2.4 Формирование оптического сигнала

     Поток излучения, создаваемый светодиодом и направляемый на облучение оптического канала (ОК), представляет собой входной сигнал ОК. Поток излучения, прошедший слой тестируемого вещества, образует выходной сигнал ОК. Этот сигнал содержит информацию о концентрации ингредиента в тестируемом веществе.

     Описывается он в следующем виде:

(2-16)

     Обе функции представляются графически, причем график функции S_вхОК(l) имеет вид S_выхОК(l, C=0) , а график функции S_выхОК(l, C) для различных значений концентрации ингредиента приведен на рис. 2.3. Полученные выражения спектральных плотностей потоков излучения используются для построения спектров входного и выходного сигналов ОК. Спектр выходного сигнала строится при максимальном значении концентрации ингредиента.

Рис.2.3 - Спектр выходного сигнала ОК при различных концентрациях ингредиента 1 - SвыхОК(l, C=0,00) 2 - SвыхОК(l, C=0,05) 3 - SвыхОК(l, C=0,50) 4 - SвыхОК(l, C=0,75) 5 - SвыхОК(l, C=1,00)

     Информация о концентрации ингредиента в выходном сигнале представлена в виде изменения формы спектра. Входной величиной всех фотоприемников является поток излучения, а не отдельные спектральные составляющие. Выходной сигнал фотоприемника пропорционален интегральной характеристике сигнала:

(2-17)

(2-18)

(2-19)

     Результатом измерений должна быть концентрация, а не величина выходного потока. Для этого следует установить обратную зависимость:

(2-20)

     Одной из задач представленной работы является установление теоретической функции преобразования "концентрация в поток" и ей обратная "поток в концентрацию". Последняя предназначена для градуировки оптического канала и решения измерительных задач. Зависимость концентрации от потока излучения оказывается более наглядной и воспринимаемой, если она устанавливается не для потока излучения, а его относительного изменения:

(2-21)

     Эти зависимости представляются в графической форме. Обратная функция W^-1 представляет собой решение уравнения относительно С. В этом выходной поток оптического канала входит в виде интегрального соотношения со сложной зависимостью от длины волны. Это значительно осложняет поиск решения в аналитическом виде, но за это решение может быть принято табличное представление зависимости, где аргумент и функцию легко поменять местами.