Спектрометр

ОП ИСАНИЕ ю 885867ИЗОБРЕТЕНИЯ801 зСКОМЮ СВИДЕЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) . л, С 01 й 22/00 с присоединением заявки Рй 2813729/09(088.8)1 оо делам кзооретенкй и открытейДата опубликования описания 30, 1 1.81(72) Авторы изобретения А. ф, Крупнов, А. А. Мельников и В,. А. Скворцов Институт прикладной физики АН .СССР(54) СПЕКТРОМЕТР Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при хими= цеском и изотропном анализе веществ в газовой и паровой фазе, например, при химическом анализе особо чистых веществ.Известны спектрометры, содержащие источник сверхвысокоцастотного ( СВЧ ) излучения, соединенный с поглощающей ячейкой, выход которой через СВЧ-детектор подключен к регистратору, Спектрометр содержит истоц ник переменного напряжения, подключенный к установленному в ячейке Штарк-электроду, с помощью которого осуществляют молекулярную модуляцию электрическим полем 1 1 и 12 1.Однако такие спектрометрь 1 имеют низкую чувствительность при работе в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн.Наиболее близким к предлагаемому является спектрометр, содержащий установленные вдоль оси источник линейно поляризованного излучения, модулятор поляризации излучения и помещенную в электро-(магнито) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа, которая соединена с акустическим детектором, выход которого подключен к регистратору, электрически связанному с ука"занным модулятором 3 .Однако данный спектрометр имеет недостаточный диапазон рабочих частот.Цель изобретениярасширение диа пазона рабочих частотПоставленная цель достигается темт что в спектрометре, содержащем установленные вдоль оси источник линейного поляризованного излучения, мо" дулятор поляризации излучения и помещенную в электро-( магнито ) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа, которая соединена с акустическим детектором, выход которого подключен к регистратору, элек 88586710 15 303540 трически связанному с указанным модулятором, измерительная ячейка установлена между источником излучения имодулятором, который выполнен .в видедвугранного уголкового отражателя, установленного с возможностью осевоговращения.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемогоспектрометра,Устройство содержит источник 1 линейно поляризованного излучения, состоящий из лампы 2 обратной волны(ЛОВ) и блока 3 перестройки частоты,измерительную ячейку 4 для исследуемого газа, помещенную в электростатическое поле электродов 5, модуля"тор 6 поляризации излучения, которыйвыполнен в виде двугранного уголкового отражателя 7, вращаемого мото"ром 8, акустический детектор 9, регистратор 10, включающий синхронныйдетектор 11, опорный генератор 12 ииндикатор 13Спектрометр работает следующим образом,Линейно поляризованное излучениеисточника 1, генерируемое ЛОВ 2, цас"тота которой перестраивается блоком3, проходит через ячейку 4, отражается от отражателя 7 модулятора 6 иснова проходит через ячейку 4. 8 отраженном излучении направление поля ризации зависит от ориентации отражателя 7, поэтому при вращении отражателя 7 синхронным мотором 8 с частотой Я./4 направление линейной поляризации в отраженном излучении вращается с частотой Я/2, Поскольку рабочий частотный диапазон модулятора 6определяется лишь отражательной спо"собностью зеркал отражателя 7, в ячейке 4 обеспечивается модуляция излучения во всем диапазоне частот широкополосного источника 1.За один оборот направления поляриэации. направление электрического век. тора отраженного излучения в ячейке 4дважды оказывается параллельным ( илиперпендикулярным) направлению электростатического поля электродов 5. 8 ре" 5зультате при совпадении частоты излу",чения с частотой компоненты штарковского спектра газа в ячейке 4 происходит поглощение излучения, промодулированное с частотойя, Это поглощение, детектируемое акустическим детектором 9, приводит к появлению счастотой й сигнала на выходе акустического детектора 9. С выхода детектора 9 сигнал, пропорциональный коэффициенту поглощения компоненты штаркрвского спектра газа, поступает на первый вход синхронного детектора 11. На второй вход синхронного детектора 11 с генератора 12 поступает сигнал частоты Й Детектор 11 обеспечивает выделение сигнала с выхода акустического детектора 9 в узкой полосе на частоте Й , С выхода синхронного де" тектора 11 сигнал подается на инди" катор 13, регистрирующий компоненты штарковского спектра газа. Когда направления полей излучения и электростатического поля параллельны, регистрируются 11 "компоненты штарковского спектра, при перпендикулярности полей регистрируются б -компоненты, при этом фазы их сигналов различаются на 180.Аналогичным образом при помощи предлагаемого спектрометра можно выделить Ж и б"компоненты зееманов"ского спектра, поместив ячейку 4 сгазом в магнито-статическое поле.Таким образом, предлагаемая схема спектрометра благодаря помещению ячейки 4 между источником 1 и модулятором б, выполненным в виде вра-: щающегося двугранного уголкового от-ражателя 7, обеспечивает выделение В и б-компонент штарковского (зе- емановскогО) спектра газа в широком диапазоне частот (от микроволнового до оптического включительно), что выгодно отличает предлагаемый спектрометр от известных. Предлагаемая схема спектрометра позволяет использовать в качестве источника линейно поЛяризованного излучения набор различных широкополосных источников излучения - от ЛОВ,.работающей в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, до перестраиваемых лазеров инфракрасного и оптическбго диапазонов.формула изобретения.Спектрометр, содержащий установленный вдоль оси источник линейно поляризованного излучения, модулятор поляризации излучения и помещенную в электро-( магнито ) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа; которая соединена с акустическим детектором, выход которого под5 885867 Фключен к регистратору, электрически Источники .информации,связанному с указанным модулятором, принятые во внимание при экспертизео т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 1. Акцептованная заявка фРГ .целью расширения диапазона рабочих 8 1598523, кл. 6 01 й 23/24,частот, измерительная ячейка установ- у опублик. 1973.лена между источником излучения и 2, Патент Японии Иф 47-39432,модулятором, который выполнен в виде кл, 6 01 0 29/00, опублик. 1972двугранного уголкового отражателя, 3, Заявка Великобританииустановленного с возможностью осево- Ю 1465215, кл. 6 01 М 23/24,го вращения. в опублик. 1977 (прототип).,ъ 1Составитель Е.Погиактор Н.Безродная Техред З.фанта Стец оррект Подпимитета СССРоткрытийская наб.,Тираж 910 осударственного к лам изобретений имосква, Ж, Рауш 0533/6НИИПИпо а13035,д. 4 Патент", г. Ужгород, ул. П ая,или