Фотоэлектрический спектроанализатор
Патент 840678
Авторы
Фотоэлектрический спектроанализатор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву М 54109 3 (22) Заявлено 170778 (21) 2646489/18-25 1- 1) М
3 с присоединением заявки ¹â€”
G 01 J 3/02
G 03 М 21/27
Госуларственный комитет
СССР но аелам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 230681 Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 23f) 681 (53) УДК 535.243. .25(088.8) (72) Авторы изобретения
И.М.Борисов и Н.П.Борисова (7 1 ) Заявитель «УнаРс кий гоРно-мет аллУРгический инститУт Ми нис еРс ва высшего и среднего специального образования украинской CCp - ---- (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР
Изобретение относится к фотоэлектрическому анализу, в частности к опти-. ческим спектроанализатор-:м.
Известны 1 и.устройства для спектрального анализа j11.
tIo основному авт.св. 9 541093 известен электрический спектроанализатор, содержащий фотоприемники, соединенные через усилители, и ключи с синхронными детекторами и регистрирующим устройством, генератор и блок угравления (21.
Недостаток устройства — низкая точность измерений.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Эта цель достигается тем, что в известный фотоэлектрический спектроанализатор введены цифроаналоговые преобразователи, пересчетные устройст ва, импульсные ключи и генератор, причем выход первого ключа соединент кроме первого входа первого нуль-органа, со входом первого цифроаналого- 2 вого преобразователя, выход которого соединен со вторым входом гервого. нуль-органа, выход второго ключа соединен со входом второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены на входы второго нуль-органа, а генератор импульсов подключен через первый импульсный ключ и первое пересчетное устройство к первому и второму цифроаналоговому преобразователю и через второй импульсный ключ и второе пересчетное устройство — к третьему цифроаналоговому преобразователю и регистрирующему устройству, а выходы первого и второго нуль-органов подключены соответственно к первому и второму импульсным ключам.
На чертеже изображена схема фотоэлектрического спектроанализатора.
Схема содержит оптическую систему
1, в которой установлен контрольный источник 2 света, фотоприемник 3, регистрирующий .основной поток, и фотоприемник 4, регистрирующий потой сравнения. Выход фотопрйемника 3 через первый усилитель 5 подключен на вход первого ключа 6, а выход фотоприемника 4 через второй усилитель 7 подключен на вход второго ключа 8. Один выход первого ключа 6 подключен к цифроаналоговому преобразователю 9, второй гыход этого ключа соединен с первым входом первого нуль-органа 10, второй вход которого соединен с выходом цифроаналого840678 вого преобразователя 9. Один выход второго ключа 8 соединен со вторым цифроаналоговым преобразователем
11. Второй выход второго ключа 8 соединен с третьим цифроаналоговым преобразователем 12, а выходы второго цифроаналогового преобразователя 11 и третьего цифроаналогового преобразователя 12 подключены соответственно на первый и второй входы второго нуль-органа 13.
Генератор 14 импульсов через импульсный ключ 15 подключен к пересчетному устройству 16 и через второй импульсный ключ 17 — к пересчетному устройству 18. Выход пересчетного устройства 16 подключен к первому цифроаналоговому преобразова телю 9 и второму цифроаналоговому преобразователю 11, а выход пересчетного устройства 18 подключен к третьему цифроаналоговому преобразователю 12 и индикатору 19. Управление генератором 20 возбуждения спектра пробы 21 осуществляется синхронизатором 22.
Работа устройства поясняется на примере определения концентрации элемента в пробе при эмиссионном спектральном анализе. В этом случае в промежутки между цугами искры или дуги вводятся световые импульсы и производится в дальнейшем временное разделение электрических сигналов.
Спектры пробы анализируемого образца 21 возбуждаются генера-. тором 20, работой которого управляет синхронизатор 22. Из излучения анализируемого образца в оптической системе 1 выделяется аналитическая линия, световой поток которой воспринимается фотоприемником 3., и линия сравнения, световой поток которой направлен на фотоприемник 4. Сигналы 0„ фотоприемника 3, пропорциональные аналитической линии, усиливаются усилителем 5, выделяются линей- ным ключом 6 и направляются на первый вход первого нуль-органа 10
Сигналы U, пропорциональные аналитической линии, с фотоприемника 4 усиливаются усилителем 7, выделяются ключом 8 и поступают на третий цифроаналоговый преобразователь 12.
B промежутки между цугами искры (дуги) синхронизатором 22 по-. даются сигналы на контрольный источник 2 света, Излучение этого источника подается на те же фотоприемники, что и сигналы основного источника. Сигналы U контрольного источника света прошедшие через фотоприемник 3, усилитель 5, выделенные синхронным детектором 6, направляются на первый цифроаналоговый преобразователь 9. Сигналы
U4 контрольного источника света, прошедшие через фотоприемник 4, усилитель 7, выделенные синхронным детектором 8, направляются на второй цифроаналоговый преобразователь 11.
Напряжение 0З с выхода цифроаналогового преобразователя 9, поступающее на второй вход нульоргана 10, сравнивается с напряжением - U поступающим на первый, -I I вход нуль-органа 10. Напряжение 0 =U>-04 с выхода нуль-органа 10
I ( управляет прохождением импульсов с генератора 14 через ключ 15 в пересчетное устройство 16. В зависимости от знака разности AU увеличивается либо уменьшается число импульсов в накопителе пересчетного устройства 16, а, следовательно, увеличивается или уменьшается напряжение на выходе циф20 роаналогового преобразователя 9, работой которого управляет пересчетное устройство 16. Напряжение на выходе преобразователя устанавливается таким>чтобы разность О„ была близка к, нулю, т.е. наступило равенство
UI--U . Одновременно с изменением напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9 изменяется напряжение .0 4 на выходе цифроаналогового преобразователя 11., работой которого также управляет пересчетное устройство 16.
Напряжение 0, поступающие с выхода
I цифроаналогового преобразователя 11 на второй вход нуль-органа 13, сравI нивается с напряжением U g поступающим с выхода цифроаналогового преобразователя 12 на первый вход нульоргана 13. Напряжение д 0 в = 04-U с
I выхода нуль-органа 1 3 управляет про40 хождением импульсов с генератора 14 через ключ 17 в пересчетное устройство 18. В зависимости от знака разности а 0 число импульсов в накопителе пересчетного устройства 18 либо увеличивается, либо уменьшается, соответственно увеличивается или уменьшается напряжение на выходе цифроана.логового,преобразователя 12, работой которого управляет пересчетное устройство 18. Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя устанав. ливается таким, чтобы разность AU@ была близка к нулю, т.е. чтобы насту(l пило равенство U =0 . Одновременно
1 с изменением напряжения 0 на выходе цифроаналогового преобразователя 12 пропорционально изменяется сигнал, поступающий на индикатор 19.
Напряжение на выходе цифроаналоговых преобразователей пропорционально числу импульсов, зафиксированных в накопителях пересчетных устройств, управляющих работой соответствующих цифроаналоговых преобразователей, Поэтому на выходе цифроаналоговых
840678 преобразователей 9, 11, 12 получают.ся сигналы соответственно
U = — п
U з
U = — n (4 (1)
4 "о
0д
0 = — и 1д 2
40 где и . — максимальное число ступе0 ней цифроаналогового преобразователя; t0
n — число импульсов, зафиксированных в накопителе пе- ресчетного устройства 16;
n — число импульсов, зафиксированных в накопителе
-.пересчетного устройства 18.
Так как в момент определения результата измерения 0 =0„ и О =U,(1 то — g„U п4 (2) 20 а — nU4 О по (3) следовательно, учитывая (2), из (3) можно записать
n = — 1 — n (4)
2. 02 ОЪ 0
Как видно иэ уравнения (4), величи на U, характеризующая результат измерений, поступающая на индикатор
19, определяется только величиной светового потока, характеризующего кон .центрацию анализируемого элемента в пробе и не зависит от колебаний интенсивностей основного и контрольного источников света, от колебаний чувствительности фотоприемников и колеба ний коэффициентов усиления усилителей.
В фотоэлектрическом спектоанализаторе не требуется регулирование коэффициентов усиления усилителей, что позволяет повысить точность измерений. Спектроанализатор обеспечивает возможность применения импульсных и цифровых элементов вместо аналоговых, что также повышает точность измерений и обеспечивает возможность вывода информации в цифровом виде, а также его простое согласование с вычислительными машинами, предназначенными для управления технологическими процессами.
Формула изобретения
Фотоэлектрический спектроаналиэатор по авт,св. Р 541093, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены цифроаналоговые преобразователи, пересчетные устройства, импульсные ключи и генератор, причем выход первого ключа соединен с первым входом первого нуль-органа и,входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен со вторым входом первого нульоргана, выход второго ключа соединен со входом второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены на входы второго нуль-органа, а генератор импульсов подключен через первый импульсный ключ и первое пересчетное устройство к первому и второму цифроаналоговому преобразователю и через второй импульсный ключ и второе пересчетное устройство к третьему преобразователю и регистрирующему устройству, а выходы первого и второго нуль-органов подключены соответственно к первому и второму импульсным ключа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США 9 3640625,кл.356-27, 1972.
2.: Авторское свидетельство СССР
9 541093, кл, G 01 J 3/00.
840678
Составитель A.Cìèðíîâ
Техред T.Ìàòo÷êà Корректор Г.Решетник
Редактор М.Ликович филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4
Заказ 4748/61 Тираж 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5