Сканирующее устройство спекторометра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиа Соааиалистическик республик(45) Дата опубликования оиисаии 66 Яарат 6666 ЪВ 6 аааатСоаата Манаатраа ССОР66 далаи 6666 рат 66666 етарцт 66(71) Заявител КАНИРУЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО СПЕКТРОМЕТРА в е е н й20 Изобретение относится к устройствам для спектральных измерений мето- дом модуляционной спектроскопии и может быть использовано в спектрометрах с подвижной входной щелью для модуляции светового потока путем периодического сканирования спектра в окрестности анализируемой линии излучения.Известны сканирующие устройства спектрометров, содержащие колеблющуюся входную щель 1 .Наиболее близким к предложенному является сканирующее устройство спектрометра 21, содержащее входную щель со средством возвратно-поступательного ф 8 перемещения ее в направлечии дисперсии спектрометра.Это устройство малоэффективно случае, когда интенсивность оптич ско помехи в интервале сканирования н постоянна. Поскольку интервал .ска ирования обычно выбирается весьма малым по сравнению с шириной полос сплошного спектра, образующих паразитный Фон, наиболее характерным явля 25 ется линейный или близкий к линейному закон распределения интенсивности помехи в пределах интервала сканирования, При этом, наряду с полезным сиг", налом, модулируется также и помеха и в результат измерения вносится искажение, которое не может быть учтено или отделено от суммарного сигнала с помощью радиотехнических средств, так как сигнал и помеха модулируются на одинаковых частотах.Цель изобретения - повышение достоверности измерений эа счет устранения параэитного сигнала на выходе спектрометра, обусловленного наличием линейной составляющей интенсивности оптической помехи в пределах сканируемого спектрального диапазона.Для этого входная щель разделена по высоте на две зоны, причем в одной из зон установлена равнобедренная призма прямого зрения с одной отражающей гранью, параллельной оси щели и главной оптической оси спектрометра. Зоны входной щели равны по ширине и не перекрывают друг друга по высоте эон, а оси их взаимно смещены на расстояние, равное ширине зоны.На Фиг.1 схематически изображено сканирующее устройство со спектрометром; на Фиг.2 - характер движения проекций эон в процессе сканирования через каждую четверть периода колебательного движенитт; на фиг.3 - входная щель.Формула изобретения Сканирующее устройство имеет осветительный объектив 1, входную щель 2, разделенную по высоте надве эоны 3 и 4, и механический привод 5, осуцествляюший возвратно-поступательное перемещение щели 2 в направлении дисперсии монохроматора б. На пути свето вого потока, проходяшего через каждую зону, установлеча двухлинзовая система 7 формирующая параллельный световой пучок. В параллельном пучке от зоны 4 установлена равнобедренная призма 8 прямого зрения с одной отра.жаюшей гранью 9, параллельной вертикальной оси цели 2 и главной оптической оси монохроматора. Призма 8 допускает регулировочную подвижку в двух направлениях: в направлении дисперсии монохроматора и но вертикали. Полихроматические изображения зон 3 и 4 Фокусируются в задней Фокальной плоскости 10 устройства, совпадаюцей с передней Фокальной плоскостью монохроматора б. Аналогично в задней Фокальной плоскости монохроматора Формируются монохроматические проекции 11, 12 зон 3 и 4, которые обусловлены линией излучения атомного объекта в источнике. За неподвижной выходной щелью 13 монохроматора установлен Фотопреобраэователь 14.Устройство работает следующим образом.Настройкой монохроматора по длинам волн устанавливают проекцию 11 зоны3 по отношению к выходной щелк таким образом, чтобы щель и проекция взаимно перекрывались наполовину. Допустим, взаимно наложены правая половина проекции 11 и левая половина цели 13:Производя параллельное смешение призмы 8 в направлении дисперсии, добиваются аналогичной установки проекции12 зоны 4 по:отношению к цели 13 стем отличием, что взаимно перекрытыми оказываются левая половина проекции 12 н правая половина цели 13, Затем включают Фотопреобразователь 14и вертикальным перемещением призмы 8достигают равенства фототоков, обусловленных световыми потоками от каждой эоны, Такой способ освещения выходной щели, показанный на Фиг,2, соответствует положению покоя в начальный момент периодического сканирования.После проведения описанных юстировочных процедур включают привод 5, ивходная щель 2 начинает возвратно"поступательно перемецаться. Очевидно, в любой момент времени перемещение проекции 11 будет происходить в томже направлении, что и перемещение щели 2, тогда как проекция 12, благодаря действию призмы 8, будет двигаться в направлении, противоположном направлению движения шелк 2. Амплитуду сканирования увеличивают до тех пор, пока на выходе монохроматора не будет достигнута полная модуляция светового потока от обеих зон..Это произойдет тогда, когда каждаяиз проекций 11 и 12 в процессе своего возвратно-поступательного движениябудет в одном из крайних положенийсовпадать со щелью 13, а в другомкрайнем положении выходить эа пределы щели.Первое крайнее положение будет дляобеих проекций обшим, при этом суммарный световой -поток от обеих эон, поступающий к фотопреобразователю, бу-.дет максимальным.Второе крайнее положение будет дляобеих эон различным, например, перваязона займет положение слева от щели,а вторая - справа. В этом случае сум О марный световой поток от эон, поступаюший к фотопреобразователю, будетминимальным, обусловленным только излучением оптической помехи; сигнал отлинии излучения будет отсутствовать.25 Для получения полностью модулированного сигнала от линии достаточновыбрать амплитуду сканирования равнойполовине ширины щели.При описываемом способе сканирова ния полезный сигнал, обусловленныйлинией излучения исследуемого вещества, в каждый момент времени будет либо увеличиваться, либо уменьшатьсяодновременно для обеих зон, и суммарная глубина модуляции полезного сигнала окажется такой же, как в случаеобычного периодического сканированиябез разделения входной щели на двезоны и без установки призмы 8.В то же время помеха, если она ха 40рактеризуется монотонным измерениеминтенсивности в пределах сканируемого спектрального диапазона, будетна выходе монохроматора модулированатак, что в каждый момент времени уве личение интенсивности помехи от однойзоны будет компенсировано эквивалентным уменьшением интенсивности помехиот другой эоны.Чтобы избежать трудоемких операций 50 по юстировке устройства, его входнуюцель можно выполнить в виде двух отдельных зон равной ширины так, чтобырасположение прокций зон в фокальнойплоскости спектрометра соответствова ло началу периодического сканирования. 60 1. Сканирующее устройство спектрометра, содержащее входную щель, снабженную средством возвратно-поступатель,ного перемещения в направлении дисперсии спектрометра, о т л и ч а юш.е е с я тем, что, с целью повышения 65614337 Ссставитель В.Траутактор Т.Орловская Техред А,йлатырев КорректорЛ.Лакнда Тираж 831 дарственного комитета С по делам изобретениЯ 35, Моск за, Ж, РаушсПодписновета Министров ССоткрытийая наб., д. 4/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. достоверности иэмерений эа счет устранения. параэитного сигнала на выходеспектрометра, обусловленного наличиемлинейной составляющей интенсивностиоптической помехи в пределах сканируемого спектрального диапазона, входнаящель разделена по высоте на две зоны,в одной иэ которых установлена равнобедренная призма прямого зрения с одной отражающей гранью, параллельнойоси щели и главной оптической осн Оспектрометра. 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что входная щельвыполнена в виде двух равных по ширине и не перекрывающихся по высоте эон,оси которых взаимно смещены на расстояние, равное ширине зоны.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1. Патент США 9 3756721,кл. 356-80 ( 013 3/04,01 д 3/42),04.09.73.2."АРРК. Ор".12, 1293, 1973.