Способ спектроскопического анализа газовых смесей и спектрометр для его осуществления

Изобретение относится к исследованию и анализу газов с помощью электромагнитного излучения. Спектрометр состоит из последовательно размещенных источника микроволнового излучения, ячейки с исследуемым газом, приемной системы, включающей в себя детектор и блок обработки сигнала, и блока управления частотой источника излучения. К источнику микроволнового излучения добавлены выбранные источники излучения, работающие в других или в том же частотных диапазонах и генерирующие излучение с частотной или фазовой манипуляцией. Выбранные источники излучения установлены так, что излучение от всех источников сведено в один луч, а результат его воздействия на исследуемую газовую смесь принимает единая приемная система, обрабатывающая принимаемые сигналы различных частот и переходных процессов с учетом задержек, необходимых на время релаксаций сигналов переходных процессов. Технический результат заключается в повышении достоверности анализа газовой компоненты за счет измерения спектра поглощения газа в разных частотных диапазонах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к исследованию и анализу газов с помощью электромагнитного излучения и может быть использовано в молекулярной спектроскопии газовых и паровых сред.

Изобретение направлено на создание высокочувствительного и быстродействующего спектрометра, позволяющего одновременно измерять поглощение излучения на нескольких частотах.

Классический способ спектроскопического исследования в диапазоне частот от 1 ГГц до 30 ТГц и спектрометр для его осуществления описаны в патенте US 9360419 (МПК G01N 21/3581, 22/00, публикация 07.06.2016). Способ состоит в сравнении по определенной методике спектра исследуемого образца с рядом заданных известных спектров химических веществ. Они хранятся в базе данных устройства управления спектрометра. Спектрометр, помимо этих устройств, включает в себя источник электромагнитного излучения (лазер), детектор, делитель луча на две составляющие. Химические вещества, которые могут быть обнаружены таким спектроскопическим исследованием - это, например, наркотики, взрывчатые вещества, биологическое или химическое оружие. Недостатком способа и устройства аналога являются необходимость знания спектра химических веществ a priori, а также то, что может быть применен только для твердотельного образца и не подходит для исследования газов.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа спектроскопического исследования и спектрометра для его осуществления является способ микроволновой спектроскопии и спектрометр для его осуществления (RU 2084874, МПК G01N 22/00, публикация 20.07.1997).

Способ осуществляется путем воздействия на исследуемый образец (измерительную ячейку с газом) микроволновым излучением на частоте молекулярного резонанса, приема и детектирования выходного излучения. На образец воздействуют микроволновым излучением с периодической модуляцией частоты излучения источника. Спектрометр содержит последовательно размещенные источник излучения, измерительную ячейку с исследуемым газом, приемник излучения и систему обработки сигнала. Частота излучения источника стабилизируется специальной системой. Кроме того, частотой или фазой источника манипулируют таким образом, что их изменения разрушают наведенную макроскопическую поляризацию молекул газа при совпадении частоты излучения с резонансной.

Данные способ и устройство основаны на использовании когерентного спонтанного излучения (КСИ) молекул исследуемого газа, обусловленного распадом наведенной в газе поляризации, и могут быть использованы для молекулярной вращательной спектроскопии газовых и паровых сред, например, для контроля технологических процессов непосредственно в реакторах (in situ).

Недостатком ближайшего аналога является невозможность одновременной регистрации поглощения на нескольких частотах, т.к. используется монохроматический источник, и, следовательно, невозможность одновременного исследования более одной газовой компоненты в исследуемой газовой смеси.

Предлагаемый способ направлен на решение задачи одновременного измерения поглощения электромагнитного излучения различных частот исследуемой газовой смесью. Для решения поставленной задачи предлагается разделение сигналов частотной или фазовой манипуляции по времени и независимый прием КСИ, характерного только для частоты модулируемого излучения. Временные задержки фазовой или частотной манипуляции выбираются много меньшими характерных времен процессов в исследуемой газовой смеси, в результате чего можно считать измерения, проведенные для разных частот излучения, одновременными.

Задачей, на решение которой направлен предлагаемый прибор, является проведение измерений поглощения электромагнитного излучения газовой смесью на некотором наборе различных частот излучения. Эту задачу предлагается решать посредством использования нескольких источников излучения, контролируемых единой системой, которая может вносить частотную или фазовую манипуляцию в излучение источников в различные моменты времени. Такой подход позволяет использовать источники, излучающие в одном или нескольких частотных диапазонах, что расширяет аналитические возможности прибора.

Цель предлагаемого изобретения заключается в обеспечении измерений поглощения электромагнитного излучения газовой смесью одновременно на некотором наборе различных частот излучения (не менее двух частот) для обеспечения возможности одновременной регистрации и исследовании нескольких газовых компонент в исследуемой газовой смеси, для обеспечения возможности одновременного отслеживания динамики содержания нескольких газовых компонент в исследуемой газовой смеси, для повышения достоверности анализа газовой компоненты за счет измерения спектра поглощения газа в разных частотных диапазонах.

Поставленная цель достигается тем, что воздействие на исследуемую газовую смесь электромагнитным излучением производится на нескольких различных резонансных частотах (не менее двух частот) в диапазоне от десятков ГГц до десятков ТГц от одного либо нескольких источников.

Поставленная цель достигается также тем, что частотная или фазовая манипуляцию в излучении каждого источника разносится во времени таким образом, чтобы периодически возникающие после каждого такого воздействия на газ изменения в излучении, принимаемые одним широкополосным детектором, были также разделены во времени для последующей обработки независимо друг от друга.

Поставленная цель достигается также тем, что временные задержки фазовой или частотной манипуляции выбираются много меньшими характерных времен процессов в исследуемой газовой смеси, в результате чего можно считать измерения, проведенные для разных частот излучения, одновременными.

Поставленная цель достигается также тем, что к источнику излучения в диапазоне от десятков ГГц до десятков ТГц добавлены выбранные источники излучения, работающие в других или в том же частотных диапазонах и генерирующие излучение с частотной или фазовой манипуляцией, установленные так, что излучение от всех источников сведено в один луч, а результат его воздействия на исследуемую газовую смесь принимает единая приемная система, обрабатывающая принимаемые сигналы различных частот и переходных процессов с учетом задержек, необходимых на время релаксаций сигналов переходных процессов.

Предлагаемый прибор (см. фиг. 1) состоит из источников излучения 1, измерительного тракта с исследуемой газовой смесью 2, приемной части, состоящей из детектора 3 и блока обработки сигналов 4, и систем контроля частот источников 5. В качестве приемников широкополосного терагерцевого излучения в составе спектрометра могут быть использованы диоды с барьером Шоттки, быстродействующие сверхпроводящие приемники (на основе болометров на горячих электронах, на основе джозефсоновских туннельных структур типа «сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник» и др.), детекторы и смесители на основе полупроводниковых гетероструктур (сверхрешетки, устройства на квантовых точках и др.). В зависимости от диапазона работы прибора в спектрометре применимы различные источники излучения, такие как лампа обратной волны (ЛОВ), твердотельные полупроводниковые генераторы, сопряженные с умножителями частоты, квантово-каскадные лазеры ТГц и ИК диапазонов. Для создания спектрометра применим любой источник, который можно перестраивать в требуемом диапазоне и имеющий плавную перестройку тем или иным способом с достаточной скоростью. Скорость перестройки определяется полосой системы фазовой или частотной автоподстройки.

Прибор работает по следующему алгоритму:

1. Если излучение первого источника является резонансным, оно наводит в газе макроскопическую поляризацию. Затем, когда поляризация наведена, резко меняют частоту или фазу излучения источника. На приемник приходит смесь излучения источника и сигналов распада поляризации, если, разумеется, она была наведена в газе.

2. Такое же действие выполняется со следующим источником, при этом первый источник не используется. Поскольку второй источник генерирует излучение другой частоты, отклик на применение фазовой или частотной манипуляции, вообще говоря, возникает другой, нежели от воздействия первого источника.

3. Действия повторяют со всеми остальными источниками отдельно, не обязательно в одном и том же порядке каждый раз. Более того, предлагается производить несколько подряд идущих актов фазовой или частотной манипуляции, поскольку это позволит несколько уменьшить шумы в принимаемом сигнале.

Измерения с помощью этого спектрометра предлагается проводить следующим образом.

1. Определить частоты аналитических линий поглощения интересующих исследователя веществ.

2. Настроить на эти частоты источники излучения.

3. Последовательно и поочередно скачкообразно изменять фазу или частоту каждого источника, воздействовать излучением на измерительный тракт с исследуемой газовой смесью, регистрировать сигнал переходных процессов на приемнике. По окончании каждого измерения, убеждаться, что сигнал переходных процессов в газе от воздействия очередного источника завершился.

3.1. Применить частотную или фазовую манипуляцию к выбранному из набора источников излучения.

3.2. Принять на детектор сигнал, генерируемый в результате воздействия фазово- или частотно-манипулированного излучения на исследуемую газовую смесь, и обработать его в приемной части спектрометра.

3.3. Повторять действия, начиная с шага 3.1, при этом усредняя значения, полученные в результате обработки переходного сигнала с детектора в приемной части и цифровой системе управления и контроля спектрометра, до получения приемлемого уровня шумов или заданное количество раз.

3.4. Выбрать следующий источник излучения и повторить для него процедуру, начиная с шага 3.1.

4. Опционально изменить частоты источников.

5. Повторять действия, начиная с шага 3, до тех пор, пока не будет завершена последовательность необходимых для эксперимента измерений.

6. Результатом эксперимента являются последовательности значений поглощения газовой смесью излучения от набора источников, так что каждая последовательность является результатом воздействия излучения одного источника, и количества последовательностей и источников, таким образом, совпадают.

Предложенное техническое решение было испытано для одновременного изучения динамики концентраций двух компонент многокомпонентной газовой смеси при помощи субТГц спектрометра с двумя независимыми источниками излучения на основе ЛОВ диапазона 118-178 ГГц и едиными блоками приема блоком обработки сигналов (блок-схема изображена на фиг. 1). Источники излучения двухчастотного спектрометра работают в режиме фазовой манипуляции, частота фазовой манипуляции 250 или 500 кГц (в зависимости от настроек) в каждом канале, излучение от одного и второго синтезаторов подается в измерительную ячейку поочередно с разделением переключений фазы во времени, достаточном для затухания сигнала от переходных процессов в газе после воздействия предыдущего импульса.

В предложенной схеме реализованы два варианта двухчастотного спектрометра. В первом варианте оба источника излучения работают в диапазоне частот 118-178 ГГц. Во втором варианте в одном из каналов установлен утроитель частоты на диоде с барьером Шоттки, работающий в диапазоне 330-420 ГГц. Оба источника представляют собой два независимых синтезатора частоты. Синтезаторы построены по схеме фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) ЛОВ по сигналу опорного синтезатора частоты. Качественный спектр и перестройка частоты обеспечиваются опорными синтезаторами частоты, работающими в диапазоне частот 8-15 ГГц. Суммарный сигнал источников излучения с фазовой манипуляцией проходит через кварцевую ячейку длиной 1 м и поступает на широкополосный детектор. Детектор изготовлен на основе низкобарьерного диода Шоттки. Он обладает высокой чувствительностью 500-2500 В/Вт и широкой полосой принимаемых частот от 100 до 1200 ГГц. В спектрометре применено временное разделение сигналов от разных линий поглощения газов. Период регистрации сигналов для двух линий поглощения двух газов составляет 4 мкс. Одноплатный встроенный компьютер РСМ-3362 предназначен для управления блоками спектрометра и обработки результатов измерений, которые поступают по внутренней шине спектрометра из приемного блока через контроллер связи в спектрометр. Управление двухчастотным спектрометром, а также регистрация и обработка полученных результатов осуществляется с помощью разработанного авторами программного обеспечения.

В качестве примера применения предложенного спектрометра проведено одновременное исследование динамики содержания этанола и перекиси водорода на различных частотах в процессе химической реакции

с соотношением концентраций этанола к перекиси водорода 6:1. Динамика содержания этанола C2H5OH, измеренная спектрометром на частоте линии поглощения 409,932 ГГц, приведена на фиг. 2, а одновременно происходящая динамика содержания перекиси водорода H2O2, измеренная спектрометром на частоте линии поглощения 131,396 ГГц, приведена на фиг. 3.

Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении измерений поглощения электромагнитного излучения газовой смесью одновременно на некотором наборе различных частот излучения (не менее двух частот) для обеспечения возможности одновременной регистрации и исследовании нескольких газовых компонент в исследуемой газовой смеси, для обеспечения возможности одновременного отслеживания динамики содержания нескольких газовых компонент в исследуемой газовой смеси, для повышения достоверности анализа газовой компоненты за счет измерения спектра поглощения газа в разных частотных диапазонах.

1. Способ спектроскопического анализа газовых смесей, включающий в себя воздействие на исследуемую газовую смесь излучением на частоте молекулярного резонанса с частотной или фазовой манипуляцией, прием и детектирование излучения, а также аналого-цифровое преобразование, и регистрацию продетектированного сигнала для последующей обработки, отличающийся тем, что периодически и последовательно воздействуют на нескольких различных резонансных частотах (не менее двух) в диапазоне от десятков ГГц до десятков ТГц на компоненты газовой смеси.

2. Способ спектроскопического анализа газовых смесей по п. 1, отличающийся тем, что частотная или фазовая манипуляция в излучении одного/каждого источника разнесена во времени таким образом, чтобы периодически возникающие после каждого такого воздействия на газ изменения в излучении, принимаемые одним широкополосным детектором, были также разделены во времени для последующей обработки независимо друг от друга.

3. Способ спектроскопического анализа газовых смесей по п. 2, отличающийся тем, что временные задержки фазовой или частотной манипуляции выбираются много меньшими характерных времен процессов в исследуемой газовой смеси, в результате чего можно считать измерения, проведенные для разных частот излучения, одновременными.

4. Спектрометр, состоящий из последовательно размещенных источника микроволнового излучения, ячейки с исследуемым газом, приемной системы, включающей в себя детектор и блок обработки сигнала, и блока управления частотой источника излучения, отличающийся тем, что к источнику микроволнового излучения добавлены выбранные источники излучения, работающие в других или в том же частотных диапазонах и генерирующие излучение с частотной или фазовой манипуляцией, установленные так, что излучение от всех источников сведено в один луч, а результат его воздействия на исследуемую газовую смесь принимает единая приемная система, обрабатывающая принимаемые сигналы различных частот и переходных процессов с учетом задержек, необходимых на время релаксаций сигналов переходных процессов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам определения потенциалов ионизации и сродства к электрону органических молекул кислород- и азотсодержащих соединений. Целью изобретения является повышение точности методов определения ПИ и СЭ и его распространение на другие классы соединений, которые не относятся к ароматическим молекулам.

Изобретение относится к области экологического контроля и касается способа определения возможности применения спектрорадиометра для экологического мониторинга атмосферы.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам. Способ контроля шероховатости поверхности детали включает зондирование исследуемой поверхности потоком со струйной структурой, содержащим смесь химически взаимодействующих газов, визуализацию информативного параметра через контролируемую область поверхности по регистрируемому в оптическом диапазоне длин волн изображению яркостного контраста проекции зоны химического взаимодействия смеси газов.

Изобретение относится к акустике, в частности к микрофонам. Способ создания микрофона на основе селективного поглощения инфракрасного (ИК) излучения углекислым газом.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений. Способ определения концентрации паров нафталина в газовой смеси ароматических соединений заключается в том, что материал, содержащий флуорофор дибензоилметанат дифторида бора (DBMBF2) или его метил-, или метокси-, или диметил-, или диметокси- или метилметоксипроизводное, молекулы которого окружены цепями полидиметилсилоксана или алкильными группами, помещают в газовую смесь.

Изобретение относится к биологии, экологии, сельскому хозяйству, в частности к исследованиям биоматериалов и учету животных при изучении миграционной активности. Способ детекции системной родаминовой метки в мелких млекопитающих включает использование кормовых приманок с препаратом родамин B в количестве от 0,05 до 0,10 мас.% и выявление флуоресцирующей метки родамина B путем облучения мелких млекопитающих лучом портативного зеленого лазера с длиной волны 532±20 нм.

Изобретение относится к области спектроскопии и касается способа обнаружения элемента в образце. Способ осуществляется с помощью системы спектроскопии возбуждения лазерным пробоем (LIBS), включающей в себя первый лазер, второй лазер, спектрометр и детектор.

Изобретение относится к ядерной технологии, в частности к аналитическому обеспечению процесса переработки облученного ядерного топлива, и раскрывает способ совместного спектрофотометрического определения нептуния, америция и плутония.

Изобретение относится к области микробиологии, а именно к способам окраски и дифференцировки микроорганизмов. Предложен способ окраски и дифференцировки микроорганизмов, при котором в качестве основного красителя используют 4-дневную настойку плодов черноплодной рябины на 90% этиловом спирте с добавлением 2-2.5 г медного купороса на 40 мл раствора, для докрашивания применяют 1% раствор эозина, при этом бактериологические мазки, фиксированные над пламенем спиртовки, окрашивают новым красителем на основе экстракта плодов черноплодной рябины в течение 4,5-5 мин, смывают 2 раза 96% спиртом, наносят 96% спирт на 20 с, промывают водой и окрашивают 1% эозином в течение 1 мин, затем промывают водой и высушивают фильтровальной бумагой.

Изобретение относится к области медицины, а именно к эндокринологии и онкологии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики новообразований в щитовидной железе.

Изобретение относится к области измерительной техники. Анализатор состава природного газа содержит непрерывный лазер, фокусирующую линзу, газовую кювету с входным и боковым окном, фотообъектив, голографический фильтр, спектральный прибор, сопряженный с ПЗС-матрицей, и блок управления, взаимодействующий с ПЗС-матрицей. В кювете выполнено дополнительное окно, расположенное напротив окна для вывода рассеянного излучения, при этом на пути светового потока рассеянного излучения дополнительно установлены фотообъектив, голографический нотч-фильтр и второй спектральный прибор, сопряженный со своей ПЗС-матрицей. Один из спектральных приборов регистрирует излучение в диапазоне 200-2700 см-1, а второй – в диапазоне 3400-3800 см-1. Технический результат - повышение достоверности газоанализа. 3 ил.

Изобретение относится к области фотометрии жидких сред. Концентратомер жидких сред содержит источник излучения, кювету, фильтр низких частот, усилитель, интегратор, задающий генератор. В состав устройства введены фотопреобразующий усилитель, устройство задержки, устройство выделения сигнала, управляемый детектор, накопитель, пороговое устройство, стабилизатор температуры, подключенный к кювете, управляющий генератор и микроконтроллер. Детектор выполнен управляемым. Источник излучения через кювету оптически связан с фотопреобразующим усилителем, соединенным со входом устройства задержки, выход которого подключен к входу фильтра низких частот. Второй вход подключен к выходу задающего генератора. Выход фильтра низких частот к подключен к входу устройства выделения сигнала, выход которого соединен с входом усилителя. Второй вход соединен с входом управляющего генератора, первым входом управляемого детектора и первым входом накопителя, второй вход которого соединен с входом управляемого детектора. Выход соединен с входом порогового устройства, выход которого через микроконтроллер соединен с первым входом усилителя тока, выход которого соединен с источником излучения. Второй вход соединен с выходом интегратора, выход которого соединен со вторым входом фильтра низких частот. Второй вход микроконтроллера соединен с выходом задающего генератора, а его выход подключен ко входу индикаторного устройства. Технический результат - автоматизация концентратомера, обеспечение возможности исследования БЖДС и повышение точности и стабильности ее исследования. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.

Устройство для вариативной одноцветной спектроскопии «накачка-зондирование» в терагерцовом диапазоне содержит перестраиваемый по частоте источник монохроматического излучения, первую пропускающую дифракционную решетку и вторую пропускающую дифракционную решетку. Вторая решетка оптически параллельно связана с прерывателем светового потока и первым плоским зеркалом. Первое плоское зеркало связано с оптической линией задержки светового пучка, вторым плоским зеркалом, фокусирующим объективом, исследуемым образцом, открытой частью апертуры и детектором излучения. Прерыватель светового потока оптически связан с третьим и четвертым плоскими зеркалами, фокусирующим объективом, исследуемым образцом и закрытой частью апертуры. Технический результат заключается в сокращении продолжительности измерений, за счет исключения необходимости перенастройки элементов устройства, и расширении класса исследуемых веществ. 2 ил.

Изобретение относится к области оптико-физических измерений и касается способа неразрушающего контроля качества теплового контакта термоэлектрического модуля. Контроль осуществляется путем определения наличия/отсутствия воздушных полостей в его структуре методом спектроскопической эллипсометрии. Способ включает в себя измерение спектров эллипсометрических параметров Ψ и Δ по площади термоэлектрического модуля. Количество точек измерения равно или кратно количеству термоэлементов в модуле. Далее производят анализ измеренных данных на основе эллипсометрической модели, включающей в себя слои металлического контакта термоэлемента, воздушного зазора, керамического теплопровода, теплопроводные слои, толщины и оптические константы данных слоев, определяют толщины слоев теплопроводного слоя, включающего пасту, эмаль или герметик, и воздушного зазора. По величинам полученных значений толщин делают вывод о степени качества теплового контакта, характеризуемой наличием/отсутствием воздушных полостей в локальных областях между керамическим теплопроводом и спаями термоэлемента. Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля качества теплового контакта между керамическим теплопроводом и спаями термоэлектрической батареи. 4 ил., 1 табл.

Заявленное изобретение относится к научному приборостроению, а именно к приспособлениям для фиксации образцов при проведении исследований. Блок держателя образца, предназначенный для проведения комбинированных измерений с помощью рентгеноструктурного анализа в скользящем пучке и дополнительных физико-химических методов исследования, представляет собой металлический корпус, в котором установлен нагревательный элемент, закрепленный на керамическом экране, и снабженный съемной верхней крышкой, оборудованной окошком для обеспечения проведения УФ-облучения исследуемого образца, и гибкими подводами для соединения с электронным блоком устройства контроля температуры. Дополнительно на данном блоке держателя образца реализована возможность подключения системы продувки для создания атмосферы над образцом с определенными параметрами, такими как влажность, насыщенные пары растворителей с различной полярностью. Технический результат заключается в расширении возможности применения методов исследования структурных параметров материала и обеспечении надежной фиксации образца в необходимом положении. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области анализа материалов и касается оптического датчика для анализа жидкости. Датчик содержит расположенную в корпусе центральную секцию канала, по которому течет подлежащая анализу жидкость, и устройство спектрального анализа, содержащее источник инфракрасного излучения, испускающий сигнал, который принимается принимающим устройством после того, как проходит через анализируемую жидкость, несущую пластину, которая несет инфракрасный источник и принимающее устройство. Подлежащая анализу жидкость течет через замкнутый контур в центральной секции канала, образованного стенками в форме арки оптического компонента и выступом корпуса в оптическом компоненте. Между оптическим компонентом и корпусом зажата уплотнительная прокладка, препятствующая диффузию жидкости вовнутрь корпуса. Технический результат заключается в обеспечении возможности проведения непрерывного анализа жидкости без образования застойного кармана и скапливания осадков. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для измерения уровня гемоглобина у пациента (38). Медицинская система (10) содержит проекционную систему, систему получения изображения, модуль гемоглобина. Цветовая шкала (22) гемоглобина (HbCS) проецируется в поле зрения (FOV) (42) системы получения изображения. Шкала HbCS (22) содержит множество областей цвета крови. Причем каждой области цвета крови соответствует уровень гемоглобина и она окрашена, чтобы представлять цвет крови, соответствующий уровню гемоглобина. Изображение крови пациента (38) и проецированную шкалу HbCS получают, используя систему получения изображения. Группа изобретений обеспечивает возможность измерения уровня гемоглобина у пациента объективно, неинвазивно, без лабораторных условий за счет использования проекционной системы и проекции цветовой шкалы гемоглобина в поле зрения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к оптическому анализатору. Оптический анализатор содержит оптически интегрирующую полость, сформированную по меньшей мере одной светорассеивающей стенкой и адаптированную для помещения в нее образца твердого сельскохозяйственного продукта, состоящего из одного или более элементов образца, и источник оптического излучения, испускающий излучение в оптически интегрирующую полость. При этом по меньшей мере одна светорассеивающая стенка полости предназначена для преобразования испущенного излучения в рассеянное излучение, а образец способен преобразовывать рассеянное излучение в излучение, прошедшее спектральную фильтрацию. Причем оптический анализатор выполнен с возможностью обеспечения по существу однородной плотности фотонов в интегрирующей полости и с возможностью однородного освещения образца по существу со всех пространственных направлений. Анализатор также содержит спектральный датчик. Образец заключен в оптически интегрирующей полости, а спектральный датчик помещен на траектории излучения, прошедшего спектральную фильтрацию. Технический результат заключается в повышении точности измерений и надежности устройства. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к экологии, лимнологии, океанологии и может быть использовано в качестве устройства для проведения in situ исследований антропогенной загрязненности природных акваторий с морской и пресной водой. Флуориметр включает генератор опорных сигналов, выполненный с возможностью генерировать сигналы управления с произвольной частотой, длительностью и скважностью на светодиоды с разными длинами волн. Светодиоды оптически соединены с измерительной кюветой, турелью оптических фильтров и регистрирующим фотодетектором, сопряженным с полихроматором. Опорный и регистрирующие фотодетекторы выполнены многоканальными и электрически соединены с аналого-цифровым преобразователем, с которым также соединены установленные в кювете датчики температуры и солености. Технический результат - одновременное измерение множества биооптических параметров в исследуемом водоеме, получаемых в широком спектральном диапазоне от 200 нм до 800 нм, таких как флуоресценция фитопланктона, состояние фотосинтетического аппарата фитопланктона, флуоресценция РОВ (растворенное органическое вещество), флуоресценция пигментов фитопланктона, температура и соленость воды, что позволяет проводить "in situ" оперативное биотестирование акваторий и выявлять степень антропогенной загрязненности экосистемы. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к исследованию и анализу газов с помощью электромагнитного излучения. Спектрометр состоит из последовательно размещенных источника микроволнового излучения, ячейки с исследуемым газом, приемной системы, включающей в себя детектор и блок обработки сигнала, и блока управления частотой источника излучения. К источнику микроволнового излучения добавлены выбранные источники излучения, работающие в других или в том же частотных диапазонах и генерирующие излучение с частотной или фазовой манипуляцией. Выбранные источники излучения установлены так, что излучение от всех источников сведено в один луч, а результат его воздействия на исследуемую газовую смесь принимает единая приемная система, обрабатывающая принимаемые сигналы различных частот и переходных процессов с учетом задержек, необходимых на время релаксаций сигналов переходных процессов. Технический результат заключается в повышении достоверности анализа газовой компоненты за счет измерения спектра поглощения газа в разных частотных диапазонах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх