Оптический спектрометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И, „,5„, ИЗОБРЕТЕНИЯ

„,>767560

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190578 (21) 2618260/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 300980. Бюллетень ¹ 36 (51)М К 3

G 01 J 3/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК535.8 (088. 8) Дата опубликования описания 051080 (72) Авторы изобретения

Ю. И. Смолин и Л. П. Козлов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной проьышленности (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ CIIEKTPONETP

15 Спектрометр содержит источник 1, содержащий анализируемую эмиссионную линию на фоне оптической помехи, конденсорную линзу 2 осветительной системы, формирующей параллельный пу20 чок, входную диафрагму 3 и, интерференционный светофильтр 4, состоящий из двух полукруглых зон 5 и б с общей границей 7. Зона 5 имеет полукруглый непрозрачный участок 8 вблизи центра

25 фильтра, а зона б — непрозрачный участок 9 в форме полукольца на периферии фильтра. Фильтр установлен с воэможностью вращения его вокруг оси

10 с помощью привода 11. Ось 10 па30 раллельна оптической оси 12 спектро1

Изобретение относится к фильтровым спектральным приборам для измерения интенсивности эмиссионных линий на фоне помехи, создаваемой сплошным спектром.

Известны пламенные фотоэлектрические фотометры 115, (2), в которых используются интерференционные светофильтры, фотоэлемент или фотоумножитель и регистратор.

Наиболее близким техническим решением является оптический фотометр, содержащий входную диафрагму, фильтр для выделения спектрального диапазона, модулятор светового потока, фотоэлектрический преобразователь и регистратор (2).

К недостаткам его можно отнести невозможность учета и устранения влияния постоянной составляющей оптической помехи.

Целью изобретения является устра- нение влияния постоянной составляющей оптической помехи.

Эта цель достигается применением вращающегося светофильтра, выполненного в виде двух граничащих между собой зон с совпадающими по длинам волн максимумами аппаратных функций, но различными их полуширинами. Про-2 зрачности зон выбираются такими, чтобы световые потоки, выделяемые на фотопреобразователь нз равномерного спектра каждой зоной, были одинаковы, 5 Ось вращения фильтра пересекает границу зон, имеющих регулируемые прозрачности, и располагается параллельно оптической оси спектрометра за пределами входной диафрагмы.

10 На фиг. 1 изображен один иэ вариантов предлагаемого спектрометра; на фиг. 2 — спектральные характеристики пропускания зон фильтра.

76

7560

»:»- ° ..-+ метра и допускает параллельное перемещение в вертикальной плоскости, вследствие чего проекция 13 диафрагмы 3, образованная параллельным световым пучком на плоскости фильтра 4, может занимать -тО или иное положение относительно центра фильтра. Прошед- ший через фильтр 4 свет фокусируется линзой 14 на выходе фотопреобраэователя 15. Электрический эквивалент оп тиче*с»кого сигнала, формируемого при вращении фильтра 4, поступает на регистратор 16. характеристики спектрального-прбпускания (аппаратные функции) зон 5 и б показаны соответственно кривыми

17 и 18. Кривая пропускания эоны 5

- выбирается с более высоким .и острым максимумом в отличие от аналогичной кривой для зоны 6. Аппаратная функция зоны 5 имеет более высоксе пико = вое зн ачейие и меньшую полуширину, нежели аппаратная функция зоны б.

При этом характеристики спектрального пропускания зон подобраны так, что для равйомерного спектра их общие пропускания (просуммированные по всем длинам волн) одинаковы.

Работа устройства показана на примере узкой линии излучения, находя.) щейся на фоне оптической помехи со сплошным равномерным спектром. Полуширина анализируемой линии предполагается много меньше полуширины более узкого аппаратного контура рассматриваемых зон (зоны 5).

Свет от источника, поступающий на фотопреобразователь, будет поочеред -но проходить через эоны 5 и б фильтра

4. Поскольку суммарные пропускания для-"сплошного равномерного спектра заранее выбраны для обеих зои одинаковыми, модуляции излучения фона здесь не произойдет, несмотря на то, - "что среднее значение пропускаемого

" спектрального интервала и пиковое значение формируемого периодического сигнала будут при этом изменяться.

Модуляция фона не произойдет, так как увеличение интервала спектрального пропускания для эоны б по сравнению с зоной 5 будет компенсировано соответствующим снижением интенсивности пропускаемого излучения вблизи максимума. В дайном случае модуляция

Жо»йа от»су»тствует йри любом чйсленном эначенйи его интенсивности. Эмиссион1 ная линия, присутствующая на фоне спектра помехи, даст периодический разностный сигнал. Модуляция излу чения лйнии будет обусловлена тем, -что за счет ее малой ширины интенсивность поступающего на фотопреобраэо» »»» еляться ватель излучения будет опред не общей прозрачностью эон, а проэрач ностями зон вблизи максимумов их аппаратных функций. Световой поток от ,линии, прошедшей через зону 5, будет больше, чем поток че зону б. ПериПеремещают ось 10 вращения фильтра

4 вниз. При вращении фильтра проекция

13 диафрагмы 3 будет частично экранирована непрозрачным участком 8, т. е. прозрачность эоны 5 уменьшится, а в пределах эоны б Проекция 13 не будет экранирована и прозрачность зоны б

Сохранит первоначальное значение. Выбором определенного смещения оси 10 добиваются равенства световых потоков, проходящих через обе зоны фильтра 4. для каждого спектра выбор этого смещения индивидуален. Модуляция излучения фона при вращении фильтра 4 будет отсутствовать. Если .в спектре излучения источника присутствует анализируемая линия, то ее излучение будет модулировано за счет разности пиковых пропусканий зон.

После компенсации фона калибровку

40 прибора производят обычным порядком с использованием серии эталЬнных источников»

Предлагаемое устройство обеспечивает более высокую чувствительность и

45 точность спектральных измерений при наличии опТической помехи с произвольным спектром, 50

55 целью устранении влияния постоянной составляющей оптической помехи, фильтр выйолнен в виде двух граничащих между собой эои и установлен с возможностью, 0--вращения вокруг оси, пересекающей границу зон и смещенной параллельно . оптической оси спектрометра за пределы входной диафрагмы, при этом аппаратные функции зон имеют, максимумы. иа одной и той же длине волйы, йо pas

15

20 одический сигнал, сформированный излучЕнием линии, преобраэовывается в электрический эквивалент и поступает на регистратор 16. Таким образом, если интенсивность спектра оптической помехи на исследуемом участке спектра близка к равномерной, устранение влияния помехи происходит ав томатически.

В общем случае при выбранных характеристиках 17 и 18 пропускания зон, помеха от неравномерного спектра будет модулирована. Допустим для определенности, что суммарный световой поток от фона, проходящий через зону.5 больше, чем поток через зону б..

Устранение влияния фона производится здесь в следующем порядке. Включают помехообразующий источник, не содержащий в спектре своего излучения линии исследуемого элемента.

Формула изобретения

Оптический спектрометр, содержащий входную диафрагму, фильтр для выделения спектрального диайазоиа; мо» дулятор светового потока, фотоэлектрический преобразователь и регистратор, отличающийся тем, что, с

767560

Рог. 1

gnuao йены

Фиг. Z

Составитель А, Смирнов

Редактор Н. Коляда Техред О, Дюлай

Корректор В. Бутяга.

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7180/36 и

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 личные полуширины, а регулируемые прозрачности эон таковы, что световые потоки, выделяемые из равномерного спектра на фотопреобразователь каждой иэ них одинаковы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шишловский А. А. Прикладная физическая оптика. М., Фиэматгиз, 1961, с. 619.

2. Бурриель-Марти Ф., РамиресМуньос Х. Фотометрия пламени. М., 5 иэд-во "Иностранная литература", 1962, с. 112.