Спектральный прибор

Союз Советскин Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ(51) М. Кл,Я 01 У 3/48 Гасударственный немнтет Совета Мнннстрав СССР пе делам нэесретеннй н втнрытнй(45) Дата опубликования описания 11 01 78 О. В. Александров, С. Г. Быков Н. И. Иванова, С. Б, Лозинская и В. Т. Нестеров(54) СПЕКТРАЛЬНИЙ )ПРИБОР Изобретение относится к спектральномуприборостроению, мржет быть использовано например, в спектрофотометрах инфракрас ного диапазона.Известны спектральные приборы, содер. 5 жащие диспергирующий элемент - дифракционную решетку, привод сканирования для его поворота, наборы сменных фильтров (интерференционных), приводы переключении фильтров каждого набора и приемно-регион)О рирующве эстпойство 1В большинстве известных приборов дан ного типа для предотвращения искажений в регистрируемом спектре. фильтры меняют при остановке сканированйя, что замед ляет регистрацию всего спектра и услэжняет автоматику прибора.Наиболее близок к предлагаемому спектральный прибор,содержащий диспергирующий элемент, регулируемый привод сканиро 0 ванин, наборы сменных фильтров, приводы переключения фильтров и приемно-регистрирующее устройство. Его недостаток-погрешности регистрации спектра при переключении фильтров. 25 Цель изобретения устранение пргрешностей регистрации спектра во время переключения фильтров - достигается тем, чтов известный спектральный прибор введенысредства для регулировки скоростей переключения,На чертеже представлена функциональнаясхема прибора,Спектральный прибор содержит диспергерующий элемент (дифракционную решетку)1 регулируемый привод сканирования, т.е,привод диспергирующего элемента, в которыйвходят, например, исполнительный шаговыйдвигатель 2 регулятор скорости разверткиспектра 3 представляющий собой переключатель для выбора требуемой скорости .привода диспергирутощего элемента, генератор 4 управляющих импульсов и электронныйкоммутатор 5, коммутирующий ток в обмотках шагового двигателя 2, В приборе имеются также оптические элементы схематическиизображенные в виде зеркал 6, формирующиеоптический канал с заданными размерамипоперечного сечения, и приемно-регистрирующая система 7.Дла устранения рассеянного света и,высших порядков спектра в приборе устаыовлены набор отражательных фильтров 8, закрепленный на поворотном держателе 9, инабор ынтерференциоыных фильтров 10, закрепленный на поворотном держателе 11.Поворотные держатели 9 и 11 отражательных и интерфереыцыонных фильтров имеют приводы 12 и 13 независимого перемещения, например поворота, каждого держа- ютеля, которые содержат исполнительныедвигатели, например, постоянного тока 14и 15 и механизмы выключения 16. Механизмы выключения снабжены контактнымигруппами (на чертеже ые изображены), 5каждая иэ которых соответствует одномуфильтру 8, 10. Приводы 12 и 13 независимого поворота держателей фильтров отличаются друг от друга, в основном, количеством механизмов 16 выключения соответствуютдОщих фильтров в наборе.Командное устройство 17, например наоснове кулачков с микровыключателами,установленное в приборе, служит для выработки команд переключения фильтров в опреде 25денной последовательности. Оно связано,например, кинематически жесткой связью сприводом поворота диспергируюшего элемента. Вход командного устройства соединенсо средствами регулирования скорости независимого поворота держателей фильтров,представлиющими собой, например, регу. лятор 1 ф, включенный между генератором4 и командным устройством 17, в сочетании с преобразователями 19 ы 20, коэффициенты преобразования которых выбираклв зависимости от необходимой скоростиповорота держателей фильтров. Преобразователи 19, 20 подключены своими входами квыходу командыого устройства 17, а выхо- фдами - к приводам независимого поворотадержателей фильтров,Прибор содержит также устройство 21замедления, которое снижает скорость раэвертки спектра на полосах поглощении.Работа спектрального прибора заключаетса в следующем.Регулятор 3 устанавливают в положениетребуемой скорости сканирования спектра.Генератор 4 вырабатывает последовательност 1"импульсов, частота которых зависит отположения регулятора.Последовательность импульсов генератор.ра 4 преобразуется электронным коммута 55тором 5 в мыогофазную систему импульсов туправляющую шаговым двигателем 2 привода поворота диспергирующего элемента,Лоток излучения, формируемый оптическимиэлементами 6, пройдя через отражательныеи ыытерфереыционыые фильтры, регистрирует си приемно-регистрирующей системой 7, котораа управляет также устройством 21 замедления скорости скаыирования, уменьшающим частоту импульсов генератора 4 при сканировании полос или линна в спектре поглощения исследуемого вещества.Поскольку вал шагового двигатели 2 жестко связан с механизмом командного устройства 17, система кулачков этого устройства вырабатывает команды для вклю чения двигателей 14 и 15 в заданных то ь ках спектра. При включении двигателя 14 или 15 начинается плавный поворрт соотвег. ствующего держателя 9 или 11, т.е, смена фильтров в наборе 8 или 10 беэ остановки привода сканирования. Оптимальная с точки зрения точности регистрации спектра скорость поворота держателей 9, 11 должна быть такой, чтобы время Т переключения фильтров находилось в пределах-Ь/У эТ10/1 где У - скорость сканированюц Ь 1 - пеН рекрытие областей пропускания смежных фильтров, .е, ширина спектрального интервала, в котором оба фильтра имеют достаточно высокое пропускание (например, ие виже 0,5-0,8) х -частота коммутации оптических каналов в двухканальных прибо рах или прерывания потока в одноканаль Поддержание времени переключения в оптимальных пределах при изменении скорооти сканирования обеспечивается связью регулатора 18 с генератором 4, задающим скорость сканировании. Зависимость скорос ти переключения фильтров от перекрытия областей пропускания смежных фильтров,которая может быть неодинаковой для филь ров разных наборов, реализована благодаря испоиьвоыанию преобразователей 19, 20 с соответствующими . коэффициентами преобразованыя.После установки фильтров в требуемоеположение двигатели 14 и 15 отключаютсямеханимами 16 снабженными контактнымигруппами. Перекрытие оптического каналанепроэрачыыми перемычками держателей9, 11 во время переключения фильтроваелесообраэыо сделать небольшим, В большинстве случаев желательно, чтобы ослаб ление потока излучения перемычками непревышало 30%. При выцолнении укаэанных условий фильтры переключаются практически беэ снижения очности регистрации спектра.Плавное переключение фильтров без ос тановки привода сканирования позволяет обеспечить непрерывность регистрации спектральной информации и сократить тем самым общее время регистрации.Дто осо587343 М. Коотов Составителтор Федотов Техред А. С. Гарасиняк га Эакав 122/31 Тира ЦНИИПИ Госуда ров СС 13035, Москва илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 бенно важно в приборах с широким спектральным диапазоном, использующих большое количество фильтров. 5формула изобретения Спектральный прибор, содержащий днспергирующий элемент, регулируемый привод сканирования, наборы сменных фильтров, 10 приводы переключении фильтров и прнемнорегистрирующее устройство, о т л и ч а юж 831рственного коо делам изоб, Ж, Рауш щ и й с я тем, что с целью устраненияпогрешностей регистрации спектра во времяпереключения фильтров а него введены средства для регулировки скоростей переключения фильтров. Источники информадни, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США М Э 322941,кл. 356/100, 1974.2. Спектрофотометр инфракрасный ИКС. Техническое описание. Л., ЛОМО, 1070. Подписи ое нтета Совета Мин тений и открытий скан наб., д. 4/5