Способ определения длины волны спектральных линий

(191 И)й)5 60133 ТЕНИЯ ацбеко таграфи- спектральионной144-146. Бе 1 Г-зсапггсйацпа 1. Рр 1; Орг.,ВОЛН 1 томцо-абс ар к спектральиспользовано-абсорбциением многоепомщение точолны спектиизображено ния способа пектральныхмногоэле- изображением абра У ОСУДАРСТБЕНИЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРи Гннт сссР САНИЕ ИЗОБР(4) СПОСОБ ОПРГДЕЛЕНИЛ ДЛИспБкт 1 м 1 ьнь 1 х 11 ИНИЙ(57) Изобретение относится к спектральному анализу и может цайти примеение прк проведении эмиссионных и оццых измерении с исИзобретение относится ному анализу и может быть но при эмиссионных к атом онных измерениях с приме элементных ФотаприсмникавЦель изабретецкя - пов ности определения длины в ральных линий.На фиг,1 схематически устройство для осуществле определения длины волны с линий; на Фиг.2 - участок мецтного фотоприемника с пользованием многоэлементных Фотоприемников. Целью изобретеция является повышение точности определециядлинь. волны. Излучение источника спомощью спектрального устройстваразлагают и спектр. Регистрируютсп ектр ал ьцые ли ции мцог аэл е мент цымФотоприемником. Находят расстояниемежду элементами Фотоприемника с максимальными значениями сигналов, соответствующих максимальцым значенияминтенсивностей реперцой и определяемой спектральных линий. По среднемузначению оСратной линейной дисперсииспектрального устройства находятопределяемую длину волны, Положениемаксимумов ицтецсиз;и стей реперцойи определяемой спектральных линийнаходят с помощью р асч ет 1 п.к уравнений,величинь 1 сигналов, соответствующих инте нсив настям р еп ер ной и опр еделя мой спектральных линий.Устройство для осуществления с саба содержит источник 1 излучения входную щель 2, дифракпиоцнную решетку 3, многоэлементный фотонрие ник 4, устройство 5 обработки инфо ции и индикаторное устройство 6,Способ осуществляют следующим Свет от источника 1 излученияерез щель 2 направляется в решеЬ -2 с 1)1 н5 2 (с+Ь) гд 2,2) и та топриемаХ +н 2 ри равенствеин сигналов ширина эленика 4; веливух соов рельной номер элеме ка 4 с макс нием сигнал оприемним значеной спектних элеме н пернои спектрлинии; ималь р епе 1 = Х й+гпс ри раве ов двух лементо 5 где 1Р- величина сигго элементака 4;- величина сигго элемента ф- расстояние о ала с (Ю отоприем и Ь ала с (Я отоприем начальн г о элемента фот элемента фот гистрирующег ное значение определяемой оприемник опрнемник 55 реьмаксимнтенсивпектрал остиной и 3, разлагающую излучение в спектр, который регистрируется с помощью мно. гоэлементного фотоприемника 4, распаложенного в фокальной плоскости опект рального прибора. Сигнал с фотоприемника 4 поступает на устройство 5 обработки информации (например, ЭВМ.И отображается в виде номеров элемен-ф тов фотоприемника 4 со своими величи10 нами сигналов на индикаторном устройстве 6 (например, цифропечатающем устройстве) .Длину волны определяемой спектральной линни находят следующим15 образом;.определяют расстояние от начального элемента фотоприемника 4 до сере. дины элемента фотоприемника 4 с максимальными значениями интенсивности 20 реперной и определяемой спектральных линий по .Формулам: Ьйнстве сигнасоседнихв определяемои спектральной линии- расстояние от начального,элемента фотоприемника 4.до элемента фотоприемника, регистрирующий максимальное значение интенсивности реперной спектральной линии; - расстояние от начальногоэлемента фотоприемника 4 до середины элемента фотоприемника 4 с максимальным значением интенсивности реперной спектральной ли ральной линии (при равенстве сигналов двух соседнихэлементов ближний номер отначала фотоприемника 4);Н+ш - номер элемента фотоприемника 4 с максимальным значением сигнала определяемой спектральной линии(при равенстве сигналовдвух соседних элементовближний номер от началафотоприемника 4); определяют расстояния от начального элемента фотоприемника 4 до максимумов интенсивностей реперной и определяемой спектральных линий по следующим формулам: 1 =Х+а,с + 2 й - 2 Ь) -М М . 2(с+0) величина сигнала с И-го эл емента фот спрн емника 4 соответствующая максимал ному значению интенсивно ти реперной спектральной+аЬХ сс С С с 1 с С 1 с средние величины освещенности элементов фотоприемника 4 с номерами И,М и 0+1 при аппроксимации контура спектральной линии ступенчатой Функцией (4); сс с 1 саа Ььгдеа ЪС = С 1 С 45 Ь =Ь-ЬЬХс С а Ье адс Х - ЬХ сс Ф 950 значения сигналовс частей элементовфотоприемника 4при смещении симметричного контурана величину ЬХ,ДХ ЬХ= с 1 - Й - + са линии;Х, - расстояние от начальногоИ 1 щэлемента фотоприемника .4до середины элемента фотоприемника 4 с максимальнымзначением интенсивности оптределяемой спектральной линии;с - величина сигнала с (Я+щ)- го элемента фотоприемника4, соответствующая максимальному значению интенсивности определяемой спектральной линии;1Й - величина сигнала с (И+щ+1)- го элемента Фотоприемника4;Ъ - величина сигнала с (И+щ)- го элемента Фотоприемника 4;находят длину волны определяемой спектральной линии по формуле Если считать аппаратную функцию, спектрального прибора симметричной то при совпадении максимума контура ф, - длина волны репернойспектральной линии;- среднее значение обратнойлинейной дисперсии в выбранном участке длин волн. Обоснуем формулы (2.1) - (2.4), Аппроксимируем контур спектральной линии симметричной ступенчатой функцией Е(1) при условии Ь = с 1 (Фиг,2): Ь при (И+2) й с 1 с. (И) а 15 (1) = с при (И)а(1 Иа Й при Ма с 1 с (0+1)а(4)Найдем знчения сигналов с (И)- 20 ф го Б-го и (И+1)-го элементов фотоприемника 4 при смещении максимума интенсивности спектральной линии на величину .б Х середины элемента фотоприемника 4 с максимальным сигналом: при 6 Х 0; ЙЬЬХ )с - при Ь ХсО Ьс 1СаФ Ъ. - при Х 0; д ЬЬХаЬХ 7йпри ЬХсО Ь) д9с, - при Ь Х ж, с 1ЬЬкапри ЬХсО; Ь) с 1 спектральной линии с серединой элемента фотоприемника 4 с максимальным 40 сигналом сигналы соседних элементовфотоприемника 4 равны. Исходя из это-го составляем систему уравнений инайдем величину смещения Д Х: ЬХ ЬХс =с-с - +ЬС С а С а Если заменить Й на Ь, найтииз второго уравнения Ь, вычесть извторого уравнения четвертое и найтиЬХс обозначить - через у и прибавитьСфа третье уравнение к четвертому, под1603202 Х=а---- )2 (с + й) Чтоб3 Ху Йодзначенияс,о,определить авим в пол й. = Ь (при =0 (приз дейстученну этом вительно ю.формул ДХ=О) а Х = -): 225 ет, что откуда ДХ = апри равенстве интенсивнаст ной спектрал нии от двух элементов фо величинй репер-.ной лияемь ементнымрасстояементом. О оседнихоприем 2 йЬ и йЬ+2 Ь -2 д) Ив= Хищ- а 2(с + ставив в него полученные значения Ьи с, тб выражение принимает вид д-Ъ Ьс+6 ф -- -+- -у 1 "уоткуда с-с ДХ =а - - -- , =0 е 2(с+а) =Аналогичным образом при Ьъ.й; ДХО; При отсчете координатыного элемента фотоприемникстояние до максимума интенспектральной линии определформуле (2,2) .Способ позволяет уменьшилютную погрешность опрны волны спектральныхчем в 20 раз.Формула изобр еСпособ определения длинспектральных линий, включа1 истрацию реперных и опредспектральных линий многоэлфотоприемником, измерениения 1 между начальным эл(с фотоприемника и элементом фотоприемника, регистрирующим максимальное значение интенсивности реперной спектральной линии, измерение расстояния 1,между начальным элементом фотоприемника и элементом Фотоприемника, регистрирующим максимальное значение определяемой спектральной линии, и вычисление длины волныопределяемой спектральной линии по Формуле =ф (1 Ив 1 и)Р где ф- длина волны реперной спектральной линии; р - среднее значение обратной линейной дисперсии, о т лич а ю щ и й с я тем, что, с целью ф повышения точности определения длины волны, измеряют расстояния Х, и Х н от начального элемента фотопри-. емника до середины элемента Фотоприемника, регистрирующего максимальное значение интенсивности реперной спектральной линии и максимальное значение интенсивности определяемой спектральной линии соответственно, регистрируют величины с и с сигна/ лов с И-го и с (И+в)-го элементов фотоприемника, соответствующие максимальному значению интенсивности реперной спектральной линии и максимальному значению интенсивности определяемой спектральной линии соот- ветственно, величины Й и Й сигналов с (И+1)-го и (И+в+1) -го элементов Фотоприемника соответственно, величины Ь и Ь сигналов с (М) -го и (И+т) -го элементов Фотоприемника, а расстояния 1и 1, находят из соотношенийСоставитель С. Ивайоведактор А. Огар Техред М;Дидык Корректор С ун одписное раж 42 Заказ 3377ВНИИПИ Госу КНТ СССР изобретениям и открытиям пр5, Раушская наб., д. 4/5 мите сква арственного 113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 1 =Х + - при равенстве величинаМи Я+т 2интенсивностей определяемой спектральной линии от двух сос ед них эл емевт он ф отоприемника, 5 где а - ширина элемента Фотоприемника.