Мессбауэровский спектрометр

 

МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМ содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровско го модулятора, поглотитель, детек тор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции , соединенные последовательно кварцевый генератор, генератор оп ного сигнала, схему сравнения и у литель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку, соединенную со вторым входом cxeVfti сравнения, многоканальный анализатор , один из входов которого под-, ключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью улучшения разрешающей способности, в него введены сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход - с входом усилителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ, конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем датчик ускорения укреплей на ютоке допплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изодромного двена соединен со вторым входом суг матора, а управляющий вход ключа соединен с выходом кварцевого генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС11УБЛИН (t9) ((Ф>

1 А

4(з() С 01 Т 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЦТИЙ (21) 3660006/24-25 (22) 04.11.83 (46) 30.05.85. Бюл. В 20 (72) М.Е. фахонин (53) 535.232.61(088.8) (56) 1. Иркаев С.M., Кузьмин Р.Н, Опаленко А.А., Ядерный гаммарезонанс

Изд-во ИГУ, М,, 1970, с. 98-123.

2. Томов Т., Русков Т. Мессбау- эровский спектрометр, ПТЭ, 1967, И 5, с. 138-142 (прототип). (54) (57) МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора, поглотитель, детек-тор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор, генератор опорного сигнала, схему сравнения и усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку, I соединенную со вторым входом схем(ы сравнения, многоканальный анализатор, один из входов которого под- . ключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие — к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью улучшения разрешающей способности, в него введены сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход — с входом усилителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ, конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем датчик ускорения укреплен на штоке допплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изо" дромного щвена соединен со вторым входом су((матора, а управляющий вход ключа соединен с выходом кварцевого генератора.

1158951

Изобретение относится к устрой- . ству мессбауэровских спектрометров и может применяться для анализа веществ, в которых наблюдается резонансное поглощение гамма-квантов.

Известен мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, поглотитель, систему допплеровс. кой модуляции и резонансного излучения и схему регистрации накопления„. экспериментальных данных 113.

Недостатком этого спектрометра является то, что регистрируемые им мессбауэровские спектры размыты вследствии модуляции их случайными внешними возмущениями, воздействующими на шток допплеровского модулятора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора (вибратор) поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селеКции (одноканальный амплитудный анализатор), соединенные последовательно кварцевый г нератор, генератор опорного сигнала (генератор), схему сравнения (смеситель), усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности и задающую катушку (двигательная катушка), измерительную катушку (датчиковая катушка), соединенную со вторым входом схемы сравнения, многоканальный анализатор, один из входов которого подключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие — к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала Г2 1.

В известном мессбауэровском спектрометре акустические и сейсмические возмущения Х, воздействуя на шток допплеровского модулятора, вызывают через передаточную функцию @g (Р) изм нение координаты допплеровского модуJTHTops z . При 9ТОМ скоростная ошибка Х описывается выражением

1 а,(Р)W (Р1Рт

К () к„к % () Ф/ { ) рт+1 где - (р) — передаточная функция, определяемая как отношение координаты измерительной катушки к координате задающей катушки допплеровского модулятора;

®<>(Р1 — передаточная функция

5 координаты задающей катушки допплеровского модулятора к выходному току усилителя мощности

10 pT — передаточная функция напряжения измерительной катушки к координате измерительной катушки допплеровско15 r o модулятора;

К„ — коэффициент усиления усилителя сигнала ошиби9

Кг — коэффициент преобразо26 вания усилителя мощ= ности.

Модуль передаточной функции допплеровского модулятора уменьшается с наклоном в 20 дБ/дек, начиная

25 с частоты первого механического резонанса, и на 60 дБ/дек, начиная с собственной частоты, резонанса штока. Поэтому эффективность подавления влияния возмущений 1 на шток, onЗО ределяемая общим коэффициентом усиления к„ кг 9Jî(р) и,„ (р)рт, c увеличением частоты возмущений резко падает и при частотах возмущения с 50 Гц до 10 кГц обратная связь по скорости неэффективна. С другой

35 стороны, увеличение общего коэффи-. циента усиления посредством увеличения К„ограничено условием устойчивости, зависящим от конечной жесткости штока допплеровского модулятора. Результатом этого свойства обратной связи по скорости при взаимодействии внешних возмущений является уширение мессбауэровской линии и невозможность разрешения тонких расщеплений на мессбауэровских спектрометрах известного типа.

Цель изобретения — улучшение раз« решающей способности меасбауэровского спектрометра.

Поставленная цель достигается тем, что.в мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, Ы укрепленный на штоке допплеровского модулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, 3 158 с соединенные последовательно кварцевый генератор опорного сигнала, схему сравнения и усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку, соединенную е вторым входом схемы сравнения, много канальный анализатор, один из входов которого подключен к выходу блока усиления и амплитудной селек- 10 ции, другие — к дополнительным выходаи кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, введены сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход — с входом уси-лителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ, конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем Ю датчик ускорения укреплен на штоке допплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изодромного звена соединен со вторым,входом сумматора, а управляющий вход 2 ключа соединен с выходом кварцевого генератора.

На чертеже показана блок-схема

В предлагаемого мессбауэровского спектрометра. !

Иессбауэровский снектрометр содержит источник 1 излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора 2, поглотитель 3, детектор

4 излучения, соединенный с блоком 35

5 усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор 6, генератор 7 опорного сигнала, схему 8 сравнения, усилитель 9 сигнала ошибки, сумматор <0

10, один из входов которого подсоединен к усилителю 9 сигнала ошибки, а второй - через изодромное звено 11, через дополнительный усилитель 12, через конденсатор 13 через ключ

14 к выходу датчика 15 ускорения, укрепленного на штоке допплеровского модулятора.2, содержащего задающую катушку „„ и измерительную катушку, . Измерительная катушка

50 подключена к второму входу схемы 8 сравнения, а задающая катушка через усилитель 16 мощности к выходу сумматора 10. Многоканальный анализатор

17. подключен к выходу блока усиления Ы и амплитудной селекции и к дополнительным выходам кварцевого генератора б и генератора 7 опорного

95 4 сигнала. Выход подключен к тактирую щему входу ключа 14.

Спектрометр работает следующим образом.

Импульсы с детектора излучения после усиления и амплитудной селекции подаются в многоканальный анализатор, работающий в режиме последовательного пересчета и.синхронизируемый импульсами старта с генератора опорного сигнала, а адрес накоп" ления в многоканальном анализаторе тактируется импульсами кварцевого генератора.

Генератор 7 опорного сигнала вы,рабатывает опорный сигнал скорости, схема сравнения вычисляет разность между опорным сигналом скорости и сигналом реальной скорости V поступающим на второй вход схемы 8 сравнения с измерительной катушки. L

1 допплеровского модулятора 2. Сигнал с датчика 15 ускорения, характеризующий мгновенное значение второй производной от координаты задающей катушки 1 „ через ключ 14, замыкаемый сигналом 1 с кварцевого генератора на время рабочего хода и размыкаемый на время мертвого хода, через конденсатор 15, устраняющий постоянную составляющую ускорения и пропускающий лишь ошибку ускорения координаты задающей катушки L что позволяет существенно повысить коэффициент усиления К, через дополнительный усилитель 12 с коэффициентом усиления k3, изодромное звено 1,1 с передаточной функцией

4 " 1, обеспечивающее устойP чивость канала управления по ускорению координаты задающей катушки 1,, подается на сумматор 10 на второй вход сумматора подается усиленный на коэффициент усиления K усили

1 телем 9 сигнал разности р- V, Итоговый сигнал с выхода сумматора 10 преобразуется усилителем 16 мощности в ток задающей катушки „„ с коэффициентом k . В результате введения дополнительного канала управления по второй производной от координаты задающей катушки скоростная ошибка Х, вызванная тем же возмущением, что и и известной системе принимает вид

1 р щ ркрт

Юр1+ "+ yfîgÄ ð è JKçp ìlð, (27

1158951 спектров. Улучшение стабилизации определяется выражением где — коэффициент при передаточной функции датчика ускорения mp .

Составитель В. Рогов

Редактор А. Долинич Техред Т,Дубичнак: корректор М. Иаксимишинец

Заказ 3581/45: Тираж 748 Подписное.б

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

В предлагаемом мессбауэровском спектрометре за счет улучшения стабилизации скоростная ошибка в 10

1. раэ меньше по сравнению с прототипом, что позволяет использовать его в производстве с большим уровнем акустических и сейсмических возмущений, а также для разрешения сверхтонких структур мессбауэровских

Х К К, т"(рТ )

5 Х, К„а„(р1ТДополнительным преимуществом предложенного мессбауэровского спектрометра является уменьшение нелинейности скоростной развертки мессбау10 эровского спектра, вызванной нели-, нейностью измерительной катушки иа величину полного коэффициента усиления канала управления по ускорению.