Claims (2)
Этот спектрофотометр имеет дополнительную однолучевую фотометрическую систему, измер ющую поток,прошедший через компенсатор. Таким образом, в данном приборе разделены функции омпенсации поглощени обра ца и реп-|страции потока, прошедшего через компенсатор в момент компенсации , что позвол ет исключить таки погрешности, как погрешности изготовлени кормпеисэтора, неравномерность изобрзжеки источника в плоскости компенсатора. Кроме того, спектрофотометр снабжен оптическими элементами дл формировани пучка в опорном канале- и дл пода4 /i этого пучка на вход измерительно фотометрической системы поочередно с подачей на ее вход пучка из кана (ла сравнени . Основным недостатком данного спектрофотометра вл етс сложность оптическое схемы, в которой имеетсв три отдельных канала. Кроме того, наличие механического компенсатора накладывает ограничени на быстродействие прибора. Цель изобретени - упрощение оптической схемы спектрофотометра при сохранении высокой фотометрической точности. Цель достигаетс благодар тому, что регулируемый компенсатор выполнен на основе дополнительного исто-1ника излучени - светодиода, подключенного к схеме питани , а регул тор компенсатора-- в виде схе мы изменени среднего тока питани светодиода, измерительна система снабжена устройством дл измерени средней интенсивности излучени дополнительного источника, а управл ю ща система - элементами дл подачи излучений от дополнительного источника на неселективный фотоприемник управл ющей системы синхронно с под чей на него излучени из канала образца . Кроме тбго, схема питани светодиода выполнена в виде генератора переменной частоты, регул тор компенсатора - в виде схемы изменени частоты генератора, а элементы дл измерени средней интенсивности излучени светодиода - в виде частото мера . На чертеже представлена блок-схе ма спектрофотометра. Спектрофотометр содержит источни излучени 1, зеркало 2, формирующее пучок канала сравнени , зеркала 3 и дл формировани пучка канала образца, а также модул тор 5 котор может быть выполнен в форме вращающегос секторного зеркала. Зеркальный модул тор 5 установлен таким образом, чтобы поочередно направп ть на вход монохроматора 6 и далее на вход управл ющей фотоэлектрической системы 7 пучок образца и пучок сравнени . Основными элементами управл ющей системы вл ютс неселективный приемник излучени 8, соответствующий ее входу, и схема 9 выделени сигналов разбаланса, вырабатываемых приемником 8 в последовательные полупериоды вращени секторного зеркала 5- Выход управл ющей фотоэлектрической системы подключен к коммутатору 10 компенсатора 11 неравенства пучков в каналах образца и сравнени . Компенсатор неравенства пучков содержит, кроме этого, схему питани 12 и дополнительный источник излучени 13, в качестве которого применен светодиод на основе арсенида газэли типа АЛ 106, и систему 14 термостабипизации светодиода. Измерительна система 15 подключена к индикаторному устройству (или регистрирующей системе) 16 через устройство измерени средней интенсивности изЛучени 17, содержащее фотодиод 18. Прибор работает следующим образом Излучение от источника 1 зеркалами 2 и 3 раздел етс на пучки сравнени и образцы. Первьй из них непосредственно , а второй - через образец и зеркало k попадает на секторное вращающеес зеркало (модул тор ) 5, так что в каиедый полуЛериод его вращени пучки образца и сравнени отражаютс или проход т через модул тор 5 и идут попеременно в монохроматор 6. После разложени в спектр эти пучки попадают на неселективный приемник излучени 8. При этом коммутатор 1Оt синхронизированный с вращением модул тора 5 включает схему 12 питани дополнительного источника изпумени (светодиода ) 13 в тот попуперйод, когда на приемник 8 поступает пучок канала образца, и отключает ее на врем второго полупериода. 8 результате на выходе фотоприемника 8 управл ющей системы возникает последовательность импульсов с двум величинами амплитуды, одна из которых пропорциональна интенсивности излучени в канале сравнени , а втора сумме интенсивностей излучени в канале образца и дополнительного ис точника. Схема 9 выдел ет из этой последовательности сигнал, характеризующий разбаланс импульсов (неравенство их амплитуд), т.е. неравенство интенсивностей- потоков излу чени , попадающих на приемник 8 в последовательные полупериоды работы модул тора 5- Этот сигнал после пре образовани подаетс через коммутатор 10 на схему питани 12, котора измен ет интенсивность излучени дополнительного источника до исчезновени сигнала разбаланса. Таким образом, дополнительный источник 13 в сочетании со своей схемой питани 12 и коммутатором 10 выполн е функцию регулируемого компенсатора 11 неравенства интенсивности пучков в каналах образца и сравнени .При этом средн интенсивность добавочного потока излучени , вл юща с мерой поглощени в образце, измер етс устройством 7, вход щим в измерительную систему 15, сигнал с которого поступает на индикаторное или регистрирующее устройство 16. 8 том случае, если в качестве до полнительного источника используетс светодиод, работающий в ключевом ре жиме, сигнал разбаланса используетс дл управлени частотой генератора, включенного в системе питани 12.Дл инерционного приемника 8 изменение частоты импульсов источника излумени 13 эквивалентно изменению средней интенсивности добавочного излучени , измерение поглощени в образ це в этом случае сводитс к измерен частоты следовани импульсов излуче ни с помощью устройства 17, св зан ного непосредственно с генератором схемы питани 12 или с фотодиодом 18. Вместо изменени частоты можно использовать изменение скважности им пульсов. Дополнительный источник излучени 13 и фотодиод 18 могут составл ть вместе комплектный блок - оптронную чейку. Такие чейки серийно выпускаютс промышленностью. Дл того, чтобы одинаковым величинам поглощени на разных длинах волн соответствовали одинаковые показани спектрофотометра, монохроматор 6 имеет специальный щелевой механизм, выравнивающий величину сигнала в канале сравнени по длинам волн. Относительно невысока точность этого уравнивани увеличиваетс до необходимого значени системой автоматической регулировки усилени (на чертеже не показана). Таким образом, в предлагаемом спектрофотометре измерение поглощени образца производитс по двухканальной схеме без использовани подвии ных механических элементов типа фотометрических клиньев. Тем самым значительно упрощаетс кинематическа схемы, повышаетс надежность и устран ютс погрешности, св занные с ошибками изготовлени фотометрического клина, лимитирующие точность измерений на обычном спектрофотометре . Кроме того, достигаетс высокое быстродействие, ограничиваемое только инерционностью неселективного фотоприемника (посто нна времени пор дка 20 мс). Благодар тому, что В основном варианте данного спектрометра непосредственно измер емой величиной вл етс не амплитуда, а частота импульсов излучени , значительно упрощаютс цифрова регистраци и выдача данных измерений в ЭВМ. Формула изобретени 1. Двухканальный спектрофотометр , содержащий источник излучени , оптические элементы дл формировани пучков 8 каналах образца и сравнени , регулируемый компенсатор неравенства интенсивностей пучков в каналах образца и сравнени , управл ющую фотоэлектрическую систему с несепективным фотоприемником, выход которой подключен к регул тору компенсатора , измерительную систему, выход которой подключен к индикаторному устройству, монохроматор, установленный перед управл ющей (Фотоэлектрической системой,и модул тор дл поочередной гюдачи на вход управл ющей фотоэлектрической системы пучков из каналов образца и сравнени ,о тличающийс тем, что, с целью упрсмдени оптической схемы спектрофотометра, регулируемый компенсатор выполнен на основе дополнительного источника излучени светодиода , подключенного к схеме питани , а регул тор компенсатора в виде схемы изменени среднего тока питани светодиода, измерительпа система снабжена устройством дл измерени средней интенсивности излучени дополнительного источника а управл юща система элементами дл подачи излучени от дополнительного источника на неселективный фотоприемник управл ющей системы синхронно с подачей на него излучени из канала образца. 2. Спектрофотометр по n.t, о тличающийс тем, что схема питани светодиода выполнена в виде генератора переменной частоты, ре8Q гул тор компенсатора - в виде схемы изменени частоты генератора, а элементы дл измерени средней интенсивности излучени дополнительного источника выполнены в виде частотометра . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Тарасов К.И. Спектральные приборы . Л., Машиностроение, 1968. This spectrophotometer has an additional single-beam photometric system that measures the flux that passes through the compensator. Thus, in this device, the functions of compensation of absorption and reproduction of the flow that passed through the compensator at the time of compensation are separated, which eliminates errors, such as errors in the manufacture of a cortexer, unevenness of the source in the plane of the compensator. In addition, the spectrophotometer is equipped with optical elements for forming a beam in the reference channel - and for feeding this beam to the input of the measuring photometric system alternately feeding the beam from the canal to its input. The main drawback of this spectrophotometer is the complexity of the optical scheme, which has three separate channels. In addition, the presence of a mechanical compensator imposes limitations on the speed of the instrument. The purpose of the invention is to simplify the optical layout of the spectrophotometer while maintaining high photometric accuracy. The goal is achieved due to the fact that the adjustable compensator is made on the basis of an additional source of radiation — an LED connected to the power supply circuit, and the compensator regulator — in the form of a scheme for changing the average power supply of the LED, the measuring system is equipped with average radiation intensity of the additional source, and the control system — elements for supplying radiation from the additional source to the non-selective photodetector of the control system but with radiation from the sample channel. In addition, the LED power supply circuit is made in the form of a variable frequency generator, the compensator controller in the form of a generator frequency change circuit, and the elements for measuring the average radiation intensity of the LED diode in the form of a frequency meter. The drawing shows a block diagram of the spectrophotometer. The spectrophotometer contains radiation sources 1, a mirror 2 forming a comparison channel beam, a mirror 3 and for forming a sample channel beam, and a modulator 5 which can be made in the form of a rotating sector mirror. The mirror modulator 5 is installed so as to alternately direct the input of the monochromator 6 and further to the input of the control photovoltaic system 7 a sample beam and a reference beam. The main elements of the control system are a non-selective radiation detector 8 corresponding to its input, and an imbalance signal separation circuit 9 produced by the receiver 8 in successive half-periods of rotation of the sector mirror 5- The output of the control photoelectric system is connected to the switch 10 of the beam inequality compensator 11 in the sample channels and compare. The beam inequality compensator contains, in addition, a power supply circuit 12 and an additional radiation source 13, for which an LED based on AL-106 gas-like arsenide is used, and a system 14 for the thermal stabilization of an LED. The measuring system 15 is connected to an indicator device (or a recording system) 16 through an average 17 intensity measuring device containing 17 photodiode. The device operates as follows. Radiation from source 1 by mirrors 2 and 3 is divided into comparison beams and samples. The first of these is directly, and the second through the sample and the mirror k hits the sector rotating mirror (modulator) 5, so that in the every half-cycle of its rotation, the beams of the sample and comparison are reflected or pass through the modulator 5 and go alternately to the monochromator 6. After decomposition into the spectrum, these beams fall onto a non-selective radiation receiver 8. At the same time, the 1Ot switch synchronized with the rotation of the modulator 5 turns on the power supply circuit 12 of an additional source of noise (LED) 13 in that region when the receiver 8 arrives a sample channel beam and switches it on the time of the second half cycle. 8, a sequence of pulses with two amplitudes, one of which is proportional to the intensity of the radiation in the reference channel, and the second sum of the radiation intensities in the sample channel and an additional source, occurs at the output of the photodetector 8 of the control system. Scheme 9 extracts from this sequence a signal characterizing the imbalance of the pulses (the inequality of their amplitudes), i.e. Inequality of the intensity of the flux of radiation falling on the receiver 8 in successive half-periods of operation of the modulator 5. This signal, after conversion, is fed through the switch 10 to the power supply circuit 12, which changes the radiation intensity of the additional source until the unbalance signal disappears. Thus, the additional source 13 in combination with its power supply circuit 12 and the switch 10 performs the function of an adjustable compensator 11 for the inequality of beam intensities in the sample channels and comparison. In this case, the average intensity of the incremental radiation flux, which is a measure of absorption in the sample, is measured by the device 7, entering the measuring system 15, the signal from which is fed to the indicator or recording device 16. 8 if the LED operating in the cell is used as an additional source In the cheat mode, the imbalance signal is used to control the frequency of the generator included in the power supply system 12. For the inertial receiver 8, changing the frequency of the pulses from the source of the glitter 13 is equivalent to changing the average intensity of the incremental radiation, measuring the absorption in the sample in this case reduces to measuring the pulse frequency of the radiation Neither by means of the device 17 connected directly to the generator of the power supply circuit 12 or to the photodiode 18. Instead of changing the frequency, it is possible to use a change in the duty cycle of the pool owls. An additional radiation source 13 and the photodiode 18 may form together a complete unit — an optocoupler cell. Such cells are commercially available from industry. In order for the same absorption values at different wavelengths to correspond to the same spectrophotometer readings, monochromator 6 has a special slotted mechanism that equalizes the signal magnitude in the comparison channel with respect to wavelengths. The accuracy of this equalization is relatively low, increasing to the required value by the automatic gain control system (not shown in the drawing). Thus, in the proposed spectrophotometer, the absorption measurement of the sample is carried out according to a two-channel scheme without using any mechanical elements such as photometric wedges. This greatly simplifies the kinematic scheme, increases reliability and eliminates errors associated with errors in the manufacture of the photometric wedge, limiting the accuracy of measurements on a conventional spectrophotometer. In addition, high speed is achieved, limited only by the inertia of the non-selective photodetector (constant time on the order of 20 ms). Due to the fact that, in the basic version of this spectrometer, the directly measured quantity is not the amplitude, but the frequency of the radiation pulses, the digital recording and output of measurement data in a computer is greatly simplified. Claim 1. A two-channel spectrophotometer containing a radiation source, optical elements for forming beams of 8 sample channels and a comparison, an adjustable compensator for the inequality of beam intensities in the sample channels and a comparison, a control photoelectric system with a non-selective photodetector, the output of which is connected to the compensator regulator, measuring the system, the output of which is connected to the indicator device, a monochromator installed in front of the control (Photovoltaic system, and module p for alternate bending to the input of the control photovoltaic system of beams from the sample channels and comparison, differing from the fact that, in order to control the optical scheme of the spectrophotometer, the adjustable compensator is made on the basis of an additional source of radiation of the LED connected to the power circuit, and the compensator regulator in As a diagram of the change in the average power current of the LED, the meter system is equipped with a device for measuring the average radiation intensity of the additional source and the control system by means of supplying radiation from an additional source to a non-selective photodetector of the control system synchronously with the emission of radiation from the sample channel to it. 2. A spectrophotometer according to n.t., differing in that the power supply circuit of the LED is made in the form of a variable frequency generator, the regulator of the compensator is in the form of a generator frequency change, and the elements for measuring the average radiation intensity of an additional source are made in the form of a frequency meter. Sources of information taken into account in the examination 1. Tarasov KI Spectral instruments. L., Mechanical Engineering, 1968.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке W 21203б5,0.0.75.2. USSR author's certificate as per W 21203b5.0.0.75.