Спектральный прибор

чувствитела. Это об спе пол.Леикин,тивного и оразряднои лам, анод 12, фор нтратор 16 разерстиями 14 и енк илон 1358 2,8 ТехническоеэксплуатаРазмеры сквоз8, выполнечных и описание и инструкцции, с.5,6,12,овани амид с угольной формь ми 15 и 19 прямласованы с отноА монохроматораческой системы тельным отверстием оптиувеличениемрибора и ширий щели монохр 57) Изобретение отальным приборам иовано при изучении сится к спект о ыть испол ов пропус матора оже ысотои сг вход ф-лы, 3ФаМ Сл ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР(56) Патент ФРГ Мф 28кл, С 01 г 3/02, 29Спектрофотометр С(54) СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПРИБО ния и поглощения в УФ-облас Белью изобретения являетс чение относительнои спектрального прибор вается за счет эффек зования излучения га пы, содержащей катод мирователь 13 и конц ряда со сквозными от 18 специальной формь ных отверстий 14 и 1 в виде усеченных пирИзобретение отноСится к спектральным приборам и может быть использовано в приборах с источником излученияв,виде газоразрядной лампы при изу 5чении спектров пропускания и поглощения в УФ-области спектра.Целью изобретения является увеличение относительной чувствительностиспектрального прибора, 1 ОНа,фиг.1 приведена схема спектрального прибора, на фиг.2 - газоразрядная лампа, общий виц, на фиг.Зто же, поперечный разрез.Спектральный прибор состоит из осветителя 1, монохроматора 2 с относительным отверстием А, камеры 3 образца и приемо-регистрирующего устройства 4,Монохроматор 2 может быть выполнен по любой известной схеме. В качестве диспергирующего элемента в немиспользуется, например, дифракционнаярешетка, Входная щель 5 монохроматора (как и выходная) выполнена прямоугольной и имеет ширину с и высоту Й,Камера 3 образца содержит держатель для исследуемого образца О. ВЕлучае построения прибора по двухплечевой схеме камера может быть снабже- ЗОна дополнительным держателем (показан пунктиром) для образца сравнения.Приемо-регистрирующее устройство4 может содержать один или несколькоприемников. Для ультрафиолетовой области ими могут быть фотоэлементыили фотоумножители,Осветитель 1 спектрального приборасостоит из источника 6 излучениягазоразряднои лампы и оптических 40элементов, например, эллиптическогоконденсорного 7 и плоского 8 зеркал,обеспечивающих Формирование изображения источника б излучения на входной щели 5 монохроматора 2 с увеличением 7. Вместо зеркал для той жецели можно использовать .линзовыеэлементы.В колбе 9 (фиг,2) газоразряднойлампы, заполненной рабочим газом иснабженной оптически прозрачным окном 10, размещены катод 11 и анод 12,между которыми соосно с ними установлен формирователь 13 разряда, который может быть выполнен из молибдена,55сквозное отверстие 14 в формирователе выполнено в виде усеченной пирамиды, малое основание 15 которой имеетпрямоугольную форму со сторонами Ьи Ь (фиг.З) и обращено к аноду 12. Со стороны, обращенной к катоду, на глубине 0,4-0,6 от длины формирователя оно выполнено в форме параллелепипеда с основанием, совпадающим с большим основанием пирамиды.Существенное, хотя и несколько меньшее, увеличение яркости излучения лампы и соответветственно увеличение чувствительности спектрального прибора может быть достигнуто и при более простом выполнении формирователя 13, а именно при придании его сквозному отверстию 14 формы усеченной пирамиды. Размеры сторон.Ь и Ь малого основания 15 пирамиды в обоих вариантах выполнения формирователя выбраны из соотношений сЬ =(2) а угол наклонабоковых граней сквозного отверстия 14 к малому основанию15 - из соотношения с(= 2 + агсСа Г 7 А(3) Длина 1, формирователя 13 определяется из соотношения Ь Ь + 1 Сц( ф ) ( ЗЬГ(5) Ь,=Ь + 18(о - -)1ЗЬ. (6) В центре анода 12 соосно с като-, дом 11 и окном 10 на расстоянии 1 от формирователя 13 размещен концентратор 1 б, заостренный на конце 17, обращенном к катоду 11. Сквозное отверстие 18 концентратора 1 б также выполнено в виде усеченной пирамиды, малое основание 19 которой имеет прямоугольную Форму со сторонами Ь ии обращено к формирователю 13, Боковые грани отверстия 18 составляют с малым основанием угол р . Размеры Ь, Ь, и угол д связаны с параметрами формирователя 13 и с расстоянием 1 между концентратором 16 и формирователем 13 следующими зависимостями:45 5 15627Таким образом, все конструктивные элементы лампы,их основные размеры взаимосвязаны между собой и с параметрами Ч и А спектрального прибора.Спектральный прибор работает следующим образом.При включении прибора на электроды 1 1 и 12 лампы 6 подается инициирующее напряжение. Между катодом 11 и анодом 12 возникает разряд, причем столб разряда локализуется в сквозном отверстии формирователя 13. После зажигания разряд поддерживается рабо-, чим напряжением. Это напряжение, обратно пропорциональное площади поперечного сечения сквозного отверстия 14 Формирователя и связанное прямой зависимостью с длиной разрядного столба, составляет в лампах данного 20 типа 75-25 ВПри постоянном рабочем напряжении яркость излучения лампы 6 определяется концентрацией плазмы в формирователе 13 и длиной рабочего столба (т.е. длиной формирователя 13). 25 Поскольку в изобретении удлинение формирователя 13 сопровождается увеличением площади поперечного сечения отверстия 18, при том же рабочем напряжении возможно увеличение длины разрядного столба до 71 ГЬЬ. В результате обеспечивается увеличение яркости излучения на выходе лампы 6. Благодаря тому, что длина Ь Формирователя 13 выбирается в зависимости от площади поперечного сечения его от 35 верстия 18 согласно соотношению (4), разрядный столб или плазма равномерно заполняет все отверстия 18 в формирователе 13. Если Ь ) 71 ЬЬ, то, вслед О ствие неравномерности заполнения плазмой отверстия в формирователе, излучение становится нестабильным, что снижает эффективность работы лампы.Вследствие того, что расстояние между формирователем 13 разряда и концентратором 16 удовлетворяет соотношениям (5 и б), а размеры сторон малого основания 19 пирамидального отверстия 18 концентратора 16 выбираются с учетом размеров малого основания 15 пирамидального отверстия 14 формирователя 13, расстояния между концентратором 16 и формирова, телем 13 и угла наклона образующих пирамидального формирователя к малому основанию (5 и 6), анодные пятна концентрируются во входном отверстии 14 6малого основания 19 концентратора16, имеющего заостренные края 17.При этом образуется дополнительноплазменное образование, яркость излучения которого прибавляется к яркости излучения разряда, локализованного внутри формирователя.Оптическими элементами 7 и 8 осветителя 1 иэображение торца 15 формирователя 13 разряда газоразряднойлампы 6 проецируется на входной щели 5 монохроматора 2 с увеличениемЧ. Световой пучок, выделяемый входной щелью 5 монохроматора 2, попадаетна диспергирующий элемент, которыйразлагает его в спектр,Вследствие того, что угол наклонар образующих пирамидального концентратора 16 к его малому основанию 19равен или несколько больше угла наклона Ы образующих пирамидальнойчасти Формирователя 13 к его маломуоснованию 15, пучок излучения от Формирователя 13 и от анодного плазменного образования не дифрагмируетсяанодным концентратором 16 и благодарятому, что угол Ы и размеры Ъ и Ь сторон малого основания 15 формирователя 13, определяемые выражениями (3),(1) и (2), выбраны с учетом размероввходной щели 5 монохроматора 2, егоотносительного отверстия А и увеличения Ч осветителя, удается повыситьиспользуемый поток излучения.Выделяемый выходной щелью монохроматический пучок, пройдя через исследуемый образец, регистрируетсяприемником, входящим в состав приемо-регистрирующего устройства 4.Увеличение яркости излучения источника и потока его излучения, попадающего в прибор, приводит к увеличению сигнала на выходе из прибора,что, в свою очередь, обеспечиваетповышение чувствительности, т.е. достижению цели изобратения.Формула изобретения1, Спектральный прибор, состоящий из последовательно установленныхосветителя с газоразрядной лампой,содержащей заключенные в колбе с окном анод, катод и формирователь разряда со сквозным отверстием и оптическими элементами для создания изображения торца сквозного отверстия формирователя разряда в плоскости иэображения с увеличением Ч, монохроматора с относительным отверстием А, вход 1562714ная щель которого совмещена с плоскостью изображения, камеры образца иприемно-регистрирующего устройства,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения относительной чувствитЕльности прибора без увеличениямощности, потребляемой газоразряднойлампой, анод, катод и формировательразяда установлены соосно с окном,в центре анода закреплен дополнительно введенный концентратор со сквознымотверстием и заостренными на конце,обращенном к катоду, кромками, причемсквозные отверстия Формирователя иконцентратора выполнены в виде усеченных пирамид, обращенных одна кдругой малыми основаниями прямоугольной формы, при это длина 1. Формирователя, углы с( и р наклона боковыхграней к малым основаниям формирователя разряда и концентратора и размеры сторон Ь, Ь, Ь Ь, этих оснований выбраны из соотношений: Г 7 А+ агсг, - , - ( ( р1802ф / Я1с с 1, г -Ь = - ; Ь = - ; 2 чЬЬ (1, (7/ЬЬ;Ъ = 1.Ь + 1 СЯ(о( - 2)1 ( 3 Ь; Ь =где с и Й - ширина и высота. входнойщели монохроматора соответственно,2, Прибор по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что сквозное отверстие в Формирователе разряда со стороны, обращенной к катоду на глубину 0,4-0,6 от длины Формирователя, выполнено в форме параллелепипеда с основанием, совпадающим с большим основанием пирамиды.1562714 Ревская Г. Гербе орректо ед Заказ 105 Тираж 43 одпис осуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Составитель Техред М. Хо твенного комитета по и 113035, Москва, Ж, Шуваловч бретениям и открытиям при ГКНТ СССР аушская наб., д. 4/5