Устройство управления коэффициентом передачи сканирующего спектрометра

Устройство управления коэффициентом передачи сканирующего спектрометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и!!!1 5429I6

ОП ИСАHMFИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рвслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.72 (21) 1795122/25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл.-" G 011 3/00

Государственный комите1

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 535.322.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Могилевский, П. ii. Астафьев, Е. А. Афанасьев и А. И. Субочев

Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОЗФФИЦИЕНТОМ

ПЕРЕДАЧИ СКАНИРУЮЩЕГО СПЕКТРОМЕТРА

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения и может найти применение, например, в скоростных спектрометрах с электронным сканированием спектра.

Известны устройства для управления коэффициентом передачи сканирующего спектрометра, например, для корректс!ровки линии

100%-ного пропускания, в которых управление осуществляется раскрытием щелей монохроматора по заранее заданной жесткой программе синхронно со сканированием спектра (}j.

Однако применение таких устройств в скоростных сканирующих спектрометрах невозможно из-за йнерционности механизма раскрытия щелей. Дополнительным недостатком таких устройств является сложность перест ройки их на другую программу управления коэффициентом передачи (необходима замена механических деталей программирующего узла).

Известно также малоинерционное устройство для управления коэффициентом передачи канирующего спектрометра, содержащее последовательно соединенные блок сканирования спектра, усилительно-формирующее устройство и регулирующий элемент, представляющий собой усилитель с регулируемым коэффициентом передачи (2).

Связь усилительно-формирующего устройства с блоком с.анирования спектра осуществляется через фотодатчик, на который подают свет (от специального источника), прошедший через фотографическую маску, жестко скрепленную со сканирующим элементом (плоскопараллельный пластиной). Недостатком этого устройства является малый диапа "îí управ.7QIIIIsI, а та :.жс TPl QHocTb пс}1естРойки с IIe7bl0

10 изз!снеиия фО})мы с;!Гнала у!!}!авлсния, что бывает необходимо, например, при смене и точника изл чения. К}10мс To!0, 3 Ii232HIIOc % cT})OIIство не может быгь использовано в спектром е т р ах с э л e !w T }1 o и н ы и с к а и и }1 о в а н и ем си с к т }! 2.

15 Для увеличения диапазона управлс;шя и упрощения перестройки в предлагаемом устройстве, усилительно-формирующсе устройство содержит, !10 крайней мере, два формирующих канала, входы которых подключены и блоку

20 сканирования спектра, и сумматор, входы которого соединены с выходами формирующих каналов, причем каждьш из формирующих каналов включает последовательно соединенные фазовращатель, амплитудный ограничитель и

25 усилитель, а выход сумматора соединен с управляющим входом регулирующего элемента.

В качествс регулирующего элемента можно использовать управлясмьп, резистор, например полевой транзистор или оптрон. Связь усили30 тельно-формируюгцего устройства с блоком

542916

2д

60 сканирования спектра может осуществляться через некоторое согласующее звено. B частности, для спектрометров с электронным сканированием спектра усилительно-формирующее устройство может быть подключено непосредственно к генератору развертки, если развертка синусоидальная, или через резонансный фильтр, выделяющий первую гармонику напряжения развертки, если развертка пилообразная.

На фиг. 1 представлена блок-схема варианта предлагаемого устройства с двумя формирующими каналами; на фиг. 2 — эпюры напряжений в разных точках устройства.

Устройство включает в себя два формирующих канала. Первый состоит из последовательно соединенных регулируемых фазовращателя 1, амплитудного ограничителя 2 и у силителя 3, второй — пз фазовращателя 4, амплитудного ограничителя 5 и усилителя 6. Входы фазовращателей 1 и 4 подключены к блоку 7 сканирования спектра. Входы усилителей 3 и б подключены ко входам сумматора 8. Выход сумматора 8 соединен с управляющим входом управляемого резистора, в нашем случае — с затвором полевого транзистора 9. Между выходом сумматора 8 и стоком полевого транзистора 9 включены инвертор 10 и конденсатор

11. Сток полевого транзистора 9 подключен к выходу фотоприемника 12 и входу усилителя

13 регистрирующего тракта.

Эпюры напряжений на фиг. 2 соответствуют: а — напряжению на выходе блока 7 сканирования спектра, б — напряжению на выходе фазовращателя 1, в — напряжению на выходе фазовращателя 4, г — напряжению на выходе амплитудного ограничителя 2, д — напряжению на выходе амплитудного ограничителя 5, е — напряжению на выходе усилителя 3, ж— напряжению на выходе усилителя б, з — напряжению на выходе сумматора 8.

Устройство управления работает следующим образом.

На входы фазовращателей 1 и 4 подается напряжение синусоидальной формы (эпюра а фиг. 2) с выхода блока 7 сканирования спектра. На выходах фазовращателей 1 и 4 появляются синусоидальные напряжения с фазами, сдвинутыми относительно входного на два разных угла (эпюры б и в фиг. 2). Эти напряжения подаются на входы амплитудных ограничителей 2 и 5. Сигналы на выходах амплитудных ограничителей 2 и 5 имеют форму, изображенную на эпюрах г и д фиг. 2. Сигналы поступают на усилители 3 и 6 и после усиления (эпюры е и ж фиг. 2) подаются на входы сумматора 8. С выхода сумматора 8 сформированный сигнал (эпюра з фиг. 2) подается на затвор полевого транзистора 9, сопротивление которого изменяется в соответствии с управляющим сигналом. Так как полевой транзистор 9 является нагрузкой фотоприемника 12, то напряжение на стоке полевого транзистора 9 изменяется синхронно с разверткой спектра в соответствии с изменением выходного тока фотоприемника 12 и управляющего сигнала на затворе полевого транзистора 9. Подбор необходимой формы управляющего сигнала производят регулировкой величин фазовых сдвигов, уровней ограничения и усиления. Обычно форма управляющего сигнала выбирается таким образом, чтобы при сканировании спектра в условиях «холостого опыта» сигнал на выходе усилителя 13 регистрирующего тракта был неизменным (линия

100 О/О -ного пр опускания) .

При высоких скоростях сканирования спектра часть управляющего сигнала через емкость затвор-сток попадает на вход усилителя

13 регистрирующего тракта. Для компенсации этого сигнала в состав устройства введен инвертор 10, вход которого подключен к выходу сумматора 8, а выход через разделительный конденсатор 11 — к стоку полевого транзистора 9.

Применение в предлагаемом устройства в качестве усилительно-формирующего устройства нескольких формирующих каналов, выполненных в виде последовательно соединенных регулируемых фазовращателя, амплитудного ограничителя и усилителя с сумматором на выходе обеспечивает большой диапазон управления.

Отсутствие в устройстве механических элементов существенно упрощает его перестройку и позволяет использовать его в скоростных спектрометрах с электронным сканированием спектра.

Формула изобретения

Устройство для управления коэффициентом передачи сканирующего спектрометра, содержащее последовательно соединенные блок сканирования спектра, усилительно-формирующее устройство и регулирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона управления и упрощения перестройки, усилительно-формирующее устройство содержит, по крайней мере, два формирующих канала, входы которых подключены к бло ку сканирования спектра, и сумматор, входы которого соединены с выходами формирующих каналов, причем каждый из формирующих каналов включает последовательно соединенные регулируемые фазовращатель, амплитудный ограничитель и усилитель, а выход сумматора соединен с управляющим входом регулирующего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. К. И. Тарасов «Спектральные приборы, Л., 1968, стр. 267 — 271.

2. Патент США Хо 3594083, кл. 356 — 83, 1971 (прототип).

542916

z) е) иа. 2

Составитель В. Зверев

Техред И. Карандашова

Редактор И. Шубина

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 358/2 Изд. ¹ 195 Тираж 829 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4 5