[Funtov 0]

Буду благодарен за советы. :)

Есть в одном приборе фотоумножитель (если кто не сталкивался - это просто такая светочувствительная лампа с катодом, анодом и динодами, представляет из себя по сути светозависимый источник тока), измеряет световой поток от некоей хим. реакции.

Ранее луч света прерывался 50 Гц вращающейся крыльчаткой, соответственно вся дальнейшая схема на переменный сигнал и рассчитана. Прибор древний, хочется убрать всю эту ломающуюся механику.

Так вот: как сделать амплитудную модуляцию сигнала без крыльчатки?

1. Попробовал разрывать анодную цепь высоковольтным твердотельным реле. Работает в принципе, но ОЧЕНЬ большие шумы появились - из-за коммутации высоковольтного сигнала. Может, как-то иначе?

2. Можно ли как-то электронно разрывать световой поток? Например, из LCD что-то может практически подойти? (какая-нибудь большая LCD-точка с проводками :) ) Диаметр перекрываемого окошка - 28 мм.

[DASM 0]

А смысл в электронной коммутации ? Темновой ток умножителя то знать надо, так что от крыльчатки не убежать. Вообще прибор точный или от балды можно ?

[alexander55 0]

А если пучком светодиодов, лучше сверхярких (не знаю какого цвета), засвечивать лампу ?

Если получится открывание лампы, то легко м.б. обойтись без механики.

[stoker 0]

Буду благодарен за советы. :)

Есть в одном приборе фотоумножитель (если кто не сталкивался - это просто такая светочувствительная лампа с катодом, анодом и динодами, представляет из себя по сути светозависимый источник тока), измеряет световой поток от некоей хим. реакции.

Ранее луч света прерывался 50 Гц вращающейся крыльчаткой, соответственно вся дальнейшая схема на переменный сигнал и рассчитана. Прибор древний, хочется убрать всю эту ломающуюся механику.

Так вот: как сделать амплитудную модуляцию сигнала без крыльчатки?

1. Попробовал разрывать анодную цепь высоковольтным твердотельным реле. Работает в принципе, но ОЧЕНЬ большие шумы появились - из-за коммутации высоковольтного сигнала. Может, как-то иначе?

2. Можно ли как-то электронно разрывать световой поток? Например, из LCD что-то может практически подойти? (какая-нибудь большая LCD-точка с проводками :) ) Диаметр перекрываемого окошка - 28 мм.

Делал что то подобное, только у нас релеевское рассеивание было. У вас я так понимаю регестрируется только энергия хим. реакции? Вообще вы можете себе поставить PMT с регулируемым усилением. И модулировать сигнал, подавая ваши 50Гц на управляющий электрод. Я использовал такой PMT. Стоит порядка 1К евро. Вообще можете поискать подходящие вам PMT на сайте HAMAMATSU

Можно также использовать поляризатор. Вообще посмотрите здесь, мож что найдёте интересное для себя: http://www.thorlabs.com/.

H5784.pdf

Изменено 23 октября, 2007 пользователем stoker

[alexander55 0]

Извините (за бредовую идею), химию я не заметил. :(

[Tanya 4]

Буду благодарен за советы. :)

Есть в одном приборе фотоумножитель (если кто не сталкивался - это просто такая светочувствительная лампа с катодом, анодом и динодами, представляет из себя по сути светозависимый источник тока), измеряет световой поток от некоей хим. реакции.

Ранее луч света прерывался 50 Гц вращающейся крыльчаткой, соответственно вся дальнейшая схема на переменный сигнал и рассчитана. Прибор древний, хочется убрать всю эту ломающуюся механику.

Так вот: как сделать амплитудную модуляцию сигнала без крыльчатки?

1. Попробовал разрывать анодную цепь высоковольтным твердотельным реле. Работает в принципе, но ОЧЕНЬ большие шумы появились - из-за коммутации высоковольтного сигнала. Может, как-то иначе?

2. Можно ли как-то электронно разрывать световой поток? Например, из LCD что-то может практически подойти? (какая-нибудь большая LCD-точка с проводками :) ) Диаметр перекрываемого окошка - 28 мм.

 

DASM очень правильно, но кратко написал.

Не очень представляю себе, зачем нужен прерыватель для измерения хемилюминисценции...

Если свет слабый, меньше собственного темнового фона, тогда счетчик фотонов будет лучше.

Если считаете, что чувствительность плывет, что может быть, то можно предложить подсвечивать импульсно чем-то стабильным. Если хочется все-таки темновой ток измерять (вдруг он дрейфует - тут надо долго ждать и не засвечивать зря...), то можно изредка заслонку закрывать. А запирать фотокатод не вижу смысла - фон там (частично или гл. образом) и зарождается.

[deemon 0]

Может быть , кстати , что в этом старом приборе модуляция света была применена не из-за темнового тока ФЭУ , а из-за невозможности сделать стабильный усилитель слабых постоянных токов на той элементной базе . Вот в этом случае можно было бы попробовать модулировать сам ФЭУ , например - подавая сигнал 50 герц на самый первый динод умножителя . А вот если погрешность тут вызвана слабостью светового потока , ток от которого сравним с темновым током ФЭУ - то никакая электронная модуляция не поможет . Нужно модулировать именно свет , и без механики не обойтись .

[Tanya 4]

Может быть , кстати , что в этом старом приборе модуляция света была применена не из-за темнового тока ФЭУ , а из-за невозможности сделать стабильный усилитель слабых постоянных токов на той элементной базе .

В стародавние времена для измерения слабых токов с успехом применяли вибрирующий конденсатор.

[deemon 0]

В стародавние времена для измерения слабых токов с успехом применяли вибрирующий конденсатор.

 

Скорее уж тогда - для измерения напряжений ! Если подать напряжение через резистор на этот вибрирующий кондёр , то на нём появится переменка , которую можно усилить .... кстати хороший способ . А вот ток .... ну будет он заряжать кондёр , но как он разряжаться-то будет ? Не от вибрации же :) Для измерений слабых токов с помощью конденсатора можно применить зарядно-разрядную схему , я как-то тут писал про подобное решение .......

[stoker 0]

Странно что автор молчит, мож уточнит что за прибор он мастерит, что именно ему нужно мерить...

Мы вводили модуляцию амплитуды лазера, чтобы обеспечить лучшую помехоустойчивость схемы. Раньше тоже стояла крыльчатка. Кстати почему 50Гц? Мы наоборот выбирали частоты не кратные 50Гц.

[deemon 0]

Кстати , я вот сейчас вспомнил , что в некоторых ФЭУ сразу после фотокатода стоит сетка . Так может быть , эту сетку можно использовать для модуляции ? ИМХО , это должно быть лучше , чем подаватть модляцию на первый динод .

[khach 40]

Вертушку выкидывать ненадо! С такими представлениями о синхронном детектировании сигналов и источниках шумов ФЭУ угробите чувствительность установки. В крайнем случае можно модулировать источник сигнала (если это лазер или светодиод). А ФЭУ не трогайте- при модуляции по динодам таких чудес отгребете. А после фэу модулировать что-то бессмысленно- надо же отсечь собственные шумы ФЭУ. Счет фотонов- это радикально, но обычно это замена ФЭУ на другой тип, и необязательно в совместимом корпусе.

[Funtov 0]

Спасибо всем откликнувшимся :) (сразу не разобрался с подпиской на тему, потому не отвечал, извините).

Прибор этот - анализатор окислов азота и аммиака производства Monitor Labs (USA), устаревший предок вот этого. Уже не выпускается, да и фирмы такой уже нету. Принцип - простой: NO реагирует с озоном, при этом происходит свечение, энергия которого и измеряется ФЭУ. К сожалению, ничего не могу сказать о характеристиках светового потока - нигде не смог найти, "сколько же света" выделяется при реакции с озоном одной молекулы NO (практическое количество этих молекул - известно). Так что приходится использовать без переделок схему предусилителя (см.), изготовленную Monitor Labs. Используемые ФЭУ - действительно производства HAMAMATSU, используются двух типов (см.), темновой ток в документации указан: 2-3 nA (max 15 nA).

По схеме предусилителя (производства Monitor Labs) у меня была с HAMAMATSU переписка, вот их ответ (в моём переводе "со словарём" :) :

Японским инженерам неизвестен усилитель на Вашей схеме, т.к. они никогда не тестировали его.

Но у них есть некоторые комментарии по делителю. Хотя им неизвестен уровень света, падающего на фотокатод, но им кажется, что R16 слишком большой для управления средним током.

Это позитивная HV схема , следовательно, переменные (АС) или импульсные сигналы проходят только в усилительный тракт, однако, средний ток всё же течет через R16. Например, если средний ток равен 1 мкА, он течет через R16 и дает 100V. Таким образом, анодное напряжение достигает пика, поэтому напряжение между анодом и последним динодом может быть почти нулевым. Поэтому в данном случае не будет усиления РМТ, даже если увеличить HV. Это означает, что кривая V-усиления насыщена, но РМТ все же способен видеть сигнал.

Поскольку свет прерывистый, даже если усиление РМТ (не выход) насыщено, сигнальный выход определяется на аноде. Следовательно, если увеличивается уровень света – высота выходных импульсов также увеличится.

Могу так прокомментировать:

- при увеличении HV, усиление РМТ на практике всё же имеет место.

- большой R16 - видимо, для ограничения анодного тока 10 мкА в расчёте именно на R268 (у R374 - 100 мкА).

 

Теперь, собственно, о причине переделок. Крыльчатка изначально приводится в действие двигателем через пассик. Приборов много (полтора десятка), это система эко-мониторинга, работают они круглосуточно с 1993 г., в разных концах города, и от старости вся эта механика уже никуда не годится: пассики рвутся, втулки двигателей и шлицы крыльчаток вырабатываются,... Даже если механику эту "подшаманивать" - вылететь она может в любой момент, а обслуживает всё это хозяйство - одно "лицо" (моё :) ). Ну и вот, решил облегчить себе жизнь, сделать что-то электронное-долгоиграющее.

 

deemon, сетки у ФЭУ нет :( , а за подсказку с динодом спасибо :) . Динод использовать первый от анода? Весь делитель не стОит задействовать?

Может быть , кстати , что в этом старом приборе модуляция света была применена не из-за темнового тока ФЭУ , а из-за невозможности сделать стабильный усилитель слабых постоянных токов на той элементной базе .

Да, я думаю, так оно и есть.

stoker, изначально там частота прерывания пучка света крыльчаткой была что-то около 60 Гц. 50 от 60-и не сильно отличается, удобно берётся и схема дальнейшая её нормально обрабатывает, проверил (есть возможность её тестирования на рабочей частоте).

DASM, прибор не слишком точный, можно "от балды", но в определённых рамках: слишком большие помехи на входе предусилителя - не убираются дальнейшей схемой, полезный сигнал не выделить.

 

А что, вариант с прерыванием пучка света LCD-индикатором - совсем нереальный?

R374.pdf

R268.pdf

[DASM 0]

60 Гц на обычном ЖКИ вряд ли. Хотя порыть в этом направлении можно, раз точность не важна

[Funtov 0]

khach, а какой там механизм потери чувствительности при модуляции по диноду? Нигде об этом не встречал информацию. Конечно, японцы об этом могут просто не писать, подразумевая, что такая ситуация нереальна :)

ФЭУ эти могут работать и в постоянном и в импульсном режиме, вот что они мне ещё писали (извините, что без перевода):

- Can I interrupt the light with another method - by electro-optic modulator for example? What models of it is the best?

- About light interrupting: Some NOx measuring instruments use chopper (modulator)

, but some don't. It depends on the idea to improve S/N ratio. In order to get more light,

it is necessary to minimize the distance between PMT and reaction chamber. However,

if chopper is used between the chamber and the PMT, the noise reduces but signal gets

weaker. So, it depends on the chamber design and in every particular case it is different.

So, we cannot comment on this matter.

 

- Does the pulse mode must be in this application, for these PMTs? Can I use another mode?

- Which mode to use depends on the instrument, so no comments again.

В общем, они отмахнулись: "можно по-разному, но производителю газоанализатора виднее". Оно-то понятно...