SU1679215A1 - Multichannel spectrofotometer - Google Patents

Multichannel spectrofotometer Download PDF

Info

Publication number
SU1679215A1
SU1679215A1 SU894642709A SU4642709A SU1679215A1 SU 1679215 A1 SU1679215 A1 SU 1679215A1 SU 894642709 A SU894642709 A SU 894642709A SU 4642709 A SU4642709 A SU 4642709A SU 1679215 A1 SU1679215 A1 SU 1679215A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
lens
autonomous
field
lenses
radiation
Prior art date
Application number
SU894642709A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Логинович Старков
Александр Адамович Дубовик
Михаил Андреевич Шамрило
Original Assignee
Институт электроники АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электроники АН БССР filed Critical Институт электроники АН БССР
Priority to SU894642709A priority Critical patent/SU1679215A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1679215A1 publication Critical patent/SU1679215A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому спектральному приборостроению. Цель изобретени  - повышение точности измерений путем увеличени  светопропускани . Излучение отражаетс  от сканирующего зеркала 1 и поступает на набор автономных объективов 2. В фокусе каждого из объективов 2 размещена одна из зон многозональной полевой диафрагмы 4, Далее в каждом канале излучение проходит светофильтр 5 и регистрируетс  фотоприемником 6. Между каждым автономным объективом 2 и зоной диафрагмы 4 размещена ромбическа  призма. Многоканальный спектрофотометр позвол ет измер ть излучение в одном поле одновременно несколькими спектральными каналами. 3 ил. S 7 солнечное излучение сл с о 3 N5 СПThis invention relates to optical spectral instrumentation. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the light transmission. The radiation is reflected from the scanning mirror 1 and is fed to a set of autonomous lenses 2. At the focus of each of the lenses 2, one of the zones of the multizone field diaphragm 4 is placed. Next, the radiation passes the light filter 5 in each channel and is recorded by the photodetector 6. Between each autonomous lens 2 and the aperture zone 4 posted rhombic prism. A multichannel spectrophotometer allows radiation to be measured in one field simultaneously by several spectral channels. 3 il. S 7 solar radiation SL с о 3 N5 SP

Description

ОбъектAn object

Фиг.11

Изобретение относитс  к области оптического спектрального приборостроени .The invention relates to the field of optical spectral instrumentation.

Цель изобретени  - повышение точности измерений путем увеличени  светопро- пускани .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the light transmission.

На фиг.1 и 2 представлена оптическа  схема многоканального спектрофотометра (на фиг.1 - два измерительных канала и калибровочный канал, на фиг.2 - вид А на фиг.1, где показано разветвление (как пример ) восьми оптических измерительных каналов ); на фиг.З - изображение трех полевых диафрагм в пространстве объектов .Figures 1 and 2 show the optical layout of a multichannel spectrophotometer (in Fig. 1, two measuring channels and a calibration channel; in Fig. 2, view A in Fig. 1, which shows the branching (as an example) of eight optical measuring channels); on FIG. 3 - the image of three field diaphragms in the object space.

Спектрофотометр содержит сканирующее зеркало 1, автономные объективы 2, ромбические призмы 3, полевые диафрагмы (зоны) 4, полосовые светофильтры 5, фотоприемники 6, рассеиватель 7, диафрагму 8, линзу 9, поворотное зеркало 10, ось 11 симметрии .The spectrophotometer contains a scanning mirror 1, autonomous lenses 2, rhombic prisms 3, field diaphragms (zones) 4, band-pass light filters 5, photodetectors 6, diffuser 7, diaphragm 8, lens 9, swivel mirror 10, axis 11 symmetry.

Сканирующее зеркало 1 выполнено единым дл  всех измерительных каналов и установлено под углом 45° к оптическим ос м автономных объективов с возможностью вращени  на 360° вокруг оси 11 симметрии . Каждый измерительный канал включает автономный объектив 2, ромбическую призму 3, полевую диафрагму 4, полосовой светофильтр 5 и фотоприемник 6. Автономные объективы установлены вплотную друг к другу в виде сотовой конструкции с взаимно параллельными оптическими ос ми . Scanning mirror 1 is made uniform for all measuring channels and installed at an angle of 45 ° to the optical axes of autonomous lenses with the possibility of rotation through 360 ° around the axis 11 of symmetry. Each measuring channel includes an autonomous lens 2, a rhombic prism 3, a field diaphragm 4, a band-pass filter 5 and a photodetector 6. The autonomous lenses are installed close to each other in the form of a honeycomb structure with mutually parallel optical axes.

После каждого объектива 2 радиально установлены ромбические призмы 3, отражающие грани которых расположены под углом 45° к оптическим ос м объективов. Длина призм 3 выбираетс  исход  из размеров фотоприемников, Полевые диафрагмы 4 установлены непосредственно после ромбических призм в фокальной плоскости объективов 2. Полевые диафрагмы 4 совместно с объективами 2 формируют мгновенное поле зрени  оптической систе2w где dn диаметр помы , равноеAfter each lens 2, rhombic prisms 3 are radially mounted, the reflecting faces of which are at an angle of 45 ° to the optical axes of the lenses. The length of the prisms 3 is chosen based on the size of the photodetectors. Field diaphragms 4 are installed directly after the rhombic prisms in the focal plane of the lenses 2. Field diaphragms 4 together with the lenses 2 form an instantaneous field of view of the optical system where dn is the diameter of the wash, equal to

f° if ° i

левой диафрагмы 4; f0- фокусноеleft diaphragm 4; f0 focal

рассто ние объектива 2. Полосовые светофильтры 5 размещены после полевых диафрагм 4 перед фотоприемниками 6. Калибровочный канал построен по схеме коллиматора и включает рассеиватель 7 солнечного излучени , диафрагму 8, установленную в фокальной плоскости линзы 9, поворотное зеркало 10, расположенное под углом 45° к оптическбй оси коллиматора и оси 11 вращени  зеркала. Диаметр d диафрагмы 8 и диаметр dn полевой диафрагмы 4lens distance 2. Band-pass filters 5 are placed after field diaphragms 4 in front of photo detectors 6. The calibration channel is built according to a collimator scheme and includes a solar radiation diffuser 7, aperture 8 installed in the focal plane of the lens 9, a swivel mirror 10 at an angle of 45 ° to the optical axis of the collimator and the axis of rotation 11 of the mirror. The diameter d of the diaphragm 8 and the diameter dn of the field diaphragm 4

св заны соотношением dn/dn /fo1, где (к1- фокусное рассто ние линзы 9 коллиматора .connected by the ratio dn / dn / fo1, where (k1 is the focal length of the lens 9 of the collimator.

Спектрофотометр работает в двухSpectrophotometer works in two

режимах: измерени  и калибровки следующим образом,modes: measurement and calibration as follows,

В режиме измерени  световой поток поступает от исследуемого объекта, например верхних слоев атмосферы Земли (фиг.1), наIn the measurement mode, the luminous flux comes from the object under study, for example, the upper layers of the Earth’s atmosphere (Fig. 1),

сканирующее зеркало 1 и направл етс  им на все автономные объективы 2, где после прохождени  ромбических призм 3 концентрируетс  на полевых диафрагмах 4, а затем расход щимс  пучком приходит интерференционные светофильтры 5 и падает на фотоприемники 6. В каждом канале интерференционные светофильтры выдел ют из исследуемого потока монохроматический свет в узком спектральном диапазоне, который преобразуетс  фотоприемником в электрический сигнал. Электрический сигнал усиливаетс , преобразуетс  в цифровой код и поступает в блок системы управлени , сбора и обработки информации (не показаны ). Каждому фотоприемнику б соответст ву ет свой канал регистрации. Регистраци  уровней сигналов многоканальным спектрофотометром осуществл етс  периодически через промежутки времени t dp /v, гдеthe scanning mirror 1 and it is directed to all autonomous lenses 2, where, after passing through rhombic prisms 3, it concentrates on field diaphragms 4, and then the interference light filters 5 arrive at the diffuse beam and fall on the photodetectors 6. In each channel, the interference light filters are separated from the test stream monochromatic light in a narrow spectral range, which is converted by the photodetector into an electrical signal. The electrical signal is amplified, converted into a digital code and fed to a block of the control system, the collection and processing of information (not shown). Each photodetector b has its own registration channel. The signal levels of the multichannel spectrophotometer are recorded periodically at intervals of d dp / v, where

dn - диаметр изображени  полевой диафрагмы 4; v - скорость ее сканировани . Спектральные каналы опрашиваютс  одновременно все и сигналы их, после преобразовани , направл ютс  в блок долговременной пам ти.Сканирующее зеркало 1 измен ет ход луча при различных режимах работы прибора и обеспечивает сканирование изображений полевых диафрагм 4 поперек трассы полета космического аппарата.dn is the diameter of the image of the field diaphragm 4; v is its scanning speed. The spectral channels are interrogated all at the same time, and their signals, after conversion, are sent to the long-term memory block. Scanning mirror 1 changes the beam path during various instrument operation modes and provides scanning of images of field diaphragms 4 across the flight path of the spacecraft.

Угол обзора может быть выбран любой, например 96°, что позвол ет исследовать обширную площадь атмосферы Земли при различных зенитных углах Солнца.The viewing angle can be any one, for example, 96 °, which allows exploring the vast area of the Earth’s atmosphere at different zenith angles of the Sun.

В режиме калибровки сканирующееIn calibration mode scan

зеркало 1 поворачиваетс  на 180° и фиксируетс . Начало калибровки осуществл етс  в момент, когда вектор скорости прибора направлен на Солнце. Световой поток от Солнца падает на рассеиватель 7, проходитmirror 1 is rotated 180 ° and fixed. Calibration commences at the moment when the instrument velocity vector is directed toward the sun. Luminous flux from the Sun falls on the diffuser 7, passes

частично его и диафрагму 8, поступает на линзу 9, где коллимируетс  ею и направл етс  поворотным и сканирующим зеркалами . во все измерительные каналы. Фотоприемники 6 вырабатывают электрические сигналы, которые служат затем дл  сравнени  с сигналами, полученными от объекта. part of it, and the diaphragm 8, enters the lens 9, where it is collimated by it and guided by the rotating and scanning mirrors. in all measuring channels. Photodetectors 6 generate electrical signals, which then serve to compare with signals received from an object.

Исследу  относительные выходные сигналы , поступающие от пр мой солнечнойI will explore the relative output signals from the direct solar

радиации и отраженной атмосферой Земли, можно судить, например, о количественном общем содержании озона в атмосфере, а относительное изменение сигналов в спектральных каналах позвол ет судить о распределении озона на различных уровн х атмосферы. Многоканальный спектрофотометр позвол ет измер ть солнечную радиацию , отраженную на различных высотах атмосферы (по глубине), в одном поле и одновременно восемью спектральными каналами . Таким образом, спектрофотометр позвол ет глобально исследовать динамику распределени  озона в атмосфере на различных ее уровн х, а при замене в приборе узкополосных светофильтров можно исследовать содержание и распределение других химических элементов е атмосфере.radiation and the reflected atmosphere of the earth, one can judge, for example, the quantitative total ozone content in the atmosphere, and the relative change in signals in the spectral channels allows one to judge the distribution of ozone at different levels of the atmosphere. A multichannel spectrophotometer makes it possible to measure solar radiation reflected at different heights of the atmosphere (in depth) in one field and at the same time by eight spectral channels. Thus, the spectrophotometer allows you to globally investigate the dynamics of the distribution of ozone in the atmosphere at its various levels, and by replacing narrow-band optical filters in the instrument, you can investigate the content and distribution of other chemical elements in the atmosphere.

00

5five

Claims (1)

Формула изобретени  Многоканальный спектрофотометр, содержащий оптически св занные сканирующее зеркало, объектив, многозональную полевую диафрагму, размещенную в фокальной плоскости объектива, оптический развет- витель, полосовые светофильтры и фотоприемники, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем увеличени  светопропускани , объектив выполнен в виде набора автономных объективов , в фокусе каждого из которых размещена одна зона многозональной полевой диафрагмы , при этом оптический разветвитель выполнен в виде ромбических призм, кажда  из которых размещена по ходу луча между одним автономным объективом и зоной многозональной полевой диафрагмы.Claims of the invention A multichannel spectrophotometer comprising an optically coupled scanning mirror, a lens, a multi-field field stop located in the focal plane of the lens, an optical splitter, band-pass filters and photodetectors, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by increasing the light transmission, the lens is made in the form of a set of autonomous lenses, in the focus of each of which is placed one zone of a multi-zone field stop, the optical splitter is performed in the form of rhombic prisms, each of which is located along the beam path between a lens and an autonomous zone multizone field diaphragm. ВидАVida ФигЛFy Фие.ЗFi.Z
SU894642709A 1989-01-27 1989-01-27 Multichannel spectrofotometer SU1679215A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894642709A SU1679215A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Multichannel spectrofotometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894642709A SU1679215A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Multichannel spectrofotometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1679215A1 true SU1679215A1 (en) 1991-09-23

Family

ID=21425211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894642709A SU1679215A1 (en) 1989-01-27 1989-01-27 Multichannel spectrofotometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1679215A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гительзон И.И. и др. Полевой многоканальный спектрометр МКС-12. - Океанологи , 1979, 19, Мг5, с.91. Авторское свидетельство СССР № 1200140, кл. G 01J 3/42. 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4076421A (en) Spectrophotometer with parallel sensing
US4022529A (en) Feature extraction system for extracting a predetermined feature from a signal
US4477190A (en) Multichannel spectrophotometer
EP2181317B1 (en) Broad-range spectrometer
US3985441A (en) Multi-channel spectral analyzer for liquid chromatographic separations
US4273443A (en) Method and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems
EP0416067B1 (en) Method and apparatus for particle size analysis
JPS628729B2 (en)
JPH03115977A (en) Anemometer for intermediate altitude
US3022704A (en) Spectrophotometer
US4486095A (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
US5584557A (en) High efficiency compact illumination system
US7869034B2 (en) Multi-angle and multi-channel inspecting device
USRE32598E (en) Feature extraction system for extracting a predetermined feature from a signal
EP0062642B1 (en) Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith
JPS6038644B2 (en) spectrophotometer
US3602596A (en) Roughness testing meters
SU1679215A1 (en) Multichannel spectrofotometer
US4484815A (en) Spectrophotometer
CN106290173B (en) Device and method for detecting multidimensional distribution of gas concentration
GB2041516A (en) Methods and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems
JPS6241224Y2 (en)
JPS594258Y2 (en) double beam spectrophotometer
SU1408211A1 (en) Device for checking parameters of thread
JPS60129645A (en) Gas concentration measuring apparatus