Способ измерения интенсивности линии оптического спектра

Способ измерения интенсивности линии оптического спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 584I94

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к ввт. сввд-ву,ф » д н." =- " (51) М, Кл Ст 01J 3!30, G 01J 3/Об (22) Заявлено 07.05.76 (21) 2357152/18-25 с присоединением заявки ¹

Соле а Минетстров СССР

А0 делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 1 5.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 08.02.78 (53) УДК 535 243.25 (088.8) (72) Лвторы изобретения (71) Заявитель

Ю. М. Смолин и Л, П. Козлов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИИ В

ОПТИЧЕСКОМ СПЕКТРЕ

ГосУиаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения и может быть использовано для выделения слабых спектральных линий в присутствии интенсивного фона.

Известен способ измерения интенсивности спектральных линий, при котором измеряют суммарный сигнал от линии вместе с фоном, затем сигнал от фона и определяют разность этих сигналов, пропорциональную интенсивности линий (1).

Недостатком такого способа является низкая чувствительность и точность измерений вследствие флуктуаций сигнала от фона.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения интенсивности линии в оптическом спектре путем периодического сканирования спектра в окрестности линии относительно выходной щели монохроматора, преобразования оптического сигнала фототока и измер ния амплитуды фототока на частоте модуляции сигнала от линии.

Указанный способ позволяет избавиться от флуктуаций фона при условии, что его интенсивность постоянна на сканируемом участке спектра. Однако когда интенсивность фона не постоянна на этом участке при сканировании спектра фон оказывается модулированным на частоте сканирования, что приводит к большим ошибкам измерения, т. е. к снижению чувствительности и точности.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения путем устранения модуляции фона.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу исходный спектр разделяют на два эквивалентных спектра и сканируют их синусоидально во времени в протпвоположИ ных фазах с равными частотой и амплитудой, причем оба спектра совмещают в одном из их крайних положений.

На чертеже показана одна пз возмоожттых конструкций спектрометра для реализации

15 предлагаемого способа.

Монохром атор 1 спектр омстра имеет две одинаковые подвижные входные щели 2 и 3, снабженные общим механическим приводом

4 для приведения пx. в возвратно-поступа20 тельное движение по сипусопдальному во времени закону с рав ыемп амплитудой и частотой, но в противоположных фаза.;. Прп этом в плоскости выходной щели 5 щель 2 формирует спектр б, а щель 3 — спектр 7.

25 Щели 2 и 3 регулируются по высоте так, чтобы спектры б и 7 были одинаковы по интенсивности.

При включении привода 4 сканирование спектров б и 7 оудет происходить в соответ30 ствии с двиуке щелей 2 и 3. Двттжепие

584194 шелей осуществляют таким образом, чтобы в одн<>м из кра>гних положений, например, когда щель 2 занимает крайнее левое, а щель 3 — крайнее правое положение, оое щели оыли совмещены. При этом в плоскости выходной щели 5 спектры б и 7 также совмешаются.

Если зависимость интенсивности фона от длины волны л лпнейна

Ф = Ф, + Кх, где Фо — постоянный член линейной зависимости; К вЂ” угловой коэффициент, а исходный спектр разделен на два эквивалентных, то интенсивность Ф и Ф2 каждого из них описываются выражением г1 1,2 — (Фо + K4,2 ) °

Прп синусоидальном сканировании спектра относительно выходной щели монохроматора длины волн Х1 и л2 первого и второго спектров изменяются во времени следующим образом:

,: >. +Asia 1

>,, = ).p — A sin p>t, где ло — положения центров сканируемого интервала спектра;

Л и н — амплитуда и частота сканирования, соответственно;

i — время.

При этом суммарный световой поток Ф д от фона, подаваемый на фотоприемник будет равен

Ф1,2: 91 + ٠— (®о + К (О + л S111 p>t) I +

+ — (Ф, + K(i,Asinp>t))

2 и пропорциональный ему фототок не будет содержать периодической составляющей на

4 частоте сканирования спектра. Если же на интервале сканирования присутствует спектральная линия, то сигнал от нее модулируется с частотой сканирования и может быть зарегистрирован электронным измерительным устройством, настроенным на эту частоту.

Таким образом благодаря устранению модуляции фона вблизи линии его флуктуации

10 на частоте сканирования могут быть существенно снижены и тем самым повышены чувствительность и точность измерения интенсивности спектральной линии.

Формула изобретения

Способ измерения интенсивности линии в

20 оптическом спектре путем периодического сканирования спектра в окрестности линии относительно выходной шели монохроматора, преобразования оптического сигнала в фототок и измерения амплитуды фототока на ча25 стоте модуляции сигнала от линии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, исходный спектр разделяют иа два эквивалентных спектра и сканируют их синусоидально

З0 во времени в противоположных фазах с равными частотой и амплитудой, причем оба спектра совмешают в одном из крайних IIQложений

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зайдель A. E-E. Основы спектрального анализа, М., «Наука», 19б5, с. 309.

2. Славный В. А., Абрамсон И. С., Афа40 насьев EO. B. Метод регистрации слабых линий в присутствии интенсивного фона, КПС1 вып. 4, 1964, с. 310.

584194

Составитель А. Субочев

Тсхред И. Михайлова

Корректор Н. Федорова

Редактор И. Шубина

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 3185/1 Изд. № 150 Тираж 881

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретсннй и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5