Мессбауэровский спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕС 11 УБЛИН 9 Р (В )5) С 01 Т 1/36 ПИС АВТОРС НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ ЪзаСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬП(56) 1. Иркаев С.М., Кузьмин Р,Н, Опаленко А.А., Ядерный гаммарезонансИзд-во ИГУ, М 1970, с. 98-123.2. Томов Т., Русков Т, Мессбау- . эровский спектрометр, ПТЭ, 1967, В 5, с. 138-142 (прототип). (54)(57) МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора, поглотитель, детек- . тор излучения, соединенный с бло" ком усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор, генератор опорного сигнала, схему сравнения н усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку,соединенную со вторым входом схеМсравнения, многоканальный акалитор, один из входов которого под- .ключен к выходу блока усиления иамплитудной селекции, другие - кдополнительным выходам кварцевогогенератора и генератора опорногосигнала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения разрешающей способности, в него введенысумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход - с входом усилителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ,конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причемдатчик ускорения укреплен на штокедопплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изо"дромного щвена соединен со вторымвходом сужатора, а управляющийвход ключа соединен с выходомкварцевого генератора.1158951Изобретение относится к устрой- . ству мессбауэровских спектрометров и может применяться для анализа веществ, в которых наблюдается резонансное поглощение гамма-квантов.Известен мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излуче- ния, поглотитель, систему допплеровс кой модуляции и резонансного излучения и схему регистрации накопления. экспериментальных данных 1.1.Недостатком этого спектрометра является то, что регистрируемые им мессбауэровские спектры размыты вследствии модуляции их случайными внешними возмущениями, воздействующими на шток допплеровского модулятора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора (вибратор) поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селеКции (одноканальный амплитудный анализатор), соединенные последовательно кварцевый г нератор, генератор опорного сигнала (генератор), схему сравнения (смеситель), усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности и задающую катушку (двигательная катушка), измерительную катушку (датчиковая катушка), соединенную со вторым входом схемы сравнения, многоканальный анализатор, один из входов которого подключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала Г 2 3В известном мессбауэровском спектрометре акустические и сейсмические возмущения Х , воздействуя на шток допплеровского модулятора, вызывают через передаточную функцию(Р 1 изм .нение координаты допплеровского модулятора е . При этом скоростная ошибка Х описывается выражением1а ,Р 1 а (Р 1 РТКй1 КЩ (Р)Щ (Р)РТ+1 где . Ю (р 1 - передаточная функция,определяемая как отношение координаты измерительной катушки к координате задающейкатушки допплеровскогомодулятора;Ю(Р 1 - передаточная функция 5 координаты задающейкатушки допплеровскогомодулятора к выходномутоку усилителя мощности;10 рТ - передаточная функциянапряжения измерительной катушки к координате измерительнойкатушки допплеровско го модулятора;К - коэффициент усиленияусилителя сигнала ошибкиК - коэффициент преобразо-26 вания усилителя мощ-.ности.Модуль передаточной функциидопплеровского модулятора уменьшается с наклоном в 20 дБ/дек, начиная д с частоты первого механического резонанса, и на 60 дБ/дек, начинаяс собственной частоты, резонанса штока. Поэтому эффективность подавлениявлияния возмущений 1 на шток, определяемая общим коэффициентом усиления К Кг Чф(Р) ф (Р)РТ ф сувеличением частоты возмущений резко падает и при частотах возмущенияс 50 Гц до 10 кГц обратная связьпо скорости неэффективна. С другой 35стороны, увеличение общего коэффи-.циента усиления посредством увеличения Кограничено условием устойчивости, зависящим от конечнойжесткости штока допплеровскогомодулятора, Результатом этого свойства обратной связи по скоростипри взаимодействии внешних возмущений является уширение мессбауэровской линии и невозможность разрешения тонких расщеплений на мессбауэровских спектрометрах известноготипа.Цель изобретения - улучшение разрешающей способности меасбауэровского спектрометра. Поставленная цель достигаетсятем, что.в мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, Ы укрепленный на штоке допплеровскогомодулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции,3158ссоединенные последовательно кварцевый генератор опорного сигнала,схему сравнения и усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку, соединенную евторым входом схемы сравнения, многоканальный анализатор, один из входов которого подключен к выходублока усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительным выходаи кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, введенысумматор, первый вход которогосоединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход - с входом уси- .лителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ,конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем Юдатчик ускорения укреплен на штокедопплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изодромного звена соединен со вторым,входом сумматора, а управляющий вход 2ключа соединен с выходом кварцевого генератора.На чертеже показана блок-схемапредлагаемого мессбауэровского спектрометра.30 Иессбауэровский снектрометр содержит источник 1 излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора 2, поглотитель 3, детектор 4 излучения, соединенный с блоком 35 5 усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор 6, генератор 7 опорного сигнала, схему 8 сравнения, усилитель 9 сигнала ошибки, сумматор 40 10, один из входов которого подсоединен к усилителю 9 сигнала ошибки, а второй - через изодромное звено 11, через дополнительный усилитель 12, через конденсатор 13, через ключ ф 5 14 к выходу датчика 15 ускорения, укрепленного на штоке допплеровчкогоФмодулятора.2, содержащего задающую катушкуи измерительную катушку. Измерительная катушка 50 подключена к второму входу схемы 8 сравнения, а задающая катушка через усилитель 16 мощности к выходу сумматора 10. Многоканальный анализатор 17. подключен к выходу блока усиления Ы и амплитудной селекции ик дополнительным выходам кварцевого генератора б и генератора 7 опорного 95 4сигнала. Выход подключен к тактирую щему входу ключа 14.Спектрометр работает следующим образом.Импульсы с детектора излучения после усиления и амплитудной селекции подаются в многоканальный анализатор, работающий в режиме последовательного пересчета и.синхронизируемый импульсами старта с генератора опорного сигнала, а адрес накоп" ления в многоканальном анализаторе тактируется импульсами кварцевого генератора.Генератор 7 опорного сигнала вы,рабатывает опорный сигнал скорости , схема сравнения вычисляет разность между опорным сигналом скорости и сигналом реальной скорости Ч поступающим на второй вход схемы 8 сравнения с измерительной катушки.1.й допплеровского модулятора 2. Сигнал с датчика 15 ускорения, характеризующий мгновенное значение второй производной от координаты задающей катушки 1через ключ 14, замыкаемый сигналом 1 с кварцевого генератора на время рабочего хода и размыкаемый на время мертвого хода, через конденсатор 15, устраняющий постоянную составляющую ускорения и пропускающий лишь ошибку ускорения координаты задающей катушки 6 что позволяет существенно повысить коэффициент усиления К , через дополнительный усилитель 12 с коэффициентом усиления Кз, изодромное звено 1,1 с передаточной функцией44 " , обеспечивающее устойРчивость канала управления по ускорению координаты задающей катушки 1 подается на сумматор 10, на второй вход сумматора подается усиленный на коэффициент усиления К усилителем 9 сигнал разности оМ, Итоговый сигнал с выхода сумматора 10 преобразуется усилителем 16 мощности в ток задающей катушкис коэффициентом К . В результате введения дополнительного канала управления по второй производной от координаты задающей катушки скоростная ошибка Х, вызванная тем же возмущением, что и и известной системе принимает вид уф В РК к а а рЬ 7 4+К, а, Кф ртК, рмр, 1273581/45 Тираж 74 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодпикомитета СССРи открытийская наб., д. 4 е а Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 где- коэффициент при передаточной функции датчика ускорения тр. В предлагаемом мессбауэровском спектрометре за счет улучшения стабилизации скоростная ошибка в 10раз меньше по сравнению с прототипом, что позволяет использовать его в производстве с большим уровнем акустических и сейсмических возмущений, а также для разрешения сверхтонких структур мессбауэровских спектров, Улучшение стабилизацииопределяется выражением Х 1 К Къ(РТ ) 5 кар 1 тДополнительным преимуществом предложенного мессбауэровского спектрометра является уменьшение нелинейности скоростной развертки мессбау эровского спектра, вызванной нели-,нейностью измерительной катушки иавеличину полного коэффициента усиления канала управления по ускорению.