Двухканальный осветитель для спектральных приборов

 

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ОСВЕТИТЕЛЬ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНЬК ПРИБОРОВ, содержащий основной и дополнительный источники излучения и установленные по ходу .лучей кюветы с иccлeдye 1ым и эталонным образцами, систему фокусировки , модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из которых прозрачный во всей области спектра, другой - двусторонний зеркальный, фотоприемник с системой автсжатической регулировки напряжения накала дополнительного источника, отличающийся , тем, что, с целью расширения спектрального диапазона измерений, в осветитель дополнительно введен модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного да два сектора, один из которых двусторонний зеркальный другой полутгрозрачный светоделительньй, ус тановленный после источников излучения перед кюветами с исследуемым и эталонным образцами с возможностью о фиксации полупрозрачного светоделилучей Обоих. тельного сектора в ходе (Л оптических каналов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) S 01,Т 3 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21.) 3558572/24-25 (22) 27.12 ° 82 (46) 23 ° 01.85. Бюл. )) 3 (72) Л.Б.Смолянский (53) 535.8 (088.8) (56) 1. Прикладная инфракрасная спектроскопия. Под ред.,q. Кедалла.

М., "Мир", 1970, с. 39-42.

2. Авторское свидетельство СССР

)1 905658,кл. G 01 ) 3/42,15.02.82. (54)(57) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ОСВЕТИТЕЛЬ ДЛЯ

СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, содержащий основной и дополнительный источники излучения и установленные по ходу ,лучей кюветы с исследуемым и эталонным образцами, систему фокусировки излучения, модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из которых прозрачный во всей области спектра, другой †.двусторонний зеркальный, фотоприемник с системой автоматической регулировки напряжения накала дополнительного источника, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона измерений, в осветитель дополнительно введен модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из которых двусторонний зеркапьный другойполупрозрачнын светоделительный, ус» тановленный после источников излучения перед кюветами с исследуе)ым и эталонным образцами с возможностью

Фиксации полупрозрачного светодели- Я тельного сектора в ходе лучей Обоих. оптических каналов.

1136028

Изобретение относится к спектраль. ным приборам, а именно к устройствам для исследования и измерения оптических спектров излучения и поглощения.

Известен двухканальный осветитель для спектральных приборов, содержащий источник излучения и установленные по ходу лучей модуляторы и систему фокусировки излучения (1) . .30

Недостатком осветителя является ограничение спектрального диапазона измерений спектром излучения применяемого источника.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является двухканальный осветитель, для спектральных. приборов, содержащий основной и дополнительный источники излучения и установленные по ходу лучей кюветы с исследуемым эта- 2О лонным образцом, систему фокусировки излучения, модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного на два сек*ора, один из которых прозрачный во всей области спектра, другой — двусторонний зеркальный,, фотоприемник с системой автоматической регулировки напряжения накала дополнительного источника f2J .

Недостатками известного осветителя являются также ограничение диапазона излучения и невозможность имитации источника со сложным спектральным распределением излучения вследствие невОзможнОсти смешения пОтО

KoB oT ис1ОчникОвi.ò.

Цель изобретения - расширение спектрального диапазона измерений.

Для достижения поставленной цели в двухканальном осветителе. для спектральных приборов, содержащем основной и дополнительный.источники излучения и установленные по ходу лучей кюветы с исследуемым и эталонным образцами, систему фокусировки излучения, модулятор, выполненный 45 в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один иэ которых прозрачный во всей области спектра, другой — двухсторонний зеркальный, фотоприемник,с системой автоматичес- у) кого регулирования напряжения накала дополнительного источника, дополнительно введен модулятор, выполненный в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из 55 которых двусторонний зеркальный, другой - полупрозрачный. светоделительный, установленный после источников излучения перед кюветами О исследуемым и эталонным образцами с воз- 6О можностью фиксации полупрозрачного светоделительного сектора в ходе лучей обоих оптических каналов.

На фиг.1 приведена оптическая схе; ма двухканального осветителя для спектральных приборов; на Фиг.2 функциональная схема осветителя, на фиг.3 — схема первого и второго модуляторов, на фиг.4 — график зависимости опорного напряжения на фазы работы положения модуляторов.

Двухканальный осветитель для спектральных приборов содержит основной источник 1.излучения, дополнительный источник 2 излучения, сферические зеркальные объективы 3 и 4, первый модулятор 5, кювету 6 с исследуемым образцом, кювету 7 с эталонным образцом„плоские отражатели 8-11, второй модулятор 12, сферическое зеркало 13, фотоприемник 14, усилитель 15, фазочувствительный детектор 16, генератор 17 опорного напряжения, фильтр 18 низких частот, усилитель 19 постоянного тока, регулятор 20 напряжения накала дополнительного источника с запоминающим устройством, блок 21 питания основного источника излучения, блок 22 питания дополнительного источника излучения. Первый модулятор 5 выполнен в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из которых двусторонний зеркальный:, а другой — полупрозрачный светоделительный.; Второй модулятор 12 также выполнен в виде диска, диаметрально разделенного на два сектора, один из которых зеркальный, а другой— прозрачный.

Двухканальный осветитель для спЕктральных приборов работает следующим образом.

Потоки излучения от источников 1 и. 2 отклоняются с помощью сферических зеркальных .объективов 3 и 4 и поступают сходящимися пучками на первый модулятор 5. Если оба модулятора находятся в Фазе работы (Фиг.3), то через оба канала осветителя идут равные потоки излучения

1 (Ф + Ф }, где Ф вЂ” поток излучения от основноl го источника, Ф вЂ” поток излучения от дополниЯ тельного источника, Ф вЂ” суммарный поток от двух источников.

При этом поток, поступающий в спектральный прибор, проходит через кювету с исследуемым объектом, а на фотоприемник системы автоматической регулировки напряжения накала поступает поток, прошедряй через кювету с эталонным объектом.

При положении модуляторов s фазе работы II в рабочие. каналы по " ступают потоки Ф и Ф, причем по-. ток Ф поступает в канал с эталонным объектов, а Ф - c исследуемым.

1136028

Поток Ф<, пройдя через кювету с эталонным объектом, поступает на вход системы автоматической регулировки напряжения накала, а поток Ф пройдя через кювету с исследуемым объектом, поступает на вход спектрального прибора.

Необходимо ввести следующие об" обозначения:

Ф, - поток от основного источника, прошецший через эталонный канал;

Ф - поток от дополнительного источника, прошедший через эталонный канал, Ф1 вЂ, поток от основного источника, 15 прошедший через измерительный канал, Ф вЂ” поток от дополнительного источ20 ника, прошедший через канал с

1 исследуемым объектом, 20

Ф вЂ” суммарный поток от двух источников, прошедший через канал с

1 эталонным объектом, Ф вЂ” суммарный поток от двух источников, прошедший через канал с 25 исследуемым объектом.

Рассмотрев действие осветителя в фазах работы III u IV можно получить данные, приведенные в таблице.

В положениях I и II (фазах работы) модуляторов (фиг.3) работает система автоматической регулировки напряжения накала дополнительного ис.точника излучения, в фазах работы модуляторов I u IV работает спектральный прибор (фиг.4). Сигналом рассогласования для работы системы автоматической регулировки напряжения накала является разностный сигнал для которого имеет место соотношение

hU = К(Ф„-Ф, ) = К(„- 1(Ф+Ф,)j= — у-(Ф -Ф ) = — -(Ф„-Ф ), 1

45 где К вЂ” коэффициент пропорциональности, имеющий размерность

В/лм.

Сигнал д0, получаемый с выхода фазочувствительного детектора 16, фильтруется блоком 18, усиливается по мощности блоком 19 и подается на вход регулятора 20 напряжения накала с запоминающим устройством, кото55 рый представляет собой, например, потенциометр, со средней точкой которого механически связан двигатель постоянного тока. Регулятор 20 через блок 22 питания дополнительного источника излучения изменяет напряжение накала источника 2 до отсутствия сигнала рассогласования 6,U (фиг.2).

Работа спектрального прибора осуществляется аналогично работе известных систем, но только в течение половины периода вращения модуляторов. Для работы cдостаточно стабильными источниками излучения можно предусмотрерь выключение первого модулятора с фиксацией на полупрозрачном зеркальном светоделительном секторе на определенные промежутки времени. При этом работа спектрального прибора с предлагаемым двухканальным осветителем не отличается от работы аналогичных систем, а спектральный диапазон такого устройства будет соответствовать сумме спектров излучения источников.

Оптические оси пучков, входящих и выходящих из обоих модуляторов перпендикулярны между собой, а рабочие плоскости модуляторов составляют угол 45 с осями пучков.

Применение устройства создает возможности для проведения исследований имитации источника со сложным спектральным распределением излучения, причем возможно использование источников излучения, обладающих различными величинами неСтабильности излучательной способности, наибольшая комплексируемая величина которой определяется быстродействием механизма регулировки напряжения накала дополнительного источника излучен ия.

В предлагаемом устройстве осуществляется автоматическое выравнивание величины потоков, проходящих через оба рабочих канала, что является особенно важным для работы спектрального прибора.

Постигнутые преимущества позволяют применять устройство для решения комплексных задач излучения спектров поглощения и излучения иоследуемых объектов.

1136028

Фазы работы модулятора

Рабочий сектор первого модулятора

Полупрозрачный

Рабочий сектор второго модулятора

Прозрачный: Прозрачный

Зеркальный

Ф

1Э

0тносиш. единицы а па6оаы умлиуаФ

Составитель В.Траут

Редактор Е.Лушникова Техред Т.Иаточка Корректор В.Гирняк

Заказ 10275/30 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Поток, поступающий в спектральный прибор

Поток, поступающий в систему автоматического регулирования напряжения накала

Зеркальный Зеркальный Полупрозрачный . 1