ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ "ЯРКОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ - КОД"
RADIATION BRIGHTNESS TO CODE CONVERTER

Изобретение относится к цифровой светоизмерительной технике, может быть использовано прибором для измерения яркости излучений в видимом диапазоне.
Аналогом является люксметр - прибор для измерения освещенности [1, с.171], содержащий соответствующий фотоприемник и стрелочный гальванометр. Недостатки аналога: большая погрешность измерений до 10%, длительный процесс измерения.
Прототипом принята ячейка элемента матрицы плоскопанельного экрана [2, с.2], использующая принцип преобразования двоичного кода в яркость излучения и содержащая светодиод белого свечения, микролинзу, цветной светофильтр и с первого по восьмой полупрозрачные микрозеркала, размещаемые друг за другом по оси объектива. Принцип преобразования основан на том, что каждое впереди расположенное микрозеркало пропускает на следующее за ним поток излучения, ослабленный в два раза, что соответствует принципу двоичного кода. Каждое микрозеркало пропускает поток излучения в 50%. В полупрозрачных зеркалах применяется светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения к пропущенному как 1:0,5 [3, с.223].
Недостаток прототипа: не выполняет преобразование “яркость излучения - код”.
Цель изобретения - преобразование яркости излучения в двоичный код.
Техническим результатом является мгновенное измерение яркости излучения непрерывного, импульсного, модулированного, монохроматического в видимом диапазоне с представлением результатов измерений в двоичном коде.
Сущность изобретения состоит в том, что в преобразователь, содержащий микролинзу и расположенные по ее оптической оси последовательно друг за другом полупрозрачные микрозеркала по числу разрядов в коде, вводятся по числу микрозеркал последовательно соединенные попарно фотоприемник и импульсный усилитель, регистр, дешифратор и блок индикации и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты и элемент И.
1
n
1
n
1
n
Преобразователь “яркость излучения - код” (см.чертеж) содержит непрозрачный корпус 1 из двух частей, в первой части которого расположен блок 2 соответствующих светофильтров, во второй части непрозрачного корпуса расположены микролинза 3 /объектив/, закрепленная в непрозрачной перегородке 4, последовательно расположенные друг за другом по оси микролинзы 3 и под соответствующим к ней углом по числу разрядов в коде полупрозрачные микрозеркала 5-5 и фотоприемники 6-6 по числу полупрозрачных микрозеркал, оптически соединенные со своими микрозеркалами, вне корпуса 1 содержит импульсные усилители 7-7 по числу фотоприемников, последовательно соединенные регистр 8 с числом разрядов по числу импульсных усилителей 7, дешифратор 9 и блок 10 индикации и содержит последовательно соединенные генератор 11 тактовых импульсов, делитель 12 частоты и элемент И 13.
n
1
1
n
n-1
n-2
1
n
1
n
выд
n
выд
-6
Принцип действия преобразователя состоит в том, что каждое впереди расположенное полупрозрачное микрозеркало 5 пропускает на следующее за ним поток излучения, ослабленный в два раза, что соответствует принципу двоичного кода. В полупрозрачных зеркалах применяется светоделительное покрытие, выполняющее отношение отраженного излучения в фотоприемник 6 к пропущенному как 1:0,5. Внутренние стенки корпуса 1 имеют светопоглощающее покрытие. Излучение от излучателя проходит установленный светофильтр в блоке 2 светофильтров, собирается микролинзой 3 и направляется на центры полупрозрачных микрозеркал 5-5. Поток излучения проходит сквозь полупрозрачные микрозеркала, которых столько, чтобы после микрозеркала 5 излучения не было. Число полупрозрачных микрозеркал 5 должно соответствовать наибольшей величине измеряемой яркости. Результат измерения является многоразрядным двоичным кодом из одних единиц. Каждое полупрозрачное микрозеркало ослабляет поток в два раза: после микрозеркала 5 поток ослабляется в два раза, после микрозеркала 5 в четыре раза, после 5 в восемь раз и так далее. Отраженное каждым микрозеркалом 5 излучение поступает в свой фотоприемник 6, электрический сигнал с которого поступает в свой импульсный усилитель 7, где усиливается до необходимой величины, формируется по длительности и амплитуде и поступает в свой разряд регистра 8. Число разрядов в регистре 8 соответствует числу полупрозрачных микрозеркал 5. Старшим разрядом является сигнал “1” с импульсного усилителя 7, младшим разрядом является сигнал “1” с импульсного усилителя 7. Сигналы с импульсных усилителей 7-7 поступают параллельно и синхронно в разряды регистра 8. Частота выдачи U результатов измерений устанавливается измерителем /оператором/ в делителе 12 частоты, с выхода которого сигналы поступают на первый вход элемента И 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода импульсного усилителя 7, выходной сигнал U с элемента И 13 выдает код с регистра 8 в дешифратор 9 и в устройство регистрации для накопленных результатов измерений. В дешифраторе 9 код дешифрируется, поступает в блок 10 индикации, высвечивающий результат измерения в десятичном коде. После преобразования определяется временем срабатывания фотоприемника 6 и составляет 10 секунды и менее.
Работа преобразователя
n
1
n
1
n
1
В блоке 2 устанавливается соответствующий цветной светофильтр. Корпус 1 входным окном блока 2 направляется в сторону излучателя, поток излучения после микролинзы 3 поступает по ее оси на полупрозрачные микрозеркала 5-5, от которых излучение отражается в фотоприемники 6-6, с них электрические сигналы поступают в импульсные усилители 7-7, где усиливаются, формируются по длительности и амплитуде. Импульсы с импульсных усилителей заполняют разряды регистра 8. Код с регистра 8 в параллельном виде поступает в дешифратор 9, с него в блок 10 индикации, на табло которого высвечивается результат измерения, параллельно коды поступают в устройство регистрации. Заявляемый преобразователь является аналого-цифровым преобразователем /АЦП/ световых излучений и может быть использован для измерения яркости импульсных излучений, непрерывного, модулированного излучений в видимом диапазоне. Прибор выполняется малогабаритным с автономным питанием, будет удобен для измерений в полевых условиях.
Использованные источники
1. Т.В.Корнеева. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управления качеством. М., 1990, с.171.
2. Патент РФ №2318297, кл. H04N 9/00, бюл. №6 от 27.02.08, прототип.
3. Б.Н.Бегунов, Н.П.Заказнов. Теория оптических систем. М., 1973, с.223.