is directed to the aquatic environment under study, and the scattered radiation pulse is received by the photodetector 3. The generator 7 of the logarithmic signal, the peak detector 12 and the switch control system are launched. The signal is synchronized with the probe radiation pulse.

Напр жение t/i(0 на выходе фотоприемника 3 описываетс  соотношением Li(/) exp (-xct). На выходе логарифмического усилител  5 электрический сигнал имеет вид Uz(t)-а xct - an Int + da, где dz, ds и di, - константы, a - масштабный множитель, завис щий от характеристик логарифмического усилител , а на выходе генератора 7 логарифмического сигналаThe voltage t / i (0 at the output of the photodetector 3 is described by the relation Li (/) exp (-xct). At the output of the logarithmic amplifier 5, the electrical signal has the form Uz (t) -a xct - an Int + da, where dz, ds and di, are constants, a is a scale factor, depending on the characteristics of the log amplifier, and at the output of the generator 7 of a logarithmic signal

U,(t) anlnt-i-d,.U, (t) anlnt-i-d ,.

На выходе сумматора 6 сигнал описываетс  соотношениемAt the output of the adder 6, the signal is described by the relation

f/, (t) - axct + d,,f /, (t) - axct + d ,,

a на выходе дифференциатора -6Л) асх.a at the output of the differentiator -6L) asx.

Электронный коммутатор вырезает из продифференцированного сигнала соответствующий участок импульса, по которому производитс  определение коэффициента поглощени  данной водной среды.The electronic switch cuts out from the differentiated signal the corresponding part of the pulse, which is used to determine the absorption coefficient of this aquatic environment.

Масштабный множитель а определ етс  при калибровке аппаратуры в волной срслс коэффициент поглощени  ко;орой и.чвестеи.The scale factor a is determined when the apparatus is calibrated in a wave with an absorption coefficient of covariant and stars.

Данное изобретение позвол ет cyniecTвенно повысить оперативгюсть и точность получени  значений показател  поглощени  н нолностью устранить рхчиую обработку результатов.This invention allows cyniecTenually improving the responsiveness and accuracy of obtaining the values of the absorption index by completely eliminating the rich processing of the results.

Поскольку ФЭУ работ -ет в .пшеГиом Хжн .ге, а логарифмическое преоГ;)1азовапиеSince the photomultiplier is working in .pshiGiom hzhn .ge, and logarithmic preG;)

осун ествл ете  лопол ште:: , ,1ог;фи1ьlead lopo shty ::,, 1g; fi1

мическим уеи.штс лем, ру и nia eiuioiu;:;mi uyi.shts lem, ru and nia eiuioiu;:;

характеристики ис- (.xiiievViseiiiin. -)т(1characteristics - (.xiiViseiiiin. -) t (1

упронгает замену и ()()то 1рием::1;1 ;;х,displaces the replacement and () () then 1 :: 1; 1 ;; х,

нозвол ет пепользопгггь p;i3i.-e O3N приIt is equivalent to p; i3i.-e O3N at

работе в разлнчн1 1. еиектральны.х /лаиазонах . Дополн11тель 1ой подетройки )()йетва при этом не требуетс .work in different1. 1. it.x / liazons. The supplement of the 1st section () is not required.

Фор .м л а Ji л (.} б р е For. M l and Ji l (.} B e

излучате.чь, фото11)ием11пк. ег)ед1П еи;плй сradiate. photo11) and11pk. er) ed1P ei; ply with

входом логарифмического усилител , и реглстратор , о т л и ч а ю HI е е е ; leM. что, е целью повьпне;1и  точное измерени , него вве.тены reiiepaiDii .юггюифмичеекого сигнала, сумматор, Д11ффе1)ен и1атор, коммутатор с системой }Ч1равле 1и  н iiiKoi i ri детектор, выход которого еоед.ипеп е рег.мстратором , а в.ход че|)ез д11ф(ре 1е 1Ц11атор н коммутатор - е И)1ходом е мм;ггора, o.THii вход которого е 5ых()Д1)м логарнфмического уснлнтс;  , а другой вход - - с выходом гене)ато15а логарифмичеекого е Пнала , вхо.т которого eo( е е етем{)й унравлени , с которой тгпоке .пе1 н ковый детектор.the input of the logarithmic amplifier, and the reglstrator, of which is HI e e; leM. that, the purpose of the first; 1 and accurate measurements, it was introduced reiiepaiDii. syngfy signal, adder, D11phe1) en11ator, switch with system} Ch1ravle 1i n iiiKoi i ri detector, the output of which eoed. .Choose through |) without d11f (re 1E 1TS11ator n switchboard - e I) with 1 input e mm; ggora, o.THii whose input is e 5th () D1) m logfrnmicheskikh usnlnts; and the other input is the output of the gene of the logarithmic e Pnala, the input of which is the eo (eeme {) of the control with which the specific detector.

Р1сточи11кн iiH(,Р1сточи11кн iiH (,

рИНЯ 1)1е во И;П;Ма 1 С-- ер BIRD 1) 1st in I; P; Ma 1 S-- er

1.Авторское-си11дедч.д1)е1 iSi) (,(( Л 596835, кл. (д 01J 1/10, 1978.1. Authors-Sy11 dedch.d1) e1 iSi) (, ((L 596835, class. (D 01J 1/10, 1978.

2.Патент США Ль 405323fi, K;I. (j Ol.I 3/50, опублнк. 1977 fiipoTOTun).2.US Patent Al 405323fi, K; I. (j Ol.I 3/50, publ. 1977 fiipoTOTun).

//

Claims (1)

Устройство для измерения показателя поглощения воды, содержащее лазерный излучатель, фотоприемник, соединенный <’ входом логарифмического усилитсля, и регистратор, отличающееся тем. что, е целью повышения точности измерения, в него введены генератор логарифмического сигнала, сумматор, дифференниатор, коммутатор с системой управления и пиковый детектор, выход которого соединен е регистратором, а вход через дифференциатор и коммутатор — с выходом сумматора, один вход которого соединен с выходом логарифмического усилителя, а другой вход - - с выходом генератора логарифмического сигнала, вход которого соединен с системой управления, с которой также сос/ш.неп пиковый детектор.A device for measuring the absorption coefficient of water, containing a laser emitter, a photodetector connected <’to the input of the logarithmic amplifier, and a recorder, characterized in that that, in order to increase the measurement accuracy, a logarithmic signal generator, an adder, a differentiator, a switch with a control system and a peak detector, the output of which is connected to the recorder, and the input through a differentiator and a switch with the output of the adder, one input of which is connected to the output, are introduced into it logarithmic amplifier, and the other input - with the output of the generator of the logarithmic signal, the input of which is connected to the control system, which also has a non-peak peak detector.