Микроволновый спектрометр
Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано в молекулярной спектроскопии газов и паровых сред, а также при химическом анализе особо чистых в-в. Цель изобретения - повышение чувствительности. Микроволновый спектрометр содержит соосно установленные источник 1 излучения, ячейку 2 с исследуемым газом и смеситель 3, синтезатор 4 частоты миллиметрового диапазона, у-ли 5 и 8 промежуточной частоты, регистратор 7, частотные детекторы 9 и 10, сумматор 11, вычитатель 12, блок 13 управления, частотный модулятор 14. Для достижения цели введены фазовый детектор (ФД) 6, смеситель 15 и фазовращатель 16. На второй вход ФД 6 через фазовращатель 16 поступает сигнал суммарной частоты с выхода смесителя 15. Т.к. на первый вход ФД 6 поступает информационный сигнал, а на второй вход когерентный ему опорный сигнал, причем второй вход сбалансирован таким образом, что не реагирует на амплитудные флюктуации опорного сигнала, то на выходе ФД 6 имеется продетектированный информационный сигнал, поступающий в регистратор 7. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU 1515099
А2 (5l)4 G 01 N 22 00
3ИИВЗНИ fkI zf1Th3 ) 1,:, ",.Ы И1
g гОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
C ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГХНТ СССР
1 1 (61) 1231446 (21) 43461 96/24-09 (22) 21 .1 2.87 (46) 15.10.89. Вюл. № 38 (71) Институт прикладной физики
АН СССР (72) Л.И.Герштейн и С.И.IIриползин (53) 621.317 ° 335.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1231446, кл. G 01 N 22/00, 1986. (54) МИКРОВОЛНОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и м.б. использовано в молекулярной спектроскопии газов и паровых сред, а также при химическом анализе особо чистых в-в. Цель изобретения — повышение чувствительности.
Микроволновой спектрометр содержит соосно установленные источник 1 излучения, ячейку 2 с исследуемым газом и
7 смеситель 3, синтезатор 4 частоты миллиметрового диапазона, у-ли 5 и 8 промежуточной частоты, регистратор 7, частотные детекторы 9 и 10, сумматор
ll, вычитатель 12, блок 13 управления, частотный модулятор 14. Для достижения цели введены фазовый детектор (ФД) 6, смеситель 15 и фазоврашатель !6. На второй вход ФД 6 через фазовращатель 16 поступает сигнал суммарной частоты с выхода смесителя 15. Т.к. на первый вход ФД 6 поступает информационный сигнал, а на второй вход — когерентный ему опорный сигнал, причем второй вход сбалансирован т.обр., что не реагирует на амплитудные флуктуации опорного сигнала, то на выходе ФД 6 имеется продетектированный информационный сигнал, поступающий в регистратор 7. 1 ил.
3 1515099
Изобретение относится к sext»tme измерений на СВЧ и может быть использовано в молекулярной спектроскопии газов и паровых сред, а также при хг»ь»»»песком анализе особо чис5 тых веществ.
Целью изобретения является ловышег»ие чувствительности.
На чертеже приведена злектричесf0 кая структурная схема микроволнового спектрометра.
Мг»кроволновьп» спектрометр содержит соосно установленные источник 1 излучения, ячейку 2 с исследуемым газом н смеситель 3, синтезатор 4 частоты миллиметрового диапазона, первый усилитель 5 промежуточной частоты, фазовый детектор 6, регистратор 7, второй усилитель 8 проме- 2р жуточной частоты, первьп» и второй частотные детекторы (ЧД) 9 и 10, сумматор 11, вычитатель 12, блок 13 управления, частотный модулятор 14, дополнительный смеситель 15 и фазо- 25 вращатель 16.
Микроволновый спектрометр работает следующим образом.
Пусть в первый момент времени источник 1 излучения работает в режи- 30 ме поляризации газа. Сигнал частотой
Ft поступает в ячейку 2 с исследуемым газом. Прн совпадении частоты Г, с частотой линии поглоцения вследствие резонансного взаимодействия пэлуче35 ния с газом в нем возникает волна поляризации, вызывающая когерентпое
cttot»xattttoe излучение (КСИ). В следующий момент времени частотный ггодулятор 14 переключает частоту иэлуче- 4 ния источника 1 »ted Г, и на смеситель 3 поступают КСИ из ячейки 2 с частотой Г,, излучение источника 1 с частотой F работающего теперь в режиме гетеродина, и излучение
45 синтезатора 4 с частотой Г, Па выходе смесителя 3 присутствуют КоМбинации этих частот. Выходной сигнал чистотой Г, — Р <, несущий информацию о линии поглощеьпгя газа, усиливается в усилителе 5, настроенном на зту частоту, и поступает на первый вход. фазового детектора 6. Поочередно возникающие на выходе смесителя 3
4 сиггьалы с частотами Г,- Р и Р— Fy усиливаются в усилителе 8 и поступает па входы ЧД 9 и 10, настроенных на частоты F Fс и à — Ft. соответственно. Выходные сигналы ЧД 9 и 10 поступают на входы сумматора 11 и вычитателя 12. На выходе сумматора
11 сигнал несет информацию о нестабильности частоты источника 1 излучения при его работе в двух режимах, который поступает на первый вход источника 1 излучения для управления его частотой. На выходе вычитателя
12 сигнал несет информацию о нестабильности девиации частоты источника 1, который поступает на блок 13 управления. Этот блок управляет амплитудой г еацдра, поступающег з с частотного модулятора 14 на второй вход источника l излучения для изме" пения деч»»ации частоты. С выхода частотных детекторов 9 и 10 сигналы с частотами F,— I и 1 - Р поступают также на входы дополнительного смесителя 15. На выходе смесителя 15 появляется сигнал суммарной частоты
Ft Р, который через фаэовращатель 16 $ поступает на второ»» вход фазового детектор» 6. Так как на первый вход
ФД 6 поступает »»нфорыаиионный сигнал, а на второй вход — когерентный ему опорный сигнал, причем второй вход сбалансирован так, что не реагируетна амплитудные флуктуации опорного сигнала, то на выходе фазового детектора б имеется продетектированный информационньп» сигнал, поступающийг в регистратор 7.
Фîpмула изобретения
Микроволновый спектрометр по авт. св. У 1231446, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыщения чувствительности, введены последовательно соединенные дополнительньпt смеситель, первьпt вход которого соединен с выходом первого частотного детектора, а второй - с выходом второго частотного детектора, фазовращатель и фазовый детектор,- причем выход первого усилителя промежуточной частоты соединен с регистратором через фазовый детектор.
