Camera televisiva a scansione lenta per misure spettroscopiche

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Camera televisiva a scansione lenta per misure spettroscopiche

Doctoral Thesis Author(s):

Donati, Marco Publication date:

1974

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https://doi.org/10.3929/ethz-a-000085314 Rights / license:

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Diss. ETH 5254

CAMERA TELEVISIVA ^A SCANSIONE LENTA PER MISURE SPETTROSCOPICHE

DISSERTAZIONE

per il conseguimento del titolo di dottore in scienze tecniche

della

SCUOLA POLITECNICA FEDERALE ZURIGO

presentata ^da MARCO DONATI

ing. ^el. dipi. SPFZ

nato

il 20 dicembre 1945

di Broglio (Ct. Ticino)

Accettata

^su

proposta ^di Prof. Dr. M.

J.

O. Strutt, ^relatore

Prof. Dr. U. P. Wild, correlatore

aku-Fotodruck Zùrich

1974

_ 122 _

Riassunto

Si è costruito una camera televisiva il cui tubo analizzatore di

tipo

^vidicon è adatto ^a scansioni lente.

L'elemento centrale di controllo del processo di ^{misura e} dell'elaborazione dei dati è il

minicomputer PDP8/I

^con relati¬

va interface

(29).

L'esplorazione d'immagine

^è

digitale

^così da compensare la di¬

minuzione del

segnale

dovuta al

tempo

^d'analisi elevato.

Di ogni

quadro

^si analizzano 256 ^x

256

elementi

(100

^us per

punto),

^con

512

^x

512 punti

^{si deve} contare su una

perdita

^nel

potere

risolutivo. La caratteristica di

Storage

^{del TD}

131-5-018 permette l'integrazione

^di

segnali

deboli

(naturalmente

nel caso di immagini

statiche)

per ^ca. 15

minuti; 1'mtegrazaone

per

tempi

maggiori ^{va a}

scapito

del potere risolutivo per l'evidenziarsi della corrente d'oscurità

(lateral leakage).

L'accoppiamento

^{con un} convertitore

d'immagine (RCA 44-49A)

permette ^la registrazione ^di spettri di assorbimento o emissio¬

ne m

tempi

successivi l'eccitazione luminosa di una

sostanza;

le immagini che appaiono sullo schermo fosforescente dell'I.C.

vengono

integrate

^ed immagazzinate ^sullo strato fotosensibile del vidicon restando

così

a

disposizione

per l'analisi elet¬

tronica. Il

tempo d'apertura

^minimo della

griglia

^dell'I.C.

che permette ^ancora la

registrazione

di

un'immagine

^con il vidicon è di ca. 20 _us; ciò _grazie alla persistenza del fosfo¬

ro Pll dell'I.C. e con illuminazioni notevoli.

-

123

^-

Per

tempi

^minori

(

^{e non} considerando l'inerzia del foto¬

conduttore)

^è necessario l'uso di un tubo

più

^sensibile

(per

^{es. un} SEC-Intensifier come il WL

32000, Westinghouse).

I

segnali

^{di linee d'analisi diverse}

(di

^tutta

l'immagine

e di

immagini

successive usando nastri

magnetici)

vengono

immagazzinati

nella memoria del

PDP8/I

per la successiva elaborazione.

- 124 -

Zusa^ienfassung

Eme Fernsehkamera mit emer Vidicon-Eohre fur

langsame Abtastungen

uurde

gebaut.

Zentralelement des

Ilessprozesses

^{und der}

Ddtenverarbeitung

ist der

Klemcomputer PDP8/I

^und das

entsprechende

Interface

(IF

^{1 -} PC

ETH).

Eme

digitale Bildabtastung

vermeidet die

Signalverklemerung

welche die grosse Bildabtastzeit verursachen Viurde.

Von

jedem

Bild verden

256

^x

256

Punkte

abgetastet (100

^us prò

Punkt),

^bei 512 ^x

512

^Punkten muss mit emer Auf

losungsverkleme-

rung

gerechnet

^werden.

Die

Speichereigenschaft

^{des TD} 1343-018 ^{erlaubt die} Integrataci schwacher

Signale (nur

^{ìm Falle} statischer

Bilder)

^wahrend etua

15 Mmuten, langere Integrations^eiten

verursachen ^emen Verlust des

Auflosungsvermogens mfolge Dunkelstrombildung.

Die

Verbmdung

^{des Vidicons mit dem}

Image

Converter RCA

4449A

erlaubt die Aufnahme von

Absorptuons-oder -Emissionspektren

in emstellbaren Zeiten nach der

Lichterregung

^{emer Substanz.}

Die am Anodenschirm des I.C. erschemenden Bilder werden von der

Vidicon-photoschicht mtegriert

^und

gespeichert.

Die sukzessive

langsame Abtastung

liest die

gespeicherte

Information. Dank der Persistenz des

Phosphors

^{Pll des Anoden-} schirmes der I.C. ist es

moglich

Vidicon-Aufnahmen bis zu

etwa 20 us I.C.-Verschlusszeit zu realisieren.

Dazu smd

jedoch

grosse Lichtmtensitaten erforderlich.

-

125

^-

Fur klemere Zexten

(und

ohne

Betrachtung

^der Photoschicht-

tragheit)

^{muss exne}

empfindlichere

^Rohre verwendet werden

(z.B.

SEC-Intensifier WL 32000 ^von

Westxnghouse).

Signale

^von verschiedenen Abtastzeilen

(vom

ganzen Bild und von sukzessiven Bxlder falls

magnetische

Bandei

gebraucht

werden)

^{werden ìm}

Computer-memory

^{fur die}

Datenverarbeitung

gespeichert.

- 126 ^-

Abstract

In this work a television camera was built with a slow scan vidicon tube.

The main eleraent of the

measuring system

^{and of the data}

processing

^{used in this work was the small}

computer PDP8/I

and the

corresponding

^interface

(IF

^{1 - PC}

ETH).

A

digitai picture scanning

^{was used which}

helps

^{to avoid}

a reduction in

signal amplitude

which would have been caused

by

^a

long

frame time.

256 ^x

256

elements are scanned from each

image (100

us for each

element).

The

scanning

^of

512

^x 512 elements would cause a reduction in signal

amplitude.

The

Storage

characteristics of the tube TD 13^5-018 ^allow the

integration

of weak

signals during approximately

15 ^min.

(static images).

Longer integration

^times cause a consideratale decline of the resolution

capability.

^{This is}

mainly

due to the influence of the dark current.

The combination of the vidicon tube with an

image

^converter tube

(RCA 4-449A)

^{allows the}

recording

^{of emission and}

absorption spectra

^of

light

^{excited substances} with

programmed

exposure times and intervals.

At the anode of the

image

converter appears ^an

image

^which is

integrated

^{and stored}

by

^the vidicon

photolayer.

Then a successive slow

scanning

^{records the stored} information.

-

127

^-

The

good persistence

^{of the Pll}

phosphor

^{of the anode of the}

image

converter tube allows

recording

^{with the vidicon camera} up to about 20 us exposure times.

However,

^the

light

intensities involved must be

high enough

to allow such a

recording.

For shorter exposure times a more sensitive tube must be

used,

for

example

SEC-Intensifier WL 32000

(Westinghouse).

The inertia characteristics of the

photosensitive layer

^must be taken into consìderation.

Signals originating

^{from the}

scanning

^{of different lines} of an

image (or

of successive

images

^{in case of}

magnetic

DEC-tapes)

^{are stored in the}

computer

memory for further data

processing.