Высокочастотный радиоспектрометр

 

О П И С А Н И Е 2I3707

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фоюа Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от №

Кл. 21а4, 71

Заявлено 11.VI I I.1964 (№ 916873/26-9) с .присоединением заявки №

Приоритет

МПК G 01г

УДК 621.317.741(088.8) Комитет по делам изобретениИ и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.lll.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 22.V.1968

Автор изобретения

Иностранец

Николас Дж. Кун (США) Иностранная фирма

«Хьюлетт Пакард Компани» (США) Заявитель

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РАДИОСПЕКТРОМЕТР

Известны высокочастотные радиоспектрометры, содержащие в основном тракте прсхождения сигнала камеру поглощения, соединенную с источником высокочастотного сигнала и детектор, показывающий уровень энергии высокочастотного сигнала, проходящего через камеру поглощения.

Предложенный радиоспектрометр отличается

or известных тем, что в нем введены два дополнительных тракта прохождения сигнала.

Один из них включен между источником высокочастотного сигнала и детектором и содержит регулируемые аттенюатор и фазовращатель. Этот тракт предназначен для создания на детекторе суммарного сигнала, соответствующего оптимальному уровню энергии с минимальным шумом и максимальной чувствительностью, независимо от энергии в камере поглощения.

Другой тракт включен между источником высокочастотного сигнала и камерой поглощения и содержит регулируемые аттенюатор, фазовращатель и модулятор, управляемый тем же напряжением, что и камера поглощения.

Этот тракт предназначен для получения абсолютного указания коэффициентов поглощения рассматриваемого образца.

На чертеже приведена схема описываемого радиоспектрометра. Источник сигнала 1 на дсциметровых волнах соединен через аттенюатор 2 и ряд направленных ответвителей 8 — 5 с фазовращателем b и агтенюатором 7, составляющими один из трактов прохождения сигналов. Сигнал, исходящий от вспомогательного ответвителя 5, проходит через направленный ответвитель 8 и аттенюатор 9 в камеру поглощения 10. Сигналы, прошедшие через камеру поглощения 10 и аттенюатор 7, соеди10 няются в направленном ответвителе 11 и проходят на детектор 12 дециметровых волн.

Второй дополнительный тракт прохождения сигналов от вспомогательного ответвителя 8 через аттенюатор 18, модулятор 14, аттенюа15 тор 15 и фазовращатель 1б соединен со вспомогательным ответвителем 8.

При работе спектрометра образец жидкости, подлежащий исследованию, вводится в камеру поглощения 10 через устройство 17.

20 Уровень энергии дециметровых волн в камере 10 определяется аттенюаторами 2 и 9.

Камера Старка, имеющая электрод 18 для создания электростатического поля внутри образца жидкости, применяется в качестве камеры

25 поглощения тогда, когда требуются сведения, относящиеся к диполь моменту молекул в ооразце. Однако .вместо камеры Старка .можст быть применена также камера Зеемана, имеющая электромагнитную катушку для создания

30 в образце магнитного поля.

213707

25

Хотя для краткости в описании рассматривается только модуляционная камера Старка,. все жс оно относится также и к модуляционHbli)l камерам Зеемана.

Образец в камере 10 показывает резонансное повышение энергии поглощения при избранной частоте сигнала на дециметровых волнах из источника. Частота, при которой достигается пиковое поглощение, определяется мощностью электростатического поля, созданногo действием изменяющегося напряжения на электроде 18. Детектор 12 реагирует, таким образо;I, на изменения уровня энергии поглощения, происходящие на частоте измсняющегося напряжения возбудителя 19 камеры

Старка, Сигнал с детектора 12 поступает к настроенному вольтметру 20, который вызывает показание на измерителе 21, на графическом регистраторе 22, на осциллоскопе или других подобных приборах. Частотомер в настроенном .вольтметре 20 определяет модулирующую част)Tó и определяет частоту, на которую настp0=H вольтметр.

Для работы детектора 12 на оптимальном уровне энергии с минимальным шумом и максимальной чувствительностью независимо от энерГИИ В камере Старка 10 между ответви тел))ми 5 и 11 имеется другой тракт прохождения сигналов, параллельный тракту, в которо;l IIаходится камера тарка. Лттен)оатор г и фазовращатель б в этом дополнительном тракте отрсгулированы так, чтобы пропускать то л.с количество энерГип, что и кя меря Старка, но при противополо?кпом соотношении фаз.

Сложение обоих сигналов в oTBcTBителе 11 ссздает суммарный сигнал на уровне, выбранном для оптимальной работы детектора 12.

Это по "âîëÿåò регулировать энергию в камере

Старка 10 независимо от уровня энерги.и на детекторе 12. Если уровень энергии в камере

СТЯрКЯ !О Hit?ICe OIIT14413;IbHOI 0 j pOBHH дсгектора 12, энергия из камеры поглощения и энергия из дополнительного ответвления могут быть сложены надлс?кашей регулировкой фазовращатсля б.

После тдГО, кяк покязянис величины пОГЛОщения энсрг iH в камере Старка 10 снято с детектора 12 для подачи сигнала настроенного вольтметра 20 к модулятору. 14, включается коммутатор 23. Этот второй дополнительный тракт, включенный между ответвителями 8 и

8 и содержащий элементы И вЂ” 1б, подводит с )гнал к детектору 12.

Фязовр?)ща Гель 1б отрегулирован так, ITGбы получить максимальное показание на измерительном приборе 21 или регистрирующем приборе 22 и т. д., а затухание, вводимое аттепюаторами 18 и 15, регулируется так, чтобы получить на настроенном вольтметре 20 те

60 же показания, какие вызываются влиянием модуляций Старка в камере 10. Показания шкал аттенюаторов 18 и 15 дают величину коэффициента поглощения образца в камере Старка

10, независимую от свойств детектора 12, действующего на одном и том же уровне энергии во время каждого из этих измерений.

Второй дополните IbHbIH тракт может также действовать одновременно с модуляцией камеры Старка, а не после, как указывалось раньше. При этом способе работы амплитуда и фаза сигнала, проходящего по второму дополнительному тракту, отрегулированы так, чтобы упразднить влияние модуляции камеры

Старка и этим поддержать уровень энергии дециметровых волн, поступающих на детектор

12, постоянным. Показания шкал аттенюаторов И и 15 дают, таким образом, величину оэффициента поглощения образца в камере

Старка 10. Контрольный приемник энергии 24 указывает уровень энергии в параллельных ответвлениях, т. е. двойную энергию сигнала, II .)ñTóïBIoùóþ в камеру Старка 10.

Предмет изобретения

1. Высококачественный радиоспектрометр, содержащий в основном тракте прохождения сигнала камеру поглощения, соединенную с источником высокочастотного сигнала, прибор, создающий в образце, находящемся в камере поглощения, изменяющееся во времени электростатическое поле, и детектор, включенный для указания уровня энергии высокочастотного сигнала, проходящего через упомянутую камеру поглошения, Отличающийся тем, что, с целью устранения влияния параметров детектора при различных уровнях сигнала на точность измерений поглощения, между источником высокочастотного сигнала и упомянутым детектором включен дополнительный тракт прохо?кдсния сигнала, соединенный с основным трактом направленными ответвителями и содер?кащий переменные регулируемые аттенюатор и фазовращатель для создания

Оптимального уровня сигнала на детекторе.

2. Радиоспсктрометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения абсолютного указания коэффициентов поглощения рассматриваемого образца, между источником высокочастотного сигнала и камерой поглощения включен второй дополнительный тракт прохождения сигнала, содержащий модулятор, управляемый тем же напряжением, что и камера поглощения, а также переменные регулируемые аттенюатор и фазовращатель для выравнивания сигнала на выходе камеры поглощения и сигнала, проходящего по второму дополнительному тракту.

213707

Z1

Составитель А. Романов

Ретактор Ф. П. Хлебников Текред T. П. Курилко Корректоры: И. Л. Кириллова и С. Ф. Гоптаренко

Заказ 1040 14 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета го делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2