Устройство для регистрации контуров спектральных линий люминесценции

и 868499 ОП ИСАНИ ЕИЗОВВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотов СоветскихСоциалистическихРеспублик; -Ъ:.,(72) Авторы изобретения Киевский политехнический институт легкой промышленности,(7) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ КОНТУРОВ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЛОМИНЕСЦЕНЦИИ Изобретение относится к неразрушающему контролю физико-химических свот"сев материалов электромагнитными колебаниями оптического диапазона и может быть использовано для регистрации контуров спектральных линий люминесценции каучуков, резин, гуммировочных покрытий, растворов и расплавов полимеров, а также других пластических материалов с повышенной точ- ностью Известны устройства для регистрации контуров спектральных линий люминесценции, в которых используются двух- лучевые схемы, содержащие измеритель 1 ный и сравнительный каналы.Недостатком этих устройств является влияние неизбежной неидентичности характеристик двух фотоприемников и,нестабильности их характерис 20 тик на точность воспроизведения контура спектральных линий люминесценции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатамк предлагаемому является двухлучевоеустройство с периодическим прерыванием световых потоков в измерительноми сравнительном каналах, содержащееультрафиолетовый лазер, возбуждающийлюминесцентный пучок, световод для формирования и передачи этого пучка,светоделительную пластину, установленную на пути пучка, управляемые оптические затворы, установленные на путиизмеряемого и сравниваемого люминесцентных пучков, блок сканирования, монохроматор регистрации, размещенныев измерительном канале, зеркало, полупрозрачное зеркало - в сравнительномканале, приемник оптического излучения, выходом соединенный через последовательно включенные логарифматор,избирательный усилитель частоты прерывания с входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с противофазными выходами низко 8684995 10 15 30 частотного генератора частоты прерывания и управляющими входами оптических затворов, выход синхронного детектора подключен к самопишущему вольтметру, двигатель регистратора которого кинематически связан с механическим приводом блока сканирования 12 1Недостаток данного устройства состоит в трудности регистрации малых отклонений контура спектральных линий, характеризующих структурные и химические изменения состава контролируемого материала. Это обусловлено тем, что выходной сигнал известных устройств регистрации контуров спектральных линий люминесценции пропорционален абсолютным значениям интенсивностей спектральных излучений. Поэтому на фоне больших величин интенсивностей излучений трудно обнаружить их малые отклонения. Анализ контура спектральных линий люминесценции особенно усложняется, если контролируемые отклонения соизмеримы с погрешностями измерений.Цель изобретения - повышение точности и чувствительности регистрации малых отклонений контура спектральных линий люминесценции.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации контуров спектральных линий люминесценции, содержащее ультрафиолетовый лазер, возбуждающий люминесцентный пучок, световоц для формирования и передачи этого пучка, светоделительную пластинку, установленную на пути пучка, управляемые оптические затворы, установленную на пути измеряемого и сравниваемого люминесцентных пучков, блок сканирования, монохроматор регистрации, размещенные в измерительном ,канале, зеркало, полупрозрачное зеркало - в сравнительном канале, приемник оптического излучения, выход которого соединен через последовательно включенные логарифматор, избира-.тельный усилитель частоты прерывания с входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с противофазными выходами низкочастотного генератора частоты прерывания и управляющими входами оптических затворов,. выхрд синхронного детектора подключен к самопишущему вольтметру, двигатель регистратора которого кинематически связан с механическим приводом блока сканирования, введены 20 25 35 40 45 5055 блок управления, реверсивная муфта, опический аттенюатор, реохорд, источник стабилизированного напряжения,/соединенный с реохордом, подвижный контакт которого через реверсивную муфту кинематически связан с блоком сканирования и электрически соединен с управляющим входом оптического аттенюатора, блок управления, соединенный с двигателем регистратора самопишущего вольтметра и реверсивной муфтой, монохроматор фиксированной длины волны, расположенный между зеркалом и полупрозрачным зеркалом сравнительного канала. На фиг. 1 изображены параметры относительных отклонений интенсивностейфреального и аппроксимирующего контуров спектров люминесценции; нафиг, 2 - функциональная схема устройства,Функциональная схема устройствасодержит ультрафиолетовый лазер 1постоянной длины волны, контролируемый материал 2, оптический световод3, светоделительную пластинку 4,первый управляемый оптический затвор 5, блок 6 сканирования, монохроматор 7 регистрации, полупрозрачное зеркало 8, приемник 9 оптического излучения, выходом соединенный.через последовательно включенные логарифматор 10, избирательный усилитель 11 частоты прерывания в . с сигнальным входом синхронного детектора12, управляющий вход которого соединен с входами низкочастотного генератора 13 частоты прерывания. Выходсинхронного детектора подключен ксамопишущему вольтметру 14. Второйуправляемый оптический затвор 15, оптический аттенюатор 16, зеркало 17,монохроматор 18 фиксированной волнырасположены на пути сравнительноголюминесцентного пучка. Реохорд 19соединен с источником 20 стабилизированного напряжения, подвижный контакт реохорда через реверсивную муфту 21 кинематически связан с механическим приводом блока 6 сканированияи электрически соединен с управляющим входом оптического аттенюатора16Противофазные выходы генератора13 подключены к управляющим входамоптических затворов 5 и 15, двигательрегистратора самопишущего вольтметра14 кинематически связан с механическим приводом блока и блоком 22 упчувствительность регистрации конту- З 5ров спектральных линий люминесценцииза счет того, что регистрируются относительные отклонения реального контура от аппроксимирующего, которое вбольшей степени характеризует физикохимические свойства контролируемогоматериала; относительные отклоненияконтура не зависят от исходной мощности излучения и коэффициента спек.тральных преобразований К а поэтому 45не требуется сгабилизация исходногоизлучения; исключено влияние нестабильности коэффициента пропусканиясветовода К 1 что обеспечивает дистанционный контроль технологических процессов; исключено влияние вре-менной и температурной нестабильностей приемника и оптического излучения; повышена чувствительность регистрации малых отклонений контуровспектральных линий люминесценции засчет возможности усиления только информативной части электрического сигнала. где() - параметр, характеризующий неравномерность участка реального контура спектральных линий.Интенсивность излучения на выходе сравнительного канала1,= -з - ф Т (1 - 51 цп 51 пй)К 1Ь 2при условии Т = соп 51 12= сопзй (плоский участок).С учетом описанных выше преобразований получаемое выходное напряжение синхронного детектора 12 равно:06 = К К 5 М.).При выходе на начало участка правого ската контура спектральных линий люминесценции блок 22 управления включает муфту 21 в реверсивный режим. Вследствие этого подвижный контакт реохорда 19 перемещается в направлении уменьшения выходного напряжения реохорда, что соответствует уменьшению коэффициента пропускания Т аттенюатора 16. На выходе синхронного детектора появляется напряжение, пропорциональное относительному отклонению контура от прямой линии, аппроксимирующей правый скат, которое регистрируется самопишущим вольтметром 14;О, = К 2 КтбОПредлагаемое устройство по сравнению с известным повышает точность и 1 О52025ЭО Формула изобретенияУстройство для регистрации контуров спектральных линий люминесценции, содержащее ультрафиолетовый лазер, возбуждающий люминесцентный пучок, световод для формирования и передачи этого пучка, светоделительную пластинку, установленную на пути пучка, управляемые оптические затворы, установленные на пути измеряемого и сравниваемого люминесцентных пучков, блок сканирования, монохроматор регистрации, размещенные в измерительном канале, зеркало, полупрозрачное зеркало - в сравнительном канале, приемник оптического излучения, выход которого соединен через последовательно включенные логарифматор, избирательный усилитель частоты прерывания с входом синхронного детектора, управляющий вход которого соединен с противофазными выходами низкочастотного генератора частоты прерывания и управляющими входами оптических затворов, выход синхронного детектора подключен к самопишущему вольтметру, двигатель регистратора которого кинематически связан с механическим приводом блока сканирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности регистрации малых отклонений контура спектральных ли" ний люминесценции в него введены блок управления, реверсивная муфта, оптический аттенюатор, реохорд, источник стабилизированного напряжения, соединенный с реохордом, подвижный контакт которого через реверсивную муфту кинематически связан с блоком сканирования и электрически соединен с управляющим входом оптического аттенюатора, блок управления, соединенный с двигателем регистратора самопишущего вольтметра и реверсивной муфтой, и монохроматор фиксированной длины волны, расположенный между зеркалом и полупрозрачным зеркалом сравнительного канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЧ1. Анисимов В. И. и др. Лабораторный спектрофлутиметр для свободных пленочных образцов. -"ПТЭ1974 11 5 с. 154.Заказ 8309/910 Подписное иал ППП Ужгород 2, Китаев Ю. В. Минимизация погрешности периодической автокоррекции опорного уровня в спектрофото 868499 12метре при действии аддитивной помехи. - "Приборостроение", 1976, У 9, с. 110. Патент,ул. Проектная,4