SU767560A1 - Оптический спектрометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к фйльтров|л спектральным приборам дл  измерени  интенсивности эмиссионных линий на фоне помехи, создаваемой сплошным спектром. Известны пламенные фотоэлектричес кие фотометры 1, 2, в которых используютс  интерференционные свето фильтры, фотоэлемент или фотоумножитель и регистратор. Наиболее близким техническим решением  вл етс  оптический фотометр, содержащий входную диафрагму, фильтр дл  выделени  спектрального диапазона , модул тор светового потока, фотоэлектрический преобразователь и регистратор 2 . К недостаткам его можно отнести невозможность учета и устранени  вли  ни  посто нной составл ющей оптичес кой помехи. Целью изобретени   вл етс  устранение вли ни  посто нной составл юще оптической помехи. Эта цель достигаетс  применением вращающегос  светофильтра, выполненного в. виде двух граничащих между собой зон с совпадающими по длинам волн максимумами аппаратных функций, но различными их полуширинами. Прозрачности зон выбираютс  такими, чтобы световые потоки, выдел емые на фотопреобразователь из равномерного спектра каждой зоной, были одинаковы. Ось вращени  фильтра пересекает границу зон, имеющих регулируемые прозрачности , и располагаетс  параллельно оптической оси спектрометра за пределами входной диафрагмы. На фиг. 1 изображен один из вариантов предлагаемого спектрометра; на фиг. 2 - спектральные характеристики пропускани  зон фильтра. Спектрометр содержит источник 1, содержащий анализируему о эмиссионную линию на фоне оптической помехи, конденсорную линзу 2 осветительной сиCTeNM , формирующей параллельный пучок , входную диафрагму 3 и. интерференционный светофильтр 4, состо щий из двух полукруг.пых зон 5 и б с общей границей 7. Зона 5 имеет полукруглый непрозрачный участок 8 вблизи центра фильтра, а зона 6 - непрозрачный участок 9 в форме полукольца на периферии фильтра. Фильтр установлен с возможностью вращени  его вокруг оси 10 с помощью прибода 11. Ось 10 параллельна о птической оси 12 спектрометра и допускает параллельное перемещение в вертигсальной плоскости, вследствие чего проекци  13 диафрагмы 3, образованна  параллельным световым пучком наплоскости фильтра 4,

МЙЖ§3 /3.анимать тЪ или иное пбЛЬжёние относительно центра фильтра. Прошедший через фильтр 4 свет фокусируетс  Линзой 14 на выходе фотопреобраэовате л   , 15 , Эле кт риче с кий эк в ив а1ле нт оп т 1Чеёк6го сигнала, формируемого при вращении фильтра 4, поступает на регистратор 16.

- Ха за сгфйстики сйёкграАЬШг Тфдпускани  (аппаратные функции) зон 5

и 6 показаны соответственно кривыми 17 и 18. Крива  пропускани  зоны 5 выбираетс  с более йысоким.и острым максимумом в отличие от аналогичной кривой дл  зоны 6. Аппаратна  функци  зЪны 5 имеет более высокие пиковСГё значение и меньшую полуширину, нежели аппаратна  функци  зоны б. характеристики спектрального пропускани  зон подобраны так, что

л   равномёрноЪо спектра их обЩйе пропускани  (просуммированные по всем линам волн) одинаковы. :1„,;-.;5.:«.;„и-.-..Работа устройства показана на приере узкой линии излучени , наход ейс  на фоне оптической помехи со cплoшны 1 равномерным спектром. Полуирина анализируемой -линии предполагаетс  много меньше полуширины более . аппаратного контура рассматри ваемых зон (зоны 5).

Свет от источника, поступающий на фотопреобразователь, будет поочереднО Проходить через зоны 5 и 6 фильтра 4. Поскольку суммарные пропускани  Л   еплошного равномерного спектра заранее выбраны дл  обеих зоН одинаковьми , модул ции излучени  фона

здесь не произойдет, несмотр  на то,

что среднее значение пропускаемого

№ёКТраЛЬного интервала и пиковое значение формируемого периодического сигнала будут приэтом измен тьс . Модул ци  фона не произойдет, так увеличение интервала спектрального пропускани  дл  зоны б по сравнению с зоной 5 будет компенсировано соответствующим снижением интенсивHjDCTH пропускаемого из у чеди  вблизи

г ГаксймумаТ в дЕнном случае модул цй 

$oiE S Sfci fc:Tey npft любом численном

эначёмЙ его интенсивности. Эмйс сионна  лини , присутствующа  на фоне спектра помехи, даст периодический разностный сигнал. Мод л цй  излучени  линии будет обусловлена/тем,

ч 8за1 ечет её малой шйрины йнтёнсивнрсть поступающего на фотопреобразов а ёНь Т1зл Гчё нй  Вудет 6предел    не общей прозрачностью зон, а п 5озрач ност ми збн вблиз и Максимумов их aiiпаратных функций. Световой поток от

линии, прошедшей через 5, будет больше,Чем поток зону 6 . Периодический сигнал, сформированный изпучбнием ЛИНИИ, преобразовываетс  в электрический Э1 вивалент и поступает на регистратор 16. Таким образом, если интенсивность спектра оптической помехи на исследуемом учайтке спектра близка к равномерной, устранение вли ни  помехи происходит ав ,томатически.

В общем случае при выбранных характеристиках 17 и 18 пропускани 

зон, помеха от неравномерного спектра будет модулирована. Допустим дл  Определенности, что суммарный светсвой поток от фОна, проход щий через зону.5 больше, чем поток чер.ез зо|1у &.

Устранение вли ни  фона производитс  здесь в следующем пор дке. Включают помехообразующий источник, не содержащий в спектре своего излучени 

лИнИи исследуемого элемента.

Перемещают ось 10 вращени  фильтра 4 вниз. При вращении фильтра проекци  13 диафрагмы 3 будет частично экранирйвана непрозрачным участком 8, т. е.

прозрачность зоны 5 уменьшитс , а в

пределах зоны б Проекци  13 не бУдет экранирована и прозрачн.ость зоны б сохранит первоначальное значение. Выбором определённогосмещени  оси 10

добиваютс  равенства световых потоков, проход щих через обе зоны фильтра 4. Дл  каждого спектра выбор этого смещени  индивидуален. Модул ци  излучени  фона при вращении фильтра 4.будет

отсутствовать. Если .в спектре излучени  источника присутствует анализируё- ма  лини , то ее излучение будет модулировано за счет разности пиковых пропусканий з.он. .

После компенсации фона калибровкУ

прибора производ т обычным пор дком

с использованием серии эталЪнных источников . ,,,

Предлагаемое -устройство обеспечивает более высокую чувствительность.и

точность спёктральньах измерений при наличии оптической помехи с произвольным спектром. - . ., ... . . . .

Claims (2)

1.Шишловский А. А. Прикладна  физическа  оптика, м., Физматгиз,

1961,с. 619.

2.Бурриель-Марти Ф., РамиресМуньос X. Фотометри  пламени, м., изд-во Иностранна  литература

1962,с. 112.

12

Л

Длина SojjHbi Фиг.г