Результат интеллектуальной деятельности: ФОТОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для измерения яркости поверхностей пищевых продуктов, материалов, изделий, источников света, экранов мониторов.

Известен фотометр ВФМ-57 (визуальный фотометр малых яркостей ВФМ-57) [1], предназначенный для визуального сравнения яркости двух фотометрических полей, из которых одно - измеряемое, другое - поле сравнения, применяемый за прототип изобретения, который состоит из корпуса, блока питания, измерительной головки. Недостатком его является громоздкость, необъективность измерений и необходимость подключения к сети переменного тока 220 В.

Технической задачей изобретения, является повышение оперативности и объективности при измерении эквивалентной яркости поверхностей и представления полученных величин в текстово-цифровом формате на цифровом дисплее, повышение автономности в работе при незначительных габаритах.

Техническая задача выполняется за счет того, что фотометр содержит корпус, блок питания, осветительно-приемный блок и измерительную головку, отличается тем, программируемый микроконтроллер последовательно включает-выключает светодиоды, закрепленные в осветительно-приемном блоке, белого, красного, синего и зеленого цвета, которые освещают исследуемую поверхность, а отраженный свет улавливается светочувствительным датчиком, преобразуется пропорционально величине силы света в электрический ток, передается на анализ в программируемый микроконтроллер, который по алгоритму загруженной через USB-кабель от ЭВМ программы, передает данные на монитор в буквенно-цифровом формате как результат измерения яркости поверхностей, при этом корпус изготовлен из ударопрочной пластмассы, а блок питания состоит из четырех щелочных батарей АА по 1,5 В.

Предложенное техническое решение поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлена блок-схема, на которой изображено: поз. 1 - блок питания; поз. 2 - микроконтроллер; поз. 3 - ЭВМ; поз. 4 - осветительно-приемный блок; поз. 5 - монитор.

На фиг. 2 показан вариант изготовления фотометра, где: поз. 6 - корпус; поз. 7 - кабель; поз. 8 - гнездо; поз. 9 - провод; поз. 10 - индикатор питания; поз. 11 - кнопка; поз. 12 - USB кабель.

Фотометр содержит: блок питания (1) (как вариант, четыре щелочные батареи АА по 1,5 В). Корпус (6) (как вариант, из ударопрочной пластмассы, прямоугольный). Монитор (5) (как вариант, цифровой жидкокристаллический индикатор МТ - 16S2H буквенно-цифровой 16 символов 2 строки). Кабель (7) (как вариант, 8-жильный для включения-выключения светодиодов и передачи сигнала от светочувствительного блока на программируемый микроконтроллер). Гнездо (8) (как вариант, для кабеля мини-USB). Провод (9) (как вариант, для питания, 2-жильный медный провод 0.1 мм² в изоляции). Индикатор питания (10) (как вариант, светодиод зеленого цвета). Кнопка (11) для включения-выключения фотометра. USB-кабель (12) (как вариант, с одной стороны мини-USB и стандартный USB с другой для соединения с ЭВМ). Микроконтроллер (2) (как вариант, программируемый «Arduino Uno ATmega328»). Осветительно-приемный блок (4) (как вариант, состоит из 4-х светодиодов: белого, красного, синего, зеленого цвета и светочувствительного датчика) в зафиксированные в общем корпусе из ударопрочной пластмассы. Блок питания (1) и осветительно-приемный блок (4) зафиксированы в едином выносном блоке.

Фотометр работает следующим образом: включить блок питания (1) кнопкой (11), загорается индикатор питания (10). Напряжение питания поступает по проводу (9) в микроконтроллер (2), на монитор (3) и осветительно-приемный блок (4). Микроконтроллер (2) работает согласно алгоритму программы, предварительно загруженной по кабелю USB (12) через гнездо (8) от ЭВМ (3). На мониторе (5), микроконтроллером (2), высвечивается «GOTOV» - готовность к работе. Осветительно-приемный блок (4) прикладывается к поверхности исследуемого объекта (пищевой продукт, материалы, изделия), яркость поверхности которого измеряется, или направить на объект (рабочее место), освещенность которого необходимо измерить. Микроконтроллер (2) последовательно через кабель (7) включает и выключает светодиоды белого, красного, синего и зеленого цветов, отраженный от исследуемой поверхности свет улавливается светочувствительным датчиком, находящимся в осветительно-приемном блоке (4), где преобразуется в пропорциональный по силе ток, который по кабелю (7) поступает в программируемый микроконтроллер (2), где по заданному алгоритму оцифровывается и передается на монитор (5) в буквенно-цифровом формате. На мониторе (5) последовательно в двух строках отображаются: номер и название цвета включенного светодиода; цифровое значение принятой светочувствительным датчиком яркости по данному цвету - как результат измерения эквивалентных яркостей поверхности (освещенности рабочего места), а также суммарное значение яркостей по четырем цветам.

Проведенный эксперимент на базе Вольского института материального обеспечения в октябре 2016 года показал эффективность использования технического решения, прибор удобен в работе, мобилен, практичен и позволяет определить качество товара с высокой точностью.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение оперативности при измерении эквивалентной яркости поверхностей и представлении полученных величин в текстово-цифровом формате на цифровом дисплее. Повышение автономности при незначительных габаритах, незамедлительно готов к работе после включения автономного питания, обладает новизной и существенно отличается от прототипа. Может использоваться для определения качества пищевых продуктов (например, ГОСТовских показателей: белизна муки, цвет муки, сахара, молока и т.п., выявления фальсификации пищевых продуктов, в которые подмешивается дешевые компоненты: в хлеб белый или макаронные изделия из муки высших сортов добавляют муку обойную или второго сорта и т.д.), цветовых оттенков обмундирования и качество химической чистки предметов вещевого имущества, качество стирки белья и постельных принадлежностей, состояния окрашенных поверхностей предметов и т.п. экспресс методом путем измерении яркости отраженного от исследуемой поверхности света (белого, красного, зеленого, синего). До начала исследования в микроконтроллер (2) прописывалась программа из ЭВМ, через кабель USB написанная на алгоритмическом языке С⁺⁺.

Таким образом, фотометр позволяет повысить оперативность и объективность при измерении эквивалентной яркости поверхностей и представления полученных величин в текстово-цифровом формате на цифровом дисплее, повышение автономности в работе при своих незначительных габаритах.

Литература

1. Фотометр ВФМ-57 [Электронный ресурс] http://standart-m.com.ua/izmeritelnye-pribory/lyuksmetry/fotometr-vfm-57

2. Фотометр КФК-2 [Электронный ресурс] http://analitlab.ru/kfk2

3. Новицкий Л.А. Лабораторные оптические приборы. Издание 2, 1979 г. [Электронный ресурс] http://www.ngpedia.ru/pg110rOgo0М2J9t0t8O0р50019179163/