Освещенность лазера, Сколько люкс? Опции

[kostr89]

Здарвствуйте уважаемые!У меня возник такой вопрос,который я не могу решить самостоятельно!
Есть красный лазер 5мВт с длиной волны 680нм,луч которого проходит сквозь воду и попадает на фотодиод.Данным способом хочу измерять мутность воды.В характеристиках фотодиода написано,что чувствительность 9нА/люкс.Вопрос звучит так:Какую освещенность в люксах будет давать данный лазер на расстоянии 10см,если считать что диаметр луча 3мм?Какой фототок будет давать фотодиод,если не учитывать воду?заранее спасибо!

[Holly]

Здарвствуйте уважаемые!У меня возник такой вопрос,который я не могу решить самостоятельно!
Есть красный лазер 5мВт с длиной волны 680нм,луч которого проходит сквозь воду и попадает на фотодиод.Данным способом хочу измерять мутность воды.В характеристиках фотодиода написано,что чувствительность 9нА/люкс.Вопрос звучит так:Какую освещенность в люксах будет давать данный лазер на расстоянии 10см,если считать что диаметр луча 3мм?Какой фототок будет давать фотодиод,если не учитывать воду?заранее спасибо!

1 люкс создает ту же освещенность, что и 1,464 mW мощности, падающей на 1 квадратный метр. Отсюда, при учете мощности лазера и из Вашей геометрии получается, что освещенность, создаваемая лазерным пучком на площадке диаметром в 3 мм, равна 740 тысячам люксов. Это означает, что фотоприемник (при условии, что его диаметр не меньше 3 мм) при данной освещенности будет выдавать 6,66 мА, если вода абсолютно прозрачна. Конечно, если вода мутная, то уровень сигнала будет ниже ровно на величину коэффициента поглощения ("мутности", в Вашем случае). На длинах в 10 см даже в очень мутной воде коэффициент поглощения не будет превышать 100-1000. Это означает, что даже в худшем случае уровень сигнала будет порядка десятков микроамперов. Измерение таких уровней освещенности не требует никаких ФЭУ, никаких сверчувствительных приемников от Хамамацу, малошумящих усилителей и всего прочего, что Вам тут начали рекомендовать.

[Tanya]

Измерение таких уровней освещенности не требует никаких ФЭУ, никаких сверчувствительных приемников от Хамамацу, малошумящих усилителей и всего прочего, что Вам тут начали рекомендовать.

Вот и расскажите, как можно измерить мутность воды. Не грязи, а чистой воды. По пропусканию. Прибор ведь, наверное, должен показывать качество воды. Питьевой, например. Измерение мутности в реке Хуанхэ малоинтересно.

[Holly]

Вот и расскажите, как можно измерить мутность воды. Не грязи, а чистой воды. По пропусканию. Прибор ведь, наверное, должен показывать качество воды. Питьевой, например. Измерение мутности в реке Хуанхэ малоинтересно.

С удовольствием.
Для задачи измерения малых коэффициентов поглощения надо воспользоваться стандартным дифференциальным подходом, используемым, опять же, в дифференциальных спектрометрах. Для этого надо взять две идентичных стеклянных ячейку, хорошо (стабильно) оптически сопряженных и с лазерочком, и с фотоприемниками. При измерении в одну ячейку заливается вода обмеряемого образца, а в другую - достаточно чистая дистиллированная вода. Обязательна предварительная калибровка с обеими ячейками, заполненными дистиллированной водой.
Как устроен дифференциальный (или двухканальный) спектрометр - можно прочитать в массе литературы, доступной в сети. В заключение можно отметить, что, поскольку автора вопроса интересует лишь одна длина волны, то ему нужен всего лишьдифференциальный фотометр, а не спектрометр, что сильно упрощает задачу. В него можно и модуляцию завести, тогда можно будет измерять очень низкие концентрации загрязнений.

Сообщение отредактировал Holly - Sep 17 2011, 16:32

[Tanya]

С удовольствием.
Для задачи измерения малых коэффициентов поглощения надо воспользоваться стандартным дифференциальным подходом, используемым, опять же, в дифференциальных спектрометрах. Для этого надо взять две идентичных стеклянных ячейку, хорошо (стабильно) оптически сопряженных и с лазерочком, и с фотоприемниками. При измерении в одну ячейку заливается вода обмеряемого образца, а в другую - достаточно чистая дистиллированная вода. Обязательна предварительная калибровка с обеими ячейками, заполненными дистиллированной водой.
Как устроен дифференциальный (или двухканальный) спектрометр - можно прочитать в массе литературы, доступной в сети. В заключение можно отметить, что, поскольку автора вопроса интересует лишь одна длина волны, то ему нужен всего лишьдифференциальный фотометр, а не спектрометр, что сильно упрощает задачу. В него можно и модуляцию завести, тогда можно будет измерять очень низкие концентрации загрязнений.

Ячейки идентичные, все углы, размеры стабильные, поверхности идеально чистые. Исследуемая вода - дистиллированная с исключительно механическими примесями. Без химических. Калибровка не только предварительная, но и последующая. А сколько синхронно вращающихся зеркал? Да еще без вибраций... Старый добрый спектрофотометр... с призмой и /или решеткой... Вот найти такой на свалке и сделать из него переносной прибор. На батарейках точно не получится... Даже призмы и решетки помогут избавиться от люминисценции... Только... знаете, какое минимальное поглощение и с какой точностью можно было измерить даже на каком-нибудь приличном... Perkin-Elmer'е? Видели спектрофотометр видимого диапазона? Там шкала обычно в оптической плотности... До 2-3...