Измерительное устройство атомно-абсорбционного спектрофотометра

 

Измерительное устройство атомноабсорбционного спектрофотометра содержит основные каналы 1,2, идентичные по своему выполнению, логарифматор 4, демодулятор 5, измерительное устройство 6 и устройство 7 управления . Для повышения . точности при наличии быстропеременной засветки и отношения сигнйл/шум устройство содержит дополнительно канал, содержащий усилитель 26 и повторитель 29, разделительный конденсатор 27 между усилителем и повторителем, ключ 28, позволякиций учитывать сигналы темновых промежутков до и после рабочих . и сравниваемых сигналов, тем самым уменьшая вклад дробовых (и других) шумов от сигналов темновых промежутков . 2 ил. 9т93У w to tsd 00 о СЛ f 4 М ключи II, и, 1, fS .««.i5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51У 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3714698/24-25 (22) 13.03.84 (46) 07.04.86. Бюл. N- 13 (72) Г.Г.Музыков (53) 535.5.(088,8) (56) Инструкция по эксплуатации спектрафотометра фирмы "Перкин-Эльмер", США, модель 503, 1963.

Там же, модель 603. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АТОМНО-АБСОРБЦИОННОГО СПЕКТРОФОТОМЕТРА (57) Измерительное устройство атомноабсорбционного спектрофотометра содержит основные каналы 1,2, идентичные по своему выполнению, логарифматор 4, демодулятор 5, измерительное устройство 6 и устройство 7 управления. Для повышения . точности при наличии быстропеременной засвет-. ки и отношения сигнал/шум устройство содержит дополнительно канал, содержащий усилитель 26 и повторитель 29, разделительный конденсатор 27 между усилителем и повторителем, ключ 28, позволяющий учитывать сигналы темновых промежутков до и после рабочих и сравниваемых сигналов, тем самым уменьшая вклад дробовых (и других) шумов от сигналов темновых промежутков. 2 ил.

12? 30

1

Изобретение относится к спектральному приборостроению и может найти применение в атомно-абсорбционных спектрофотометрах.

Целью изобретения является повышение соотношения сигнал-шум и повышение точности при наличии быетропеременных засветок.

На фиг. 1 показана схема измерительного устройства атомно-абсорбционного спектрофотометра; на фиг.2 — . сигналы от фотоэлектронного умножителя на входе измерительного устройства.

Измерительное устройство содержит два основных канала 1 и 2 обработки сигнала, дополнительный канал 3, ло-, гарифматор 4, демодулятор 5, измери- . тельный прибор 6 и устройство 7 управления. 20

Первый основной канал 1 содержит буферные усилители 8 и 9, разделительный конденсатор 10, ключ 11 для зарядки разделительного конденсато ра 10, ключ 12 для синхронного де- д тектирования, параллельно ключу 12 последовательно включенные инвертирующий усилитель 13 и ключ 14 для

-детектирования темновых промежутков, интегратор 15 и ключ 16 для вьдачи сигнала с интегратора 15 на логарифматор 4.

Второй основной канал 2 идентичен первому основному каналу 1 и содержит буферные усилители 17 и 18, разделительный конденсатор 19, ключ 20 для зарядки разделительного конденсатора 19, ключ 21 для синхронного детектирования, параллельно ключу 21 последовательно включенные инвертирующий усилитель 22 и ключ 23 для детектирования темновых промежутков, интегратор 24 и ключ 25 для вьдачи сигнала с интегратора 24 на логарифматор 4.

Дополнительный канал 3 содержит буферный усилитель 26, разделительный конденсатор 27, ключ 28 для зарядки разделительного конденсатора 27 и повторитель 29, Ключи 11 и 20 для зарядки разделительных конденсаторов 10 и 19 основных каналов 1 и 2 соединены с выходом повторителя .29 дополнительного канала 3.

Устройство 7 управления содержит набор оптронов, установленных на различных расстояниях от оси вращения модулятора и дополнительного дис51 2 ка с прорезями. Оптроны управляются прорезями в диске. При вращении модулятора каждый оптрон дает сигнал на открытие своего ключа или установку интегратора в нулевое состояние, когда соответствующая прорезь в диске проходит мимо соответствующего оптрона. Для упрощения конструкции ряд оптронов может быть заменен логической схемой, формирующей требуемые сигналы управления известным образом иэ сигналов оставшихся оптронов.

Сигнал (фиг. 2) от фотоэлектронного умножителя представляет последовательно чередующиеся сигналы темнового промежутка 30, рабочего сигнала 31, следующего темнового промежутка 32, сравнительного сигнала 33, темнового промежутка 34 и т.д. Сигнал от фотоэлектронного умножителя может содержать сигнал мешающей засветки 35 от атомизатора.

Измерительное устройство работает следующим образом.

Управление работой всех ключей осуществляется устройством 7 управления синхронно с работой осветительной системы атомно-абсорбционного

> спектрофотометра. Сигнал от фотоэлектронного умножителя усиливается буферными усилителями 8, 17 и 26, имеющими одинаковый коэффициент усиления, и поступает на разделительные конденсаторы 10, 19, 27.

Ключ 28 открыт во время темновых промежутков, в результате чего конденсатор 27 заряжается до уровня, близкого к сигналу мешающего излучения, так .что сигнал, проходящий через конденсатор 27, оказывается близким к нулевому потенциалу при темновых промежутках. Этот сигнал повторяется повторителем 29. Ключ 11 первого основного канала открывается во время сравнительного сигнала и обеспечивает зарядку конденсатора 10 до потенциала конденсатора 27 и тем самым. сигнал, проходящий через конденсатор 10, оказывается близким к нулевому потенциалу при темновых промежутках и свободным от искажений, вызванных работой ключа 11 за период от одного сравнительного сигнала до другого, так как ключ 11 за этот период не открывается, Сигнал проходит через буферный усилитель 9 и инвертирующий усилитель 13 и во время темнового промежутка через

1223051

35 открытый ключ 14 (ключ 12 закрыт) поступает на интегратор 15, который интегрируется за время темнового промежутка и запоминает полученный результат. 5

Во время рабочего сигнала ключ 12 открыт (ключ 14 закрыт) и интегратор 15 интегрирует сигнал за время рабочего сигнала, добавляя к запомненному результату и запоминает ре- 1О зультат. В следующий темновой промежуток ключ 14 открыт (ключ 12 закрыт) и интегратор 15 интегрирует поступающий сигнал за время темнового промежутка, добавляя его к запом- 15 ненному результату. Коэффициент усиления инвертирующего усилителя 13 при настройке устанавливается равным отношению времени рабочего сиг— нала к удвоенной длительности тем- 2б новых промежутков. Результат интегрирования интегратора I5 получается пропорциональным усредненному уровню рабочего сигнала, минус усредненный уровень темновых промежутков до и д после рабочего сигнала. С помощью ключа 16 результат интегрирования выдается на логарифматор 4, после чего перед следующим темновым промежутком по сигналу устройства управления 7 интегратор устанавливается в нулевое состояние.

Аналогично работает и второй основной канал 2. Ключ 20 открывается во время рабочего сигнала и обеспечивает зарядку конденсатора 19 до потенциала конденсатора 27 и тем самым сигнал, проходящий через конденсатор 19, оказывается близким к нулевому потенциалу при темновых промежутках и свободным от искажений, вызванных работой ключа 20 за период от одного рабочего сигнала до другого, так как за этот период ключ 20 не открывается.

Сигнал проходит через буферный усилитель 18 и инвертирующий усилитель 22 и во время темнового промежутка через открытый ключ 23 (ключ 21 закрыт) поступает на интегратор 24, 50 который интегрирует за время темнового промежутка и загоминает полученный результат.

Во время рабочего сигнала ключ 21 открыт (ключ 23 закрыт) и интегратор 24 интегрирует сигнал за время сравнительного сигнала, добавляя к запомненному результату, и запоминает результат. В следующий темновой промежуток ключ 23 открыт (ключ 21 закрыт) и интегратор 24 интегрирует сигнал за время темновогп промежутка, добавляя к запомненному результату. Коэффициент усиления инвертирующего усилителя 22 выбран равным отношению времени сравнительного сигнала к удвоенной длительности темновых промежутков. Результат интегрирования интегратора 24 получается пропорциональным усредненному уровню сравнительного сигнала минус усредненный уровень темновых промежутков до и после сравнительного сигнала. С помощью ключа 25 результат интегрирования выдается на логарифматор 4, после чего перед следующим темновым промежутком по сигналу устройства 7 управления интегратор 24 устанавливается в нулевое состояние.

В следующие циклы все процессы циклически повторяются.

Логарифматор 4 преобразует поступающие сигналы в логарифмическом масштабе, а демодулятор 5 выделяет сигнал разности логарифмов, который затем подается на измерительный прибор 6.

Предлагаемая схема измерительного устройства атомно-абсорбционного спектрофотометра позволяет учитывать сигналы темновых промежутков до и после рабочих и сравнительных сигналов, тем самым уменьшая вклад дробовых (и других) шумов от сигналов темновых промежутков. При быстром изменении уровня мешающей засветки учет двух темновых промежутков до и после рабочего (и до и после сравнительного) сигнала устраняет систематическую погрешность от скорости изменения мешающей засветки, улучшает точность при наличии быстропеременных засветок, Благодаря этому предлагаемое измерительное устройство атомно-абсорбционного спектрофотометра обладает улучшенным соотношением сигнал-шум в 1,5 раза и улучшенной точностью в 2-3 раза при наличии быстропеременных засветок.

Формула изобретения

Измерительное устройство атомноабсорбционного спектрофотометра, содержащее два основных канала обработки сигнала, каждый из которых содержит разделительный конденсатор между

122305 фиг 2

Составитель Е. Артамонова

Техред И.Гайдош Корректор.С.Шекмар

Редактор А.Ворович

Заказ 1702/43 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 каскадами усилителя, соединенный с ключом для подачи на него потенциала, ключ для синхронного детектирования, ключ для подачи сигналов с интеграторов каждого канала на логарифматор,. выход которого подключен к входу демодулятора, подключенного к измерительному прибору, и устройство управления, синхронизированное с осветительной системой и управляющие работой ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум и точности при наличии быстропеременной засветки, содержит дополнительный канал, включающий усилитель и повторитель, разделительный конденсатор между усилителем и повторителем, ключ для подачи потен5 циала в цепь разделительного конденсатора, а в каждый основной канал введены дополнительно параллельно ключу для синхронного детектирования

1Î поспедовательно включенные инвертирукзций усилитель и ключ для детектирования темновых промежутков, ключ в цепи разделительного конденсатора каждого основного канала соединен с выходом повторителя дополнительно15 го канала.