半导体白度计

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在造纸、面粉加工、纺织等行业及外贸、商业部门中,对物质“白度”——白的程度——的辨别,过去是靠有实践经验的工人师傅用眼睛直接观察,或者用标准白度板和样品比较。由于人眼的目差,不可避免地导致样品白度值的测量误差。针对这个问题,我们试制了一种半导体白度计,它具有体积小、重量轻、操作简便、易于掌握等优点,对不含荧光增白剂的样品测量误差在0.4%以下,分辨率超过了某些国外同类仪表。

半导体白度计利用了光电换能原理。它由光电换能器、差分放大器、电源等部分组成。工作原理如下:光源发出的光线照射到样品上时发生反射,换能器中的硒光电池把反射的光能转换成电能,然后由差分放大器对这个微弱电信号放大,最后由指示仪表给出读数。样品越白,受光照射后的反射越强,经换能、放大后,在指示仪表上得到的读数也就越大。

整机电路如图1所示。BG\(_{5}\)、BG6组成差分放大器。由硒光电池得到的、与样品白度相对应的微电流从3、4两端送到BG\(_{5}\)和BG6的基极,作为放大器输入信号。放大器输出端a、b间接100微安表头。当没有输入信号时,I\(_{c5}\)=Ic6,a、b间电位差为零;有信号输入时,由于BG\(_{5}\)、BG6的输入大小相等而极性相反,I\(_{c5}\)、Ic6将相应增加和减少,使a、b两端出现电位差,表头上便有指示了。

图1
图1 🔍原图 (730×738)

图中,R\(_{9}\)和R10是供给BG\(_{5}\)和BG6偏置电流的。这是一种电压负反馈式的稳定偏置电路。R\(_{11}\)为两管公共发射极电阻,构成电流负反馈,也起到稳定作用。W1是调零电位器,使BG\(_{5}\)和BG6初始状态平衡。W\(_{2}\)是标准白度调整电位器,它串在两管集电极回路中,用来调整标准白度块(注)的标称白度转换成电信号后的输出大小。若标准白度块的标称白度值为85%,那么就调节W2使表头指示在85%处。我们再把白度值刻度直接绘在表头上,测量时读数就很方便了。

为了使放大器工作稳定,图1中还采用了由BG\(_{1}\)、BG2、BG\(_{3}\)、BG4等组成的串联型稳压电源。BG\(_{1}\)、BG2是调整管。BG\(_{3}\)、BG4作差分放大,起比较和放大作用。

换能器由光源、一定波长的蓝色滤光片和硒光电池(56-A型)组成,三者组合在一个金属圆筒体内。换能器的安装形式、几何尺寸和滤光片的波长,在一定程度上决定了测量灵敏度。

最后谈几点使用注意事项:

1.测量前要进行调整。先接通K\(_{1}\),指示灯亮。再接通K2,换能器中的光源灯泡亮。然后按下激动开关K\(_{3}\),调节零点。接着调节标准白度值。最后测定样品。

2.硒光电池应保存在干燥、低温、无腐蚀性气体的环境中,否则易损坏。

3.使用过程中,换能器要平放在工作台上。如果斜放,强烈的日光照射会使硒光电池产生较大电流,经差分放大器后把表头打坏。

半导体白度计外形见图2。

图2
图2 🔍原图 (651×447)

(注:标准白度块是用三氧化二铝经锻烧、抛光而成。标准白度块的标称白度值是在和白度值为100%的氧化镁比较后得到的。)(江苏省无线电研究所 袁宝贤 邹上达)