Спектрофотометр
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11 528457
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 21.06.72 (21) 1798302/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 27.08.76 (51) М. Кл. - G 01J 3/42
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.8(088.8) (72) Авторы изобретения
А. П. Смирнов и В. И. Тимохин (71) Заявитель (54) СПЕКТРОФОТОМЕТР
Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано в качестве спектрофотометра для получения абсолютных значений спектральных характеристик излучения различных объектов.
Э
Известны опектрофотометры (1, 2),,содержащие измерительный канал, опорный канал, модулятор и приемник излучения.
Для получения абсолютных значений спектральных характеристик эти приборы требуют дополнительной калибровки, кроме того на результаты измерений влияет собственное излучение элементов прибора.
Наиболее близким устройством является спектрофотометр, содержащий монохроматор, 15 измерительный канал, опорный канал с зерка 7ьным модулятором и сферическим зеркалом, калибровочный источник и приемник излучения (3). Он не позволяет получать абсолютные значения спектральной яркости иссле- 20 дуемого объекта в разных условиях, поскольку поток от исследуемого объекта сравнивается в нем с потоком от космического фона, поступающим по опор ному каналу. Это ограничивает получение абсолютных з начений 25 характеристик исследуемого объекта условиями космического пространства. Кроме того, в указанном спектрофотометре возможны ошибки измерений из-за несба 7а нсированности собственного излучения элементов опорного и 30 измерите 7biHQI канала, а также непостоянства калибровочного сигнала.
Для получения абсолютных значений спектральной яркости иоследуемого объекта и повышения точности измерений в предлагаемом спектрофотометре опорный канал содержит черное тело, спектральная яркость которого меньше пороговой чувствительности приемника излучения во всем спектральном диапазоне, а в канале калибровочного источника перед приемником излучения установлен светопровод.
На чертеже изображена схема прибора, где: 1 — входное окно, 2 — плоское зеркало, 3 — объектив, 4 — заслонка измерительного канала, 5 — входная щель, 6 — интерференционный фильтр, 7 — сферическое зеркало, 8 — дифракционная решетка, 9 — параболическое зеркало, 10 — приемник излучения, 11 — вертикальный модулятор, 12 — сферическое зеркало, 13 — холодное черное тело, 14 — калиб17овочный HcTo IHHh, 15 — 33c 70НК3 калибровочного источника, 16 — светопровод, 17 — зеркало.
Измеряемый лучистый поток через окно 1, зеркало 2, объектив 3, мимо заслонки измерительного канала 4, попадает на входную щель
5 монохроматора, образованного пнтерференционпым фильтром 6, сф "ðè÷åñêèì зеркалом
7, дифракцпонной решеткой 8 и параболпчес528457 ким зеркалоvl 9 и далее на приемник излучения 10. Но этот же приемник с помощью зеркального модулятора 11 и сферического зеркала 12 попадает поток от холодного черного тела 13. Процесс измерений заключается в сравнении потока от исследуемого объекта с потоком от холодного черного тела.
В связи с тем, что измерительный и опорный каналы построены на одинаковых оптических элементах, т. е. сбалансировано собственное излучение оптических элементов каждого канала, и температура излучающей поверхности холодного черного тела выбрана таким образом, что соответствующая ей величина спектральной плотности энергетической яркости меньше пороговой чувствительности приемника излучения во всем спектральном диапазоне работы прибора, с приемником излучения будет сниматься сигнал, величина которого пропорциональна абсолютному значению спектральной плотности энергетической яркости исследуемого объекта, и изменение температуры окружающей среды не будет влиять на величину сигнала.
Просмотр спектра осуществляется сканированием дифракционной решетки. Во время реверса решетки происходит проверка чувствительности приемника и электронной схемы прибора.
Для,проверки чувствительности приемника и электронной схемы прибора вводится калибровочный сигнал, который подается от калибровочного источника — лампы накаливания, со стабилизированным источником питания 14, мимо открытой заслонки 15, iso светопроводу 16 непосредственно на приемник излучения. Измерительный канал в этот момент перекрыт заслонкой 4.
Модуляция лучистого потока при калибровке осуществляется также зеркальным дискогым модулятором 11. Таким образом процесс калибровки заключается в сравнении потока от калибровочного источника 14 с потоком от холодного черного тела 13.
В связи с тем, что светопровод пропускает излучение только до 1,5 мкм, низкотемпературное излучение колбы не будет поступать на приемник излучения.
При таком способе подачи калибровочного сигнала его величина определяется потоком поступающим от нити лампы и не зависит от
10 температуры окружающей среды, что позволяет с большой точностью установить изменение чувствительности приемника излучения и электронной схемы прибора в зависимости от условий работы.
Формула изобретения
Спектрофотометр, содержащий монохроматор, измерительный канал, опорный канал с
20 зеркальным модулятором и сферическим зеркалом, калибровочный источник и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью получения абсолютных значений спектральной яркости исследуемого объекта и по25 вышения точности измерений, опорный канал содержит черное тело, спектральная яркость которого меньше пороговой чувствительности приемника излучения во всем спектральном диапазоне, а в канале калибровочного источ30 ника перед приемником излучения установлен светопровод.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
35 1. Мартынов Д, Я. Курс практической астрофизики, М., Физматгиз, 1960, с. 424, рис. 196.
2. Козелкин В. В. Основы инфракрасной техники, М., Машиностроение, 1967, с, 267, 40 рис. 8, 9.
3. Авт. св. М 211119, М. Кл. G 01 J 3/10, 1968 (прототип).