Устройство для спектрального анализа ультрафиолетового излучения

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля , 2 озонового слоя атмосферы, Сущность: устройство для спектрального анализа УФ-излучения имеет корпус в виде изогнутой трубы и установленный в месте изгиба диспергирующий элемент. За ним расположены объектив и мозаичный экран с полосами из люминофора, чувствительного к УФ-излучению, и окуляр. При использовании в качестве диспергирующего элемента фильтра используется одна трубка с экраном и окуляром . Полосы из люминофора могут быть градуированы в процентном содержании озона. С помощью прибора легко контролируют состояние озонового слоя атмосферы, 3 з.п,ф-лы, 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 J 3/42

К ПАТЕНТУ

ГосудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

{21) 4783399/25 (22) 02,02.90 (46) 07,08.92, Бюл. М 29 (76) В,В. Леушин, Е.И. Николаев и С.Д. Хотимский (56) Патент Японии М 62-11294, кл. G 01 J 3/02, 1987, Патент США М 3639062, кл. G 01 J 3/42, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО

АНАЛИЗА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля

Изобретение относится к измерительным приборам, конкретно к устройству для спектрального анализа ультрафиолетового излучения и может быть использовано для текущего контроля эа состоянием озонового слоя атмосферы, так как в настоящее время контроль за состоянием озонового слоя атмосферы практически не ведется, хотя это и является актуальной проблемой.

Известно устройство для индикации интенсивности солнечного освещения, содержащее корпус, в котором расположены несколько фотоэлектрических преобразователей с различной светочувствительностью по отношению к длинам волн спектра в диапазоне 2900-3200 А. К фотоэлектрическим преобразователям подключены индикато Ж« 1753960 А3 озонового слоя атмосферы, Сущность. устройство для спектрального анализа УФ-излучения имеет корпус в виде изогнутой трубы и установленный в месте изгиба диспергирующий элемент. За ним расположены обьектив и мозаичный экран с полосами из люминофора, чувствительного к УФ-излучению, и окуляр. При использовании в качестве диспергирующего элемента фильтра используется одна трубка с экраном и окуляром. Полосы из люминофора могут быть градуированы в процентном содержании озона. С помощью прибора легко контролируют состояние озонового слоя атмосферы, 3 з.п,ф-лы, 2 ил, ры, в качестве которых использованы светодиоды.

Недостатком данного устройства является то, что оно не определяет наличие озона в атмосфере, а также конструктивная и схемная сложность, в частности наличие фо- О топреобразователей с различной светочув- С3 ствительностью в широком диапазоне спектра излучения.

Известен также прибор для анализа потока полихроматического излучения, содержащий плоское окно — экран, через которое проходит исследуемое излучение. На окне нанесена система чередующихся зон в виде n0noc, обладающих различными характеристиками пропускания для анализируемого потока излучения. Схема для измерения из1753960 лучения содержит линзу, призму. два зеркала, приемник — анализатор.

Недостатком данного прибора является то, что он не позволяет осуществить такой спектральный анализ УФ-излучения, по которому можно определить наличие озона в атмосфере, а также сложность его конструктивной и аппаратурной реализации, Цель изобретения — создание простого устройства спектрального анализа УФ-излучения для обнаружения и контроля озона в атмосфере.

Поставленная цель достигается тем, что спектральный анализатор содержит Kîpïóñ в виде изогнутой цилиндрической трубы, одна часть трубы выполняет роль солнечной бленды, В месте изгиба трубы установлена призма. За ней расположены последовательно установленные кварцевый объектив, мозаичный экран и окуляр.

Предложенное устройство содержит корпус измерителя, который многофункционален, одна его часть выполняет роль бленды, а другая часть является несущей конструкцией для оптических элементов. В качестве анализатора диспергированного излучения применен мозаичный экран с горизонтальными полосами люминофора, При этом качественную оценку излучения проводят визуально путем наблюдения светящихся полос люминофора через встроенный окуляр, Таким образом, предложенное устройство просто по конструкции, удобно в эксплуатации, надежно в работе и обладает высокой разрешающей способностью, На фиг. I и з оoб6рpа ж еe н,о o у сcтTр о0йAс тTв оo, разрез; на фиг. " — мозаичный экран с чувствительнымии полосками люминофора.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1, выполненный в виде изогнутой трубы, причем два уголка этого корпуса расположены под углом один относительно другого, B месте изгиба корпуса установлена кварцевая призма 2, а за ней кварцевый объектив 3, а факальной плоскости которого находится мозаичный экран 4. Корпус 1 снабжен окуляром 5для наблюдения за изображением на экране. Угол изгиба корпуса и коэффициент преломления линзы для УФи синего излучения связаны между собой, то есть эти величины выбирают такими, чтобы преломленное призмой 2 излучение попадало на объектив и затем на мозаичный экран. Поскольку значительная часть излучения проходит через призму 2 без преломления, то целесообразно предусмотреть в стенке корпуса 1 отверстия, что снизит разогрев корпуса.

Мозаичный экран 4 (фиг. 2) образован подложкой, выполненной из белого матово10

15 го стекла, на которой нанесены в виде полос слои люминофора, светящегося в видимом свете под воздействием анализируемого излучения. Полосы из люминофора выполнены так, что светятся в излучении различных длин волн от 3800 А до 3000-2000 А, В нижней части экрана расположена чиста белая полоса, свободная от люминофора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, На участок неба, где требуется проверить состояние озонового слоя, наводится прибор. Вошедшее в спектроанализатор излучение на призме 2 разлагается в спектр.

Объективом 3 исследуемое излучение от видимых цветов спектра (синий, зеленый) и до далекого ультрафиолета, невидимого глазом, передается на мозаичный экран. Паразитное излучение неисследуемого спектра с целью предотвращения нагрева устройства, выводится из прибора наружу через отверстия 6, Контроль содержания озона осуществляе "ся путем визуального рассматривания экрана через окуляр 5 с нанесенными на него полосами люминофора, преобразующими ультрафиолетовое излучение в видимое. В случае необходимости устройство может быть предварительно калибровано и каждая полоса градуирована в

30 величинах процентного содержания озона.

Сущность контроля состоит в визуальном сравнении яркостей полос люминофора, светящегося под воздействием излучения в разныхдлинах волн, При отгут35 ствии вакуумного ультрафиолета, т.е, при нормальном содержании озона в атмосфере (озоновый слой в норме), свечения люминофора для длин волн меньше 3600 A не видно.

При уменьшении слоя озона яркость полос

40 люминофора увеличивается. Так как полосы люминофора расположены в порядке уменьшения длин волн, то порядковый номер светящейся полосы указывает на количество озона в атмосфере.

45 Предлагаемое устройство просто по конструкции, с его помощью можно легко проводить спектральный анализ атмосферы и контролировать состояние озонового слоя, 50 Формула изобретения

1, Устройство для спектрального анализа ультрафиолетового излучения, содержащее корпус в виде изогнутой трубы с диспергирующим элементов и расположен55 ный в нем чувствительный к ультрафиолетовомуу излучению элемент, о т л и ч а ю щ е е° с я тем, что, с целью упрощения конструкции для обнаружения и контроля озона, чувствительный элемент выполнен в виде мозаичного экрана с полосами люминофора, 1753960 чувствительного к ультрафиолетовому излучению, и снабжено окуляром для рассматривания полос этого экрана, Составитель В.Мушин

Редактор С.Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е,Папп

Заказ 2778 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Устройство по и. 1, от л ич а ю ще ес я тем, что. с целью стабилизации точности, в стенке корпуса иа участке между призмой и мозаичным экраном выполнены отверстия. 10

3. Устройство по и. 1, о тл ич а ю ще ес я тем, что мозаичный экран выполнен в виде подложки из белого матового стекла, на которой нанесены полосы люминофора с люминесценцией в различных длинах волн от 3600 до 3000-2000 А.

4, Устройство поп.3, отл ича ю щеес я тем, что полосы градуированы в величинах содержания озона.