Спектрометр

 

О 11 И С А Н И Е ()885867

ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском свидетельств

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 22,05. 78 (21) 2619821/18-09 (5! )М. Кл .

С 01 и 22/00 с присоединением заявки Рй 2813729/09 (23) Приоритет—

Гееударствелкый комитет

СССР. Опубликовано 30.11.81.. Бюллетень ¹ 44 (53) УДК 621 ° 317 (088.8)

60 делам изобретений и аткрытнй

Дата опубликования описания 30. 1 1.81 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Крупнов, А. А. Мельников и В. А. Скворцов

Институт прикладной физики AH .СССР (?1) Заявитель (54) СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при хими= ческом и изотропном анализе веществ в газовой и паровой фазе, например, при химическом анализе особо чистых веществ.

Известны спектрометры, содержащие источник сверхвысокочастотного (СВЧ ) излучения, соединенный с поглощающей ячейкой, выход которой через СВЧ-детектор подключен к регистратору. Спектрометр содержит источник переменного напряжения, подключенный к установленному в ячейке

Штарк-электроду, с помощью которого осуществляют молекулярную модуляцию электрическим полем (1 1 и 12 1.

Однако такие спектрометры имеют низкую чувствительность при работе в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн.

Наиболее близким к предлагаемому является спектрометр, содержащий установленные вдоль оси источник линейно поляризованного излучения, модулятор поляризации излучения и помещенную в электро-(магнито) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа, которая соединена с акустическим детектором, выход которого подключен к регистратору, электрически связанному с ука" занным модулятором (3 ).

Однако данный спектрометр имеет недостаточный диапазон рабочих частот.

Цель изобретения расширение диа пазона рабочих частот °

Поставленная цель достигается тем что в спектрометре, содержащем установленные вдоль оси источник линейного поляризованного излучения, модулятор поляризации излучения и помещенную в электро-(магнито) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа, которая соединена с акустическим детектором, выход которого подключен к регистратору, элек885867

25

50

SS трически связанному с указанным модулятором, измерительная ячейка установлена между источником излучения и модулятором, который выполнен в виде двугранного уголкового отражателя, установленного с возможностью осевого вращения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого спектрометра.

Устройство содержит источник 1 линейно поляризованного излучения, состоящий из лампы 2 обратной волны (ЛОВ) и блока 3 перестройки частоты, измерительную ячейку 4 для исследуемого газа, помещенную в электростатическое поле электродов 5, модулятор 6 поляризации излучения, который выполнен в виде двугранного уголкового отражателя 7, вращаемого мотором 8, акустический детектор 9, регистратор 10, включающий синхронный детектор 11, опорный генератор 12 и индикатор 13.

0пектрометр работает следующим образом.

Линейно поляризованное излучение источника 1, генерируемое ЛОВ 2, частота которой перестраивается блоком

3, проходит через ячейку 4, отражается от отражателя 7 модулятора 6 и снова проходит через ячейку 4. В отраженном излучении направление поля ризации зависит от ориентации отражателя 7, поэтому при вращении отражателя 7 синхронным мотором 8 с частотой Я./4 направление линейной поляризации в отраженном излучении вращается с частотой Q/2. Поскольку рабочий частотный диапазон модулятора 6 определяется лишь отражательной способностью зеркал отражателя 7, в ячейке 4 обеспечивается модуляция излучения во всем диапазоне частот широкополосного источника 1.

3а один оборот направления поляризации. направление электрического век. тора отраженного излучения в ячейке 4 дважды оказывается параллельным (или перпендикулярным) направлению электростатического поля электродов 5. В ре" зультате при совпадении частоты излу". чения с частотой компоненты штарковского спектра газа в ячейке 4 происходит поглощение излучения, промодулированное с частотойя . Это поглощение, детектируемое акустическим детектором 9, приводит к появлению с частотой Ю сигнала на выходе акустического детектора 9. C выхода детектора 9 сигнал, пропорциональный коэффициенту поглощения компоненты штаркрвского спектра газа, поступает на первый вход синхронного детектора 11.

На второй вход синхронного детектора

11 с генератора 12 поступает сигнал частоты Й.. Детектор 11 обеспечивает выделение сигнала с выхода акустического детектора 9 в узкой полосе на частоте Й, С выхода синхронного детектора 11 сигнал подается на индикатор 13, регистрирующий компоненты штарковского спектра газа. Когда направления полей излучения и электростатического поля параллельны, регистрируются. 7 -компоненты штарковского спектра, при перпендикулярности полей регистрируются 6 -компоненты, при этом фазы их сигналов различаются на 180о

Аналогичным образом при помощи предлагаемого спектрометра можно выделить Ж и <Г-компоненты зеемановского спектра, поместив ячейку 4 с газом в магнито-статическое поле.

Таким образом, предлагаемая схема спектрометра благодаря помещению ячейки 4 между источником 1 и модулятором 6, выполненным в виде вра-: щающегося двугранного уголкового от- ражателя 7, обеспечивает выделение и б - компонент штарковского (зеемановскогб) спектра газа в широком диапазоне частот (от микроволнового до оптического включительно), что выгодно отличает .предлагаемый спектрометр от известных. Предлагаемая схема спектрометра позволяет использовать в качестве источника линейно поЛяризованного излучения набор различных широкополосных источников излучения - от ЛОВ,.работающей в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, до перестраиваемых лазеров инфракрасного и оптическбго диапазонов. формула изобретения.

Спектрометр, содержащий установленный вдоль оси источник линейно поляризованного излучения, модулятор поляризации излучения и помещенную в электро-(магнито ) статическое поле измерительную ячейку для исследуемого газа; которая соединена с акустическим детектором, выход которого под5 885867 4 ключен к регистратору, электрически Источники .информации, связанному с указанным модулятором, принятые во внимание при экспертизе отличающийся тем, что, с 1. Акцептованная заявка фРГ . целью расширения диапазона рабочих 11 1598523, кл. G 01 и 23/24, частот, измерительная ячейка установ- у опублик. 1973. лена между источником излучения и 2. Патент Японии И 47-39432, модулятором, который выполнен в виде кл. G 01029/00, опублик. 1972 ° двугранного уголкового отражателя, 3. Заявка Великобритании установленного с возможностью осево- Ю 1465215, кл. G 01 М 23/24, ro вращения. опублик. 1977 (прототип).

„--. I

1 1 !

3 1

Составитель Е.Погиблов

Редактор Н.Безродная Техред 3.фанта Корректор Н. Стец

Заказ 10533/64 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по о делам изобретений и открытий

Ц

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /5. филиал flllll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна я 4