Цифровой денситометр-яркомер

Цифровой денситометр-яркомер предназначен для измерения диффузной оптической плотности почернения рентгеновской плёнки и оценки яркости источников света с широким спектральным диапазоном от ламп накаливания до светодиодов.
Известно устройство для визуальной расшифровки и измерения оптической плотности рентгенограмм» (Патент РФ на изобретение №2118799, патентообладатель Войсковая часть 75360, приоритет 25.04.1995).
Изобретение относится к области неразрушаемого контроля материалов и изделий. Для решения задачи прецизионного измерения оптической плотности рентгенограмм и повышения качества их визуальной расшифровки в устройство, содержащее корпус с установленным в нем вентилятором и источником светового излучения, теплозащитное фасетное интерференционное зеркало, микрозонд, денситометр и шторки для выделения фрагментов изображения, введена подвижная рамка из оптически прозрачного материала с микрозондом в виде фотодатчика с оптическим визиром, светофильтром и светоделителем, излучатель, состоящий из световода, перед входным торцом которого установлен светодиод, питаемый от генератора модулированных сигналов, частота которых соответствует полосе пропускания избирательного усилителя фотодатчика.
При этом механизм перемещения рамки снабжен отсчетными координатными шкалами и шаговыми приводами для сканирования в автоматическом режиме под управлением ПЭВМ, а перед источником светового излучения установлен оптический аттенюатор в виде пластины из оптически прозрачного бесцветного стекла или кварца с поверхностями, шероховатость которых плавно возрастает по длине пластине.
Данное изобретение является негатоскопом-денситометром, который содержит фотодатчик, программный комплекс, светофильтр, способен измерять оптическую плотность рентгенограмм и не способен измерять яркость светового излучения негатоскопа.
Известен яркомер (Патент РФ на изобретение №2549605, патентообладатель Волков Борис Иванович, приоритет 06.11.2013).
Изобретение относится к светоизмерительной технике и касается яркомера. Яркомер содержит непрозрачный светофильтр, прикрепленный к пьезоэлементу, который подключен к выходу делителя частоты, объектив, пирамидальный зеркальный октаэдр с четырьмя наружными зеркальными поверхностями и четыре дисковых фотоприемника, каждый из которых имеет по два фотоприемных сектора. Фотоприемные сектора снабжены цветными светофильтрами. Выход каждого фотоприемного сектора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя. Каждый аналого-цифровой преобразователь включают в себя импульсный усилитель, к выходу которого подключены импульсные светодиоды. Излучение от каждого светодиода поступает на группу из восьми идентичных фотоприемников, каждый из которых имеет на приемной стороне нейтральный светофильтр кратностью соответственно веса разряда регистра, к которому подключен выход каждого фотоприемника.
Технический результат заключается в обеспечении возможности синхронного получения кодов яркости восьми цветовых составляющих спектра.
Данное изобретение является яркомером, который содержит светофильтры; фотоприемник, выполняющий функцию входного датчика; способен измерять яркость светового потока и не способен измерять оптическую плотность.
Известен оптический денситометр (Патент на изобретение US 4229108, патентообладатель GRAPHIC ARTS MANUFACTURING COM, приоритет 08.06.1978).
Это изобретение относится к оптическим денситометрам, обычно используемым в фотографической промышленности, и, более конкретно, к оптическим денситометрам. Оптический денситометр с улучшенным разрешением, имеющий фотоэлектронный умножитель с регулируемым анодным током и изменяющимся диодным напряжением при измерении интенсивности света, содержащий: генератор опорного анодного сигнала для поддержания аналогового опорного анодного сигнала, соответствующего анодному току, полученному из опорного напряжения диода, средство для генерации эталонного экспоненциального выходного сигнала, оптическое средство генерирования сигнала плотности для сравнения упомянутого первого сигнала и упомянутого эталонного экспоненциального выходного сигнала для получения оптической плотности выбранного образца.
Данное изобретение является денситометром, который содержит входной датчик, способен измерять оптическую плотность и не способен измерять яркость светового потока.
Известен измеритель яркости изображения (Патент на изобретение CN 102175313, патентообладатель HANGZHOU EVERFINE PHOTO E INFO, приоритет 28.01.2011).
Изобретение раскрывает измеритель яркости изображения. Световые пучки контролируемой мишени попадают в корпус через линзу; разделитель светового пучка за линзой используется для разделения тестируемого светового пучка на два пути, которые принимаются первым фотоэлектрическим детектором и вторым фотоэлектрическим детектором соответственно; два фотоэлектрических детектора представляют собой детекторы с двумерной матрицей, расположенные на поверхности изображения тестируемой мишени; и группы цветных фильтров для согласования чувствительности спектра отклика падающего света фотоэлектрических детекторов с различными заданными функциями расположены перед двумя фотоэлектрическими детекторами, так что такие параметры, как яркость или цветность и т.п. каждой точки тестируемого целевого пространства точно измерено.
Благодаря использованию измерителя яркости изображения, ошибка фокусировки и ошибка, вызванная нестабильным освещением тестируемой цели, предотвращаются, и можно точно измерить дневное зрение, мезоптическое зрение, сумеречное зрение, распределение или яркость, параметры цветности и распределение; Кроме того, измеритель яркости изображения имеет высокую скорость измерения и воспроизводимость, а также прост и удобен в эксплуатации.
Данное изобретение - яркомер, который содержит цветные фильтры; фотодетектор, выполняющий функцию входного датчика; программный комплекс; способен измерять яркость светового потока в диапазоне зрения человека и не способен измерять оптическую плотность.
Известен оптический денситометр для автоматического измерения диапазона плотности и метод расчета оптической плотности (Патент на изобретение CN 107907510, патентообладатель ANYANG ZHONGKE ENG INSPECTION CO LTD, приоритет 25.11.2017).
Изобретение относится к области техники неразрушающего контроля обнаружения излучения и, в частности, относится к оптическому денситометру для автоматического измерения диапазона черноты и способу расчета оптической плотности.
Оптический денситометр для автоматического измерения диапазона темноты, отличающийся тем, что он содержит систему управления источником света, устройство приема источника света, гусеничный конвейер и центральную систему управления; система управления источником света и устройство приема источника света расположены напротив друг друга, а система управления источником света и система управления источником света расположены напротив друг друга. Ряд негативов помещается между устройствами приема источников света, а негативы размещаются на конвейерной ленте гусеничного конвейера, а центральная система управления, соответственно, электрически связана с системой управления источником света, устройством приема источника света и гусеничный конвейер. Оптический денситометр для автоматического измерения диапазона черноты, в котором центральная система управления использует однокристальный микроконтроллер для управления гусеничным конвейером, а также обработки и вычисления информации данных.
Данное изобретение является денситометром, который содержит датчики, программный комплекс, способен измерять оптическую плотность и не способен измерять яркость светового потока.
Среди выявленных патентных документов отсутствуют источники информации, раскрывающие всю совокупность существенных признаков объекта исследований. В частности, отсутствуют технические решения того же назначения, а именно устройства, способные измерять и яркость, и диффузную оптическую плотность.
2
Актуальность полезной модели заключается в использовании одного светочувствительного сенсора для двух задач: измерения яркости просмотрового экрана негатоскопа и измерения диффузной оптической плотности почернения рентгенографической плёнки, а также большой диапазон измерения ярости от 1 до 2 000 000 кд/м и большой диапазон измерения диффузной оптической плотности от 0,00 до 6,00Б. Способность работать с различными источниками света (в том числе импульсными) и различными устройствами регулировки яркости этих источников.
Техническая проблема, решаемая полезной моделью, заключается в том, что для работы дефектоскописта при расшифровке рентгеновских снимков необходимо два прибора: это денситометр и яркомер. Диапазон измерения данных приборов должен быть не меньше диапазона яркости негатоскопа и плотности почернения контролируемых снимков. Современные негатоскопы способны работать на яркости до 2 000 000 кд/м² и осуществлять контроль снимков, имеющих оптическую плотность до 5,3 Б.
Указанная техническая проблема решается денситометром-яркомером, представляющим собой переносной прибор, содержащий выносной светочувствительный датчик, корпус с экраном, размещённые в корпусе входной фильтр, блок управления режимами светочувствительного датчика, блок вычисления среднего значения, блок вычисления яркости, блок вычисления плотности потемнения, блоки калибровки для блоков вычисления и блок «таблицы коэффициентов пересчета».
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана функциональная схема денситометра-яркомера.
На фиг. 2 показан общий вид прибора.
Денситометр-яркомер содержит выносной светочувствительный датчик 14 с входным окном 12 и входным светофильтром 11, корпус 13 с экраном 1, размещённые в корпусе входной фильтр 9, блок 8 управления режимами светочувствительного датчика, блок 6 вычисления среднего значения, блок 2 вычисления яркости, блок 4 вычисления плотности потемнения, блоки калибровки 5 и 6 для блоков вычисления и блок 3 «таблица коэффициентов пересчета».
Устройство работает следующим образом.
Световой поток поступает во входное окно 12, где с помощью коллиматора в виде тонкого отверстия отсеиваться все световые лучи кроме перпендикулярных лучей от измеряемой точки. Далее с помощью светофильтра 11 происходит отсеивание лишнего спектра излучения таким образом, что спектральная характеристика светочувствительности датчика с применение данного фильтра становиться очень близкой к спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения, что согласно ГОСТу 8.332-2013 и должны иметь приборы, применяемые при измерениях и расчетах световых величин при различном спектральном составе излучения. Далее входной фильтр 9 отсеивает ложные дынные и передаёт сигнал на блок управления датчика 8, который, в свою очередь, в зависимости от входного сигнала задет нужные режимы для работы датчика. Благодаря блоку 8 обеспечивается широкий диапазон измерений данного прибора. Также сигнал с входного фильтра 9 поступает на блок 6, где происходит вычисление среднего значения светового потока. Дальнейшая работа прибора зависит от выбранного режима работы. В режиме измерения яркости (датчик 14 приложен к осветительному прибору) сигнал от блока вычисления среднего значения 6 поступает на блок вычисления яркости 2, где с учетом данных калибровки 5 и таблицы коэффициентов пересчета 3, учитывающей нелинейную характеристику датчика, вычисляется яркость экрана исследуемого прибора. Информация выводиться на экран 1. В режиме измерения плотности потемнения оператор сначала калибрует прибор на экране без исследуемого объекта и эти данные записываться в блок 7. После этого размещается объект исследования (необходимо приложить к снимку на экране негатоскопа светочувствительный датчик 14) и измеряется световой поток, прошедший через него. На основе данных от блока калибровки 7, таблицы коэффициентов пересчета 3 и данных, полученных от блока 6, блок вычисления плотности потемнения 4 рассчитывает плотность потемнения и выводит на экран 1.
2
Программное обеспечение специально разработано для данного прибора и является одним из основных факторов, позволяющих решить поставленную задачу. Программа учитывает режимы работы датчика с разными источниками света как по спектральной характеристики, так и по неоднородности светового потока и для каждого случая применяет свой алгоритм расчета. Для всего диапазона измерения выведена и используется сложная нелинейная функция взаимной зависимости измеряемого параметра и цифрового сигнала, полученного с датчика. Это позволяет производить измерения с малой погрешностью в диапазоне ярости от 1 до 2 000 000 кд/м и диапазоне диффузной оптической плотности от 0,00 до 6,00 Б.
Для реализации программного обеспечения может быть использован микроконтроллер ATmega32-16AU, 8-Бит, AVR, 16 МГц, 32 КБ
2
В качестве светочувствительного датчика 14 может быть использован цифровой датчик интенсивности светового потока с диапазоном измерения 0.001-100 000 мкВт/см и диапазоном длинны волны от 300-1000 нм. Например, могут быть использованы сенсоры TSL237 или TSL238.
В качестве входного светофильтра 11 должен быть подобран фильтр таким образом, что спектральная характеристика светочувствительности датчика с применение данного фильтра должна соответствовать спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. Светофильтр подбирается из цветных оптических стекол ГОСТ 9411-91, может состоять из нескольких стекол определенной толщины. Например, можно применить набор фильтров ЖЗС9 2 мм и ЗС10 2 мм.