Мессбауэровский спектрометр

 

МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР, -содержащий допплеровский модулятор, источник излучения, укрепленный на подвижной части допплеровского модулятора , поглотитель, детектор излучения , соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, многоканальный анализатор, генератор опор . ных сигналов, выход опорного сигнала которого подключен через соединенные последовательно усилитель сигнала ошибки и усилитель мощности к задающей катушке допплеровского модулятора , а выход адресных сигналов Изобретение относится.к области мессбауэровской спектрометрии и может применяться при исследовании веществ в условиях высокого уровня акустических сейсмических и электромагнитных :помех, а также при разработке прецизионных систем для научных исследований , , Известны мессбауэровские спектрометры , содержащие источник излучения. к входу адресных сигналов многоканального анализатора, компаратор уровня , вход которого соединен с выходом усилителя сигнала .ошибки, коммутатор, причем второй вход усилителя сигнала ошибки подключен к датчику скорости допплеровского модулятора, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения мессбауэровского спектра путем запрещения накопления спектра на время несоответствия допплеровской добавки энергии источника (поглотителя) номеру канала многоканального анализатора, в него введен одновибратор с длительностью выходного сигнала, кратйой пеа риоду опорного сигнала генератора (Л onopinjx сигналов, соединенный по , входу с компаратором уровня, а по выходу - с управляющим входом коммутатора , причем коммутатор включен в цепь между выходом блока усиления и амплитудной селекции и входом многоканального анализатора, а стартовый 4i вход многоканального анализатора под-; ключей к стартовому выходу генераел тора опорных сигналов о ;о поглотитель, систему допплеровской модуляции резонансного излучения и схему регистрации и накопления экспериментальных данных Недостатком этих спектрометров является то, что системы допплеровской модуляции подвержены воздействию внешних возмущений Так как аппаратурная форма линии мессбауэровского спектра является функцией доп

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) {И) (c1)g G 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(21) 3660051/24-25 ((22) 04.33.83 (46) 23.11.90. Бюл. У 43 (72) М.Е.Вахонин, С.М.Иркаев, В.В Куприянов и В.А.Семенкин (53) 535.232.61(088.8) (56) Томов Т., Русков Т.,Мессбауэровский спектрометр. ПТЭ, М - 5, 1967; с, 138-142.

Kajaste А., Katila I. Error. ац;

nal analyser for Messbauer drzses.

Jî Sciî Instî 1970, vî3у 9 ll, р. 934-936. (54)(57) МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР, .содержащий допплеровский модулятор, источник излучения, укрепленный иа подвижной части допплеровского модулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, многоканальный анализатор, генератор опор. ных сигналов, выход опорного сигнала которого подключен через соединенные последовательно усилитель снг" нала ошибки и усилитель мощности к задающей катушке допплеровского модулятора, а выход адресных сигналов—

Изобретение относится, к- области мессбауэровской спектрометрии и может применяться при исследовании веществ в условиях высокого уровня акустических сейсмических и электромагнитных

:помех, а также при разработке прецизионных систем для научных исследовании ° у

Известны мессбауэровские спектрометры, содержащие источник излучения, к входу адресных сигналов многоканаль" ного анализатора, компаратор уровня, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала. ошибки, коммутатор, причем второй вход усилителя сигнала ошибки подключен к датчику скорости допплеровского модулятора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерения мессбауэровского спектра путем запрещения накопления спектра на время несоответствия допплеровской добавки энергии источника (поглотнтеля) номеру канала многоканального анализатора, в него введен одновибратор с длительностью выходного сигнала, кратной периоду опорного сигнала генератора

® опорных сигналов, соединенный по входу с компаратором уровня, а по выходу — с управлаювмм входом хоммутато- С» ра, причем коммутатор включен в цепь между выходом блока усиления и амплитудной селекции и входом многоканального анализатора, а стартовый 3 0 вход многоканального анализатора подключен к стартовому выходу генератора опорных сигналов. поглотитель, систему допплеровской модуляции резонансного излучения и схему регистрации и накопления экспериментальных данных.

Недостатком этих спектрометров является то, что системы допплеровской модуляции подвержены воздействию внешних возмущений. Так как аппаратурная форма линии мессбауэровского спектра является функцией доп".!

О

P =10

55 плеровской добавки энергии резонансных гамма-квантов, то акустические и сейсмические воздействия внешней среды на подвижную часть допплеровского модулятора, электромагнитные помехи в канале измерения скорости, отказы и т.д. ведут к искажению формы линии регистрируемого спектра беэ восстановления, даже если внешние возмущения впоследствии будут отсутствовать.

Из известных мессбауэровских спектрометров наиболее близким по технической сущности к данному мессбауэровскому спектрометру является мессбауэровский rïeêòðoìåòð, содержащий допплеровский модулятор, источник излучения, укрепленный на подвижной части допплеропского модулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции (усилитель и дискриминатор), многоканальный анализатор, генератор опорных сигналов (генератор, генератор адресных сигналов), выход опорного сигнала которого подключен через последовательно соединенные усилитель сигнала ошибки и усилитель мощности к задающей катушке допплеровского модулятора, а выход адресных сигналов — к входу адресных сигналов многоканального анализатора, компаратор уровня (анализатор сигнала ошибки), вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, коммутатор (управляемый переключатель), причем второй вход усилителя сигнала ошибки подключен к датчику скорости допплеровского модулятора, В известном мессбауэровском спектрометре уменьшение влияния воздействия внешних возмущений на точность регистрации мессбауэровского спектра достигается путем запрещения выдачи импульса старта на многоканальный анализатор, если в момент выдачи сигнала старта сигнал ошибки, характеризующий разность между эталонным (опорным) сигналом и сигналом датчика скорости, характеризующим мгновенное значение скорости подвижной части допплеровского модулятора, выше установленноrо предела.

Стохастический характер воздействия внешних возмущений на систему допплеровской модуляции приводит к тому, что событие превышения, когда сигнал ошибки начинает превышать заданное пороговое значение, с равной вероятностью наступает в любой момент временного цикла развертки мессбауэровского спектра. При этом, в течение времени от наступления указанного события до начала следующего цикла развертки спектр снимается в искаженном виде, поскольку допплеровская добавка энергии резонансного излучения не соответствует номеру канала многоканального анализатора, в котором будут зарегистрированы импульсы с детектора гамма-квантов„ В случае, если сигнал ошибки становится ниже заданного значения до начала следующего цикла, факт превышения в известном устройстве остается незамеченным. Поскольку плотность вероятности наступления события превышения на временном цикле развертки мессбауэровского спектра распределена равномерно, а отношение длительности импульса старта к длительности времени цикла примерно равно 10, вероятность регистрации мессбауэровского спектра (Р) с установленной точностью задания допплеровской добавки энергии в известном устройстве при N циклах развертки мессбауэровского спектра равна и стремится к нулю при увеличении числа циклов развертки, в которых наблюдается превышение сигнала ошибки пор о гово го з нач ения, Цель изобретения — увеличение точности измерения мессбауэровского спектра путем запрещения накопления-спектра на время несоответствия допплеровской добавки энергии источника (поглотителя) номеру канала многоканального анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в мессбауэровский спектрометр, содержащий допнлеровский модулятор, источник излучения, укрепленный на подвижной части допплеровского модулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, многоканальный анализатор, генератор опор- ных сигналов, выход опорного сигнала которого подключен через соединенные последовательно усилитель сигнала. ошибки и усилитель мощности к задающей катушке допплеровского модулятора, а выход адресных сигналов — к

ll входу адресных сигналов многоканального анализатора, компаратор уровня, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, коммутатор, причем второй вход усилителя сигнала ошибки подключен к датчику скорости допплеровского модулятора, введен одновибратор с длительностью выходного сигнала, кратной периоду опорного сигнала генератора опорных сигналов, соединенный по входу с компаратором уровня, а по выходу — с управляющим входом коммутатора, причем коммутатор включен в цепь между выходом блока усиления и амплитудной селекции и входом многоканального анализатора, а стартовый вход многоканального анализатора подключен к стартовому выходу генератора опорных сигналов.

На фиг.1 представлена блок схема данного мессбауэровского спектрометра; на фиг.2 — временные эпюры работы данного мессбауэровского спектрометра.

Мессбауэровский спектрометр содержит допплеровский модулятор 1, источник 2 излучения„укрепленный на подвижной части допплеровского модулятора 1, поглотитель 3, детектор 4 излучения, соединенный через блок 5 усиления и амплитудной селекции и через коммутатор 6 с блоком многока напьного анализатора 7, соединенные последовательно генератор 8 опорных сигналов, усилитель 9 сигнала ошибки, усилитель 10 мощности и задающую катушку L допплеровского модулятора 1, второй вход усилителя 9 сигнала ошибки подключен к датчику скорости L а выход через компаратор !1 уровня и через одновибратор 12 — к управляющему входу коммутатора 6, стартовый выход генератора опорных сигналов подключен к стартовому входу многоканального анализатора, выход адресных сигналов генератора опорных сигналов подключен к адресному входу многоканального анализатора 7.

Спектрометр работает следующим образом.

Импульсы с детектора 4 излучения после усиления и амплитудной селекции 5 через коммутатор 6 подаются в многоканальный анализатор 7, рабо", г

44509

6 тающий в режиме последовательного многоканального пересчета и синхронизируемый импульсами старта с генератора 8 опорных сигналов, а адрес канала накопления в многоканальном анализаторе тактируется импульсами адреса генератора (см.фиг.2а). Генератор опорных сигналов 8 вырабатывает опорный сигнал закона модуляции, сигнал на выходе усилителя сигнала ошибки 9 равен разности Х между опорным сигналом и сигналом скорости поступающим на второй вход

15 усилителя сигнала ошибки 9 с датчика скорости L< допплеровского модулятора 1. Компаратор уровня 1! сравнивает сигнал рассогласования Х с установленным пороговым значением

20 ч- Х

Х„, характеризующим точность мессбауэровского спектра, и выдает сигнап в соответствии с логической функцией:

0 если Х /ХХ /

1, если Х 4Xо>/

Одновибратор 12 вырабатывает бланк длительностью Т, причем длительность импульса, вырабатываемого одновибратором, равна периоду опорного сигнала генератора опорного сигнала.

Передние фронты ; и Д совпадают во времени Коммутатор 6 размыкает связь между многоканальным анализатором 7 и блоком усиления и амплитудной селекции 5, прекращая накопление информации начиная с времени превышения

t > в а канале до значения текущего

40 времени t > + Тц в а канале следующе1 го по номеру цикла, Этим достигается равномерная плотность распределения гистограммы как внутри канала, так и всего мессбауэровского спектра в па45 мяти многоканального анализатоРа 7.

Введение в мессбауэровский спектрометр коммутатора одновибратора, компаратора уровня позволяет получать мессбауэровские спектры с гарантированной точностью,не зависящей от аку стических, сейсмических и прочих внешних воздействий, гарантирует защиту накопленного спектра при отказе блоков системы допплеровской модуляции, дает возможность экономить время на .повторение экспериментов.

>144509

Фиг. 1 к„„

Фиа.Р

Редактор Л.Письман Техред Л.Олийнык, Корректор С.Шевкун

Заказ 4343 Тираж 358 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101