Спектральный прибор

Спектральный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ изоы етен ия

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 587343 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18,06.75 (21)2144897/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 01.78 Бюллетень №1

2 (51) M. 1(л.

Я 01 J 3/48

Гасударственный немнтет

Совета Мнннстраа СССР пе делам нэейретеннй н етнрытнй (53) УД1(535.853 (088.8) {45) Дата опубликования описания 11 01.78

О. B. Александров, С. Г. Быков, Н. И. Иванова, С. Б. Лозинская и В. Т. Нестеров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПЕКТРАЛЬНИЙ )ПРИБОР

Изобретение относится к спектральному приборостроению, мржет быть использовано например, в спектрофотометрах инфракрас ного диапазона.

Известны спектральные приборы, содер жащие диспергирующий элемент - дифракционную решетку, привод сканирования для его поворота, наборы сменных фильтров (интерференционных), приводы переключения фильтров каждого набора и приемно-регист Ip рирующее устройство 1 .

В большинстве известных приборов дан ного типа для предотвращения искажений в рез истрируемом спектре. фильтры меняют при остановке сканированйя, что замед- !5 ляет регистрацию всего спектра и услржняет автоматику прибора.

Наиболее близок ic предлагаемому спек тральный прибор, содержащий диспергирующий элемент, регулируемый привод сканиро р ванин, наборы сменных фильтров, приводы переключения фильтров и приемно-регистрирующее устройство. Его недостаток-погрешности регистрации спектра при переключении фильтров. 25

Цель изобретения устранение пргрешностей регистрации спектра во время переключения фильтров - достигается тем, что в известный спектральный прибор введены средства для регулировки скоростей переключения.

На чертеже представлена функциональная схема прибора.

Спектральный прибор содержит диспергь. рующнй элемент (днфракционную решетку)

1, регулируемый привод сканирования, т.е. привод диспергирующего элемента, в который входят, например, исполнительный шаговый двигатель 2, регулятор скорости развертки спектра 3, представляющий собой переключатель для выбора требуемой скоростипривода диспергирутощего элемента, генератор 4 управляющих импульсов и электронный коммутатор 5, коммутирующий ток в обмот ках шагового двигателя 2. В приборе имеются также оптические элементы, схематически изображенные в виде зеркал 6, формирующие оптический канал с заданными размерами поперечного сечения, и приемно-регистриру ющая система 7.

587343

Для устранения рассеянного света и ,высших порядков спектра в приборе устаыов» лены набор отражательных фильтров 8, закрепленный на поворотном держателе 9, и набор ынтерференциоыных фильтров 10, за» крепленный на поворотном держателе 11.

Поворотные держатели 9 и 11 отражательных и интерфереыцыонных фильтров имеют приводы 12 и 13 независимого перемещения, например поворота, каждого держа»- ю теля, которые содержат исполнительные двигатели, например, постоянного тока 14 и 15 и механизмы выключения 16. Механизмы выключения снабжены контактными группами (на чертеже ые изображены), >S каждая иэ которых соответствует одному фильтру 8, 10. Приводы 12 и 13 независимого поворота держателей фильтров отли чаются друг от друга, в основном, количест вом механизмов 1 6 выключения соответствуютдо ших фильтров в наборе.

Командное устройство 17, например на основе кулачков с мыкровыключателями, установленное в приборе, служит для вырабоч ки команд переключения фильтров в опреде» ленной последовательности Оно связано, например, кинематически жесткой связью с приводом поворота диспергируюшего элемента. Вход командного устройства соединен со средствами регулирования скорости независимого поворота держателей фильтров, представлиющими собой, например, регу. лятор lg, включенный между генератором

4 и командным устройством 17, в сочета» нии с преобразователями 19 ы 20, коэффициенты преобразования которых выбиракл в зависимости от необходимой скорости поворота держателей фильтров. Преобразователи 19, 20 подключены своими входами к выходу командыого устройства 17, а выхо- ® дами - к приводам независимого поворота держателей фильтров, Прибор содержит также устройство 21 замедления, которое снижает скорость раэ вертки спектра на полосах поглощении.

Работа спектрального прибора заключает ся в следующем.

Регулятор 3 устанавливают в положение требуемой скорости сканирования спектра.

Генератор 4 вырабатывает последовательностР импульсов, частота которых зависит от положения регулятора.

Последовательность импульсов генератора 4 преобразуется электронным коммута55 тором 5 в мыогофазную систему импульсов т управляющую шаговым двигателем 2 приво да поворота диспергирующего элемента.

Лоток излучения, формируемый оптическими элементами 6, пройдя через отражательные и ыытерфереыционыые фильтры, регистрирует»

cs приемно-регистрирующей системой 7, которая управляет также устройством 21 замедления скорости скаыирования, уменьшающим частоту импульсов генератора 4 при сканировании полос или линий в спектре поглощения исследуемого вещества.

Поскольку вал шагового двигатели 2 жестко связан с механизмом командного устройства 17, система кулачков этого устройства вырабатывает команды для вклю. чения двигателей 14 и 15 в заданных -.îч» ках спектра. При включении двигателя 14 или 15 начинается плавный поворрт соотнес ствующего держателя 9 или 11, т.е. смена фильтров в наборе 8 или 10 беэ остановки привода сканирования. Оптимальная с точки зрения точности регистрации спектра скорости поворота держателей 9, 11 должна быть такой, чтобы время Т переключения фильтров находилось в пределах-ь /Уэ Т >10/4 где - cKopocTb cKaaaposaHKQ) d4 - nettt рекрытие областей пропускания смежных фильтров, а.е. ширина спектрального интервала, в котором оба фильтра имеют достаточно высокое пропускание (например, не ниже О,Ь-О,8) f -частота коммутации оптических каналов в двухканальных прибо рах или прерывания потока в одноканаль

Поддержание времени переключения в оптимальных пределах при изменении скороо. ти сканирования обеспечивается связью ре гулятора 18 с генератором 4, задающим скорость сканировании. Зависимость скороо» ти переключения фильтров от перекрытия областей пропускания смежных фильтров, которая может быть неодинаковой для филь

pos разных наборов, реализована благода ря исаоиьвоыанию преобразователей 19, 20 с соответствующими . коэффициентами цреобра зованыя.

После установки фильтров в требуемое положение двигатели 14 и 15 отключаются механимами 16, снабженными контактными группами. Перекрытие оптического канала непроэрачыыми перемычками держателей

9, 11 во время переключения фильтров целесообразно сделать небольшим, В боль шинстве случаев желательно, чтобы ослаб ление потока излучения перемычками не превышало 30%.

При выполнении укаэанных условий фильтры переключаются практически беэ снижении очности регистрации спектра.

Плавное переключение -фильтров без ос» тановки привода сканирования позволяет обеспечить непрерывность регистрации спектральной информации и сократить тем самым общее время регистрации. o осо»

587343

Составитель М. Коотов

Редактор Федотов Техред А. Богдан Корректор С. Гарасиняк

Эакав 122/31 Тираж 831 Подписи ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бенно важно в приборах с широким спектраль ным диапазоном, использующих большое количество фильтров.

Формула изобретения

Спектральный прибор, содержащий днслергирующий элемент, регулируемый привод сканирования, наборы сменных фильтров, о приводы переключении фильтров и прнемнорегистрирующее устройство, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью устранения погрешностей регистрации спектра во время переключения фильтров, в него введены средства для регулировки скоростей переключения фильтров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США М 3322941, кл. 35B/100, 1874.

2, Спектрофотометр инфракрасный ИКС-24.

Техническое описание. Л., ЛОМО, 1870.