Микроволновый спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 1 4.601 М 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН А ВТОРСНОМ ИДЕТЕЛЬСТВ Бюл. У 18прикладной физи роваяазов.978,1 уяаг.Рп 1 пяйогш яресепгдЙдс7,р.448-454.(56) Крупнов А.Ф, Субмиллмикроволновая спектроскоВестник АН СССР. М,: НауУ 7, с. 18.Тап. ЕЮкегя апд И.Н.вей ш 1 сгоиаче Гоигег ггггошегег. - Кечде 7 оЕ Яс1 пяггцшепгв, 1976, чо 1.(57) Изобретение относится к техникерадиоизмерений и может использоваться при молекулярном и изотопном анализе веществ в газовой или паровойфазе. Повышается чувствительность ирасширяется диапазон рабочих частотСначала источник когерентного микроволнового излучения (ИКМИ) 1, облучая ячейку 2 для исследуемого газа,работает в режиме поляризации газа,При сбвпадении частоты излученияИКМИ 1 с частотойисследуемойлинии псйлощения газа происходитспонтанное когерентное излучение га"1231 ".а. В следующий момент частотный модулятор 13 изменяет частоту излучения ИКМИ 1, При этом на смеситель 3 поступает спонтанное когерентное излучение газа на частоте Гщ, излучение частоты Г ИКМИ 1, работающегогв режиме гетеродина, и излучение син" теэатора ц частоты, Со смесителя 3 комбинационные составляющие этих сигналов поступают через усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 5 на регистратор 7, фиксирующий информацию о.линии поглощения, а черг з У 11 бна частотные детекторы 8,9, Сигналыс частотных детекторов 8, 9 пос тупают на сумматор 10 и на блок 11 вычитания. Сигнал с сумматора 10 поступает на ИКМИ 1, обеспечивая стабильность его частоты. Сигнал блока 11вычитания поступаетна блок 12 управления девиацией частоты. Сигнал с его выхода через частотный модулятор 13воздействует на И 1 ИИ 1,обеспечиваястабильность девиации частоты, 1 ил.Изобретение относится к техникерациоизмерений и может быть использовано при молекулярном и изотопноманализе веществ в газовой и паровойфазе, например, при анализе особочистых веществ,Целью изобретения является повышение чувствительности и расширениедиапазона рабочих частот.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема микроволновогоспектрометраМикроволновый спектрометр, содержащий источник 1 когерентного микроволнового излучения, ячейку 2 дляисследуемого газа, смеситель Зсинтезатор ч частоты, первый и второйусилители промежуточной частоты(УПЧ) 5 и б, регистратор 7, первыйи второ: частотные детекторы 8 и 9,сумматор 10, блок 11 вычитания,блок 12 управления, частотный модулятор 13,Микроволновый спектрометр работает следующим образом.В первый момент времени источник 1работает в режиме поляризации газа.При совпадении частоты излучения источника 1 с частотой Гщ исследуемойлинии поглощения газа в силу резонансного взаимодействия излучения с газом в нем возникает волна поляризации, обуславливающая спонтанное когерентное излучение газа. В следую 1щий момент времени частотный модулятор 13 изменяет частоту излученияисточника 1 на величину, равную промежуточной частоте Г УПЧ 5, и насмеситель 3 поступает когерентное 5 1 О 15 20 25 30 35 40 спонтанное излучение газа на частоте Гд , излучение частоты Г, источника 1, работающего теперь в режимегетеродина, и субмиллиметровое излучение синтезатора 4 частоты стабильной частоты 2В выходном сигнале смесителя 3 присутствуют комбинационные составляющие сигнала начастотах Есц пг Ггг-Гсоввыхода смесителя 3 сигналы поступают на УПЧ 5 и УПЧ б. Так как УПЧ 5настроен на частоту Г в Гд, то онусиливает содержащий информацию обисследуемой линии поглощения сигнална частоте Г -Г . С выхода УПЧ 5сигнал об исследуемой спектральнойлинии поступает на регистратор 7.УПЧ б усиливает сигналы на частотахГ-1:щ и 1 г -Ч, после чего укаэанные сигналы поступают на входычастотных детекторов 8 и 9. Частотный детектор 8 выделяет сигнал начастоте 2-1, частотный детектор 9 - на частоте Гг -Г. Выходныесигналы частотных детекторов 8 и 9поступают на входы сумматора 10 иблока 11 вычитания. Сумматор 10 складывает и блок 11 вычитания вычитаетвходные сигналы, в результате чеговыходной сигнал сумматора 10 содержит информацию о нестабильности частоты источника 1 излучения при егоработе в обоих режимах, а выходнойсигнал блока 11 вычитания - о нестабильности девиации частоты и источника 1 при его работе в обоих режимах.,Выходной сигнал сумматора 10 поступает на первый вход источника 1, обеспечивая стабильность частоты источСоставитель Р.КузнецоваТехред И.ГайдошКорректор С.Шекмар Редактор Н,Слободяник Заказ 2559/49 Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 3 1231 ника 1 излучения, Выходной сигнал блока 11 вычитания поступает на блок 12 управления девиацией частоты, выходной сигнал которого поступает на частотный модулятор 3,обеспечивая ста-бильность девиациичастоты источника .Таким образом, предлагаемая схема спектрометра обеспечивает стабильность частоты источника 1 при работе источника как в режиме поляризации 10 газа, так и в режиме гетеродина, обеспечивает, стабильность девиации частоты и позволяет исключить необходимое для прототипа использование р:п-диодов и специального гетеродина, 1 снимая тем самым принципйальное огра" ничение на частотный диапазон и исключая возникновение ложных сигналов, связанных с использованием рп-диодов,и невозможность полного сопряжения гетеродина с источником излучения, что обеспечивает расширение диапазона рабочих частот спектрометра и повьшение чув ствительности. 25формула изобретения Микроволновый спектрометр, содержащий последовательно размещенные источник когерентного микроволновогоизлучения, ячейку для исследуемогогаза и смеситель, выход которого через первый усилитель промежуточнойчастоты соединен с регистратором, исинтезатор частоты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона рабочих частот, между выходомсмесителя и входом стабилизации частоты источника когерентного микроволнового излучения введены последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты, первыйчастотный детектор, блок вычитания,блок управления и частотный модуля"тор, между выходом второго усилителяпромежуточной частоты и входом стабилизации девиации частоты источника.когерентного микроволнового излучения введены последовательно соединенные второй частотный детектор и сум"матор, при этом выход первого частотного детектора соединен с вторымвходом сумматора, второй вход блокавычитания подключен к выходу второгочастотного детектора, а выход синтезатора частоты подключен к второмувходу смесителя.