Способ регистрации спектральных линий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к спектроскопии. Целью изобретения является упрощение способа регистрани спектра и упрощение устройства , его реализующего, расширение исследуемого спектрасН)Пого диапазона. Изобретение позволяет регистрировать ма, :ые по а.мплитуде спектра 1ьные .пшии путем сипхронного накопления сигналов многократной развертки в исследуемом диапазоне частот или длин волн с привязкой, испо, 1ьзующей особенности выбранной внутри диапазона ренерной спектральной лппии. Это достигается определением экстремума выбранной линии при каждом однократном сканировании и суммировании с накоп.чением амплитуд спектра при многократном сканировании так, чтобы экстремальные значения выбранной ренерной линии каждого однократного сканирования совнадали. 2 с. н. ф-лы, 1 ил. € (Л со ьо оо 00 05 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1323866

А1 ип 4 С 01 J 3I 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4000388 31-25 (22) 11.11.85 (46) 15.07.87. Бюл. ¹ 26 (71) Институт теплофизики СО АН СССР (72) С. Н. Багаев, Ь. Д. Борисов, А. Ю. Гусев, A. С. Дычков и В. П. Чеботаев (53) 535.8 (088.8) (56) Багаев С. Н. и др. Лазерный спектрометр на 3.99 мкм с разрешающей способностью 10. Письма в ЖЭТФ, 1977, т. 3, вып. 5, с. 202.

Багаев С. H. и др. Исследование формы нелинейных разонансов при низких давлениях. — Письма в ЖЭТФ, 1979, т. 29, вып.9, с. 570 — 574. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к спектроскопии.

Целью изобретения является x IIp<>IIII. IIIIc способа регистрации спектра и упрощение усTройства, его реализуlolllcго, расширение исследуемого спектрального диапазона. Изобретение позволяет регистрировать малые по ам пл итуде спектра Ib Ilhlc ли нии путем си нхронного накопления сигналов многократной развертки в исследуемом диапазоне частот и1и д1ИH во1н с привязкои, исllo1ьзмloщей особенности выбранной внутри диапазона реперной спектральной линии. Это достигается определением экстремума выоранной линии при ка кдом однократном сканировании и суммировании с накоплением амплитуд спектра при многократном сканировании так, чтобы экстремальныс значения выбранной реперной линии каякдого однократного сканирования совпадали. 2 с. п, ф-лы, 1 ил.

1323866

Формула изобретения

Изобретение относится к спектроскопии различных диапазонов и может использоваться для спектрального анализа веществ и соединений при технологическом и экологическом контроле чистоты сред.

Целью изобретения является упрощение способа регистрации спектра и устройства, а также расширение исследуемого спектрального диапазона и повышение точности измерений.

На чертеже изображено устройство, с попомощью которого можно регистрировать спектральные линии.

Устройство состоит из блока 1 получения спектра, включающего перестраиваемый лазер 2 с элементом перестройки — пьезокерамикой 3, поглогцак>щую ячейку 4 с исследуемым веществом, детектор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блока 7 частотной привязки, состоящего из регистра 8 сдвига, амплитудного дискриминатора 9 и запоминающей ячейки-регистра 10, блока 11 регистрации спектра, состоящего из накапливающего сумматора 12, цифроаналогового преобразователя 13 и самописца 14, сканирующего устройства 15, состоящего из генератора 16 тактовых импульсов, счетчика 17 и цифро-аналогового преобразователя 18.

Способ осуществляется следующим образом.

Сканирующее устройство с помощью генератора !6 тактовых импульсов, счетчика

17 формирует на выходе ЦАП 18 пилообразное напряжение развертки, управляющее через пьезокерамику 3 перестройкой лазера 2 в выбранном диапазоне частот. Спектр поглощения исследуемой ячейки 4 выделяется в виде напряжения в фотоприемнике 5 и в АЦП 6 преобразуется в цифровую форму. Каждый импульс (такт) генератора 16 управляет кодированием одного числа в

АЦП, его записью в регистр 8 сдвига и сравнением в комбинационном сумматоре 9 этого текущего и предыдущего значений отсчета амплитуды спектра от АЦП 6. Если текущее значение больше предыдущего, сигнал с сумматора 9 стробирует запись в ячейкурегистр 10 номер (адрес) отсчета с максимальной в текущий такт амплитудой спектра. В результате однократной развертки в регистре 10 фиксируется адрес экстремального (в данном случае максимума) значения спектра однократного сканирования. По окончании развертки в сумматоре 9 происходит определение разницы (сдвига) между адресом экстремума и его требуемым положением по шкале, задаваемым числом Аэ в виде константы с пульта. Выбор значения

А зависит от задачи и может быть определен, например, в начале диапазона сканирования или в его середине. Величина и направление сдвига с выхода сумматора 9 управляет через сдвиговой регистр 8 суммированием амплитуд спектра каждого сканирования в накапливающем сумматоре 12. Результаты измерения после каждого сканирования или накопления могут выводиться через HAH 13 на двухкоординатный самописец 14, управляемый разверткой с выхода ЦАП 18.

Основные параметры реализованного спектрометра: длина волны излучения лазера 3,39 мкм, максимальное число частотных каналов 1024, диапазон перестройки частоты лазера Π— 100 МГц, скорость развертки диапазона 0,5 с.

Изобретение позволяет существенно упростить схему спектрометра за счет исключения внешнего, дополнительного репера, формирования его внутри сканируемого диапазона, используя экстремумы наиболее интенсивной линии либо друтие особенности линий сканируемого диапазона, что открывает возможность расширения исследуемого спектрального диапазона независимо от наличия подходящей дополнительной реперной линии. Кроме того, исключение измерительного тракта с разностной частотой перестраиваемого и стабильного лазеров также расширяет диапазон в конкретно реализуемой схеме по сравнению с известными.

1. Способ регистрации спектральных линий, основанный на многократном сканировании в исследуемом диапазоне частот или длин волн, привязке исследуемого диапазона спектра.к частотному реперу, измерении амплитуд спектра при каждом сканировании и накоплении их суммированием, отличаюи ийся тем, что, с целью упрощения способа регистрации спектра и расширения исследуемого спектрального диапазона, выбирают при каждом сканировании в пределах диапазона одну из линий спектра в качестве реперной, определяют ее экстремум и суммируют значения измеренных амплитуд спектра при многократном сканировании так, чтобы экстремальные значения выбранной реперной линии каждого однократного сканирования совпадали.

2. Устройство для регистрации спектральных линий, содержащее блок получения спектра, состоящий из последовательно расположенных перестраиваемого лазера с элементом перестройки поглошающей ячей-. ки, детектора, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, сканирующий блок, выполненный в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, счетчика, цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с элементом перестройки перестраиваемого лазера, блок частотной привязки, выход которого соединен с входом блока регистра1323866

Составитель Б. Широков

Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Заказ 2954 44 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ции спектра, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, расширения исследуемого спектрального диапазона и повышения точности измерений, блок частотной привязки имеет схему определения экстремума, которая содержит амплитудный дискриминатор, запоминающую ячейку и регистр сдвига, при этом один из входов амплитудного дискриминатора и вход регистра сдвига связаны с выходом блока получения спектра, другой вход соединен с выходом запоминающей ячейки, а входы запоминающей ячейки соединены с выходом амплитуд5 ного дискриминатора и выходом счетчика, выход регистра сдвига соединен с первым входом регистратора, а другой вход регистра сдвига — с выходом амплитудпого дискриминатора.