Способ измерения интенсивности линии оптического спектра

пц 58 Ф 94 Союз Советских Социалистических Республик(иинением зая п Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийКозлови проектный институтой промышленности б 1) Дополнительное к авт,22) Заявлено 07,05.76 (21) 2Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения и может быть использовано для выделения слабых спектральных линий в присутствии интенсивного фона.Известен способ измерения интенсивности спектральных линий, при котором измеряют суммарный сигнал от линии вместе с фоном, затем сигнал от фона и определяют разность этих сигналов, пропорциональную интенсивности линий 1.Недостатком такого способа является низкая чувствительность и точность измерений вследствие флуктуаций сигнала от фона,Ближайшим по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения интенсивности линии в оптическом спектре путем периодического сканирования спектра в окрестности линии относительно выходной щели монохроматора, преобразования оптического сигнала фототока и измерения амплитуды фототока на частоте модуляции сигнала от линии,Указанный способ позволяет избавиться от флуктуаций фона при условии, что его интенсивность постоянна на сканируемом участке спектра. Однако когда интенсивность фона не постоянна на этом участке при сканировании спектра фон оказывается модулированным на частоте сканирования, что приводит ТЕНСИВНОСТИ ЛИНИСПЕКТРЕ к большим ошибкам измерения, т. е. к снижению чувствительности и точности.Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения путем устранения модуляции фона,Это достигается тем, что по предлагаемому способу исходный спектр разделяют на два эквивалентных спектра и сканируют их синусоидально во времени в противоположных фазах с равными частотой и амплитудой, причем оба спектра совмещают в одном из их крайних положений.На чертеже показана одна из возможных конструкций спектрометра для реализации предлагаемого способа.Монохром атор 1 спектр омстра имеет две одинаковые подвпжныс входные щели 2 и 3, снабженные общим механическим приводом 4 для приведения пх в возвратно-поступательное движение по сипусопдальному во времени закону с равными аътплптудой и частотой, но в противоположных фаза.;. Прп этом в плоскости выходнои щели 5 щель 2 формирует спектр б, а щель 3 - спектр 7. Щели 2 и 3 регулируются по высоте так, чтобы спектры б и 7 были одинаковы по иптснсивностп.Прп включении привода 4 сканирование спектров б и 7 оудет происходить в соответствии с движением щелей 2 и 3. Движениещелей осуществляют таким образом, чтобы в одном из крайших положений, например, когда щель 2 занимает крайнее левое, а щель 3 - крайнее правое положение, обе щели оыли совмещены, При этом в плоскости выходной щели 5 спектры б и 7 также совмешаются.Если зависимость интенсивности Ф фона от длины волны л лпнейнаФ=Фо+КЛ,где Ф, - постоянный член линейной зависимости; К - угловой коэффициент, а исходный спектр разделен на два эквивалентных, то интенсивность Ф 1 и Ф, каждого из них описываются выражением(11,2 - (Фо + Кл 1,2 )1Прп синусоидальном сканировании спектра относительно выходной щели монохроматора длины волн Х 1 и л 2 первого и второго спектров изменяются во времени следующим образом:= Ло+ АЗ 1 ПЛ, = Л, - АЗ 1 По 1,где ло - положения центров сканируемого интервала спектра;Л и (о - амплитуда и частота сканирования, соответственно;1 - время.При этом суммарный световой поток Ф 1,2 от фона, подаваемый на фотоприемник будет равенФ 1 2: Ф 1 + Ф 2 - 1 Фо + К (1 о + А 81 п ф) ++ - , 1 фю+ К(ло Аз 1 п(о)12и пропорциональный ему фототок не будет содержать периодической составляющей на 4частоте сканирования спектра, Если же на интервале сканирования присутствует спектральная линия, то сигнал от нее модулируется с частотой сканирования и может быть5 зарегистрирован электронным измерительным устройством, настроенным на эту частоту.Таким образом благодаря устранению модуляции фона вблизи линии его флуктуации 10 на частоте сканирования могут быть существенно снижены и тем самым повышены чувствительность и точность измерения интенсивности спектральной линии.15Фор мул а изобретенияСпособ измерения интенсивности линии в 20 оптическом спектре путем периодическогосканирования спектра в окрестности линии относительно выходной шели монохроматора, преобразования оптического сигнала в фототок и измерения амплитуды фототока на ча.25 стоте модуляции сигнала от линии, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, исходный спектр разделяют иа два эквивалентных спектра и сканируют их синусоидально 30 во времени в противоположных фазах сравными частотой и амплитудой, причем оба спектра совмешают в одном из крайних положений.35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Зайдель А. Н, Основы спектральногоанализа, М., Наука, 19 б 5, с. 309.2. Славный В. А., Абрамсон И. С., Афа насьев 1 О. В. Метод регистрации слабых линий в присутствии интенсивного фона, ЖПС вып. 4, 1964, с. 310.Составитель А. СубочевТсхред И. Михайлова Редактор И. Шубина Корректор Н. федорова Подписное Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 3185/1 Изд.150 Тираж 881 11 ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 4/5