SU1074827A1 - Способ определени координат точек фотометрировани и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к спектральноь анализу и может быть использовано дл  автоматизированной обработки фотоспектрограмм ма сового эмиссионного анализа при геохимических и аналогичных видах исследований. Запись спектрограмм выполн етс на спектрографах дл  эмиссионного анализа.,Масштаб регистрации спек ра (по длине волны неидентичен у спектрографов даже одной марки, кроме того, он может быть нестрог линеен. Степень нелинейности обыч нф неизвестна. Дл  истолковани  результатов эмиссионного анализа необходимо охарактеризовать спектр с заданным шагом квантовани . При этом каждый фрагмент спектра характеризуетс  интенсивностью светового потока, прошедшего через этот фрагмент, и координатой фрагмента (длиной волны. Регистраци  этих данных в объеме нескольких тыс ч чисел на каждый спектр выполн етс  автоматическими устройствами - микрофотометрами . Известен способ определени  коо динат точек фотометрировани , включающий линейное перемещение ка ретки со спектрограммой, измер емо углом поворота микрометрического винта. Дл  повышени  точности измерени  угла на ось винта насажен диск с прорез ми. Способ осуществл етс  устройством , содержащим осветитель, каретку дл  размещени  фотоспектрограммы , фотометрический канал, кодиров щик, блок пам ти, датчик координат в виде микрометрического винта перемещающего каретку, синхрорлска с радиальными щел ми и фотодиодно  чейки, фиксирующей угол поворота синхродиска и пройденное спектро гра1У1Мой рассто ние. Запуск кодировщика осуществл етс  от фотодиод ной  чейки, фиксирующей поворот синхродиска, а разрешение на запис закодированной информации в блок пам ти поступает от второго фотоканала , анализирующего эталонную пластинку с метками, соответствующими области расположени  искомых спектральных линий на исследуемой спектрограмме. Один из указанных фотоканалов изучает одну из спектрограмм - исследуемую, другой этaлoннyJp ij . Недостатками известного способа и устройства  вл ютс  низка  точность определени  координат jf в из вестном приборе 30 мкм при прив зке к ближайшей спектральной линии известной длиной волны,.) и различие реальнь1Х масштабов на эталонной фо тоспектрограмме с метками и на исследуемой фотоспектрограмме из-за неидентичности спектрографов дл  эмиссионного анализа. Это преп тствует своевременному запуску блока пам ти и регистрации нужной части спектра, поэтому на практике кодируетс  весь спектр и запуск блока пам ти осуществл етс  датчиком координат . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ определени  координат точек фотометрировани  и устройство дл  определени  координат точек фотометрировани . Способ включает фотометрирование сканируемой спектрограммы с щагом квантовани  & , идентификацию эталонных линий спектра и определение по ним искомых координат . Устройство содержит каретку, систему ее перемещени , осветитель, фотометрический канал, подключенный к входу кодировщика, блок запуска кодировщика от датчика координат в виде набора дифракционных решеток и фотодиода и блок пам ти 2. Недостатком известных способа и устройства  вл етс  низка  точность определени  координат (длины волны) из-за .переменного масштаба регистрации спектра спектрографом. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  координат . Цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему фотометрирование сканируемой спектрограммы с шагом квантовани  и , идентификацию эталонн лх ЛИНИЙ спектра и определение по ним искомых координат, фотометрирование выполн ют одновременно в X и:. 2 точках, разнесенных вдоль направлени  сканировани  на рассто нии LK, величины которьзх не менее шага квантовани  Д и i более минимального рассто ни  между двум  эталонными лини ми, а координаты спектральных линий определ ют из соотношени  п п 1 , где 1 + 1 ) номер эталонной линии, ближайшей к искомой координате I, координата которой Яр. удовлетвор ет условию i р -i 9, координата эталонной спектральной линии, ближа/ шей к искомой координате , , котора  удовлетвор ет условию Я . ( , - количество целых интервалов длиной L1/ .между координатами Яр и fi ,

N;,/ - количество шагов квантовад -v 1 .л

ни  в 1+1 интервале длиной L J, ;

j - количество целых интервалов длиной L между координатами Яр ИАр4(, - количество шагов квантова ни  между началом J+1 интервала длиной LJJ и координатойЛ pii/

N;,j - количество шагов кванто . вани  в J+1 интервале длиной Ljj.

Устройство дл  определени  координат точек фотометрировани , содержащее каретку, систему ее перемещени  , осветитель, фотометрический канал, подключенный к входу кодировщика, блок запуска кодировщика и блок пам ти, -снабжено одним или более дополнительными фотометрическими кaнaлa ли-, при этом оптические оси всех каналов параллельны и расположены в плоскости, пересекающей исследуемлй спектр по пр мой, параллельной его длин .ной оси, а выходы каналов подключены к входу-кодировщика.

На фиг. 1 показана схема осуществлени  способа; на фиг. 2 схема предлагаемого устройства.

В результате одновременного фотометрировани  и кодировани  спектра в нескольких точках с заданным шагом квантовани  накапливаютс  результаты измерений в виде нескольких массивов по одному на каждую из указанных точек. Элемент массивов, характеризующие интен-сивность потока, прошедшего через один и тот же фрагмент спектра смещены примерно на номеров , где IY - рассто ние между оптическигли ос ми любой пары фотоканалов; U - шаг квантовани  спекра по координате.

Определение координат точек 1-5 фотометрировани  фиг. 1) производитс  следующим образом. Экспериментально установлено, что спект любой пробы имеет четко опознаваемые (эталонные) линии железа, расположенные на фотопластинке с шагом около 20 мм и имеющие известную длину волны. Кроме этого, в спектре есть пор дка 1-2 тыс. харатеристик , легко опознаваемых линий или их сочетаний, расположенных на фотоспектрограмгле на рассто нии пор дка 20-100 мкм (в длинах волн спектра).

Перва  группа реперных линий используетс  в приведенном ниже алгоритме дл  прив зки элементов массива дискретизированного спектр к точным координатам, втора  группа характерных линий - дл  иденти-.

, фикации элементов в двух массивах и точного определени  координат,

Выберем в одном массиве участок дискретизированного спектра между двум  эталонными лини ми. RJJ и Rp с известными длинами волнАр , p-ti-/IP кСФиг. 1). Во втором массиве в области, смещенной на N элементов , отыщем, например, коррел ционным анализом элементы Rp и

характеризующие те же фрагменты спектра, что Rp и . Поскольку шаг квантовани  и номера элементов массивов, соответствуюс1их эталонным лини м Кр , Rpt , R , ,R и т.д. ,

5 приближенно известны, идентификаци  эталонной линии несложна. Она примен етс  в насто щее врем  при обработке фотоспектрограмм, закодированных на известных микрофотометрах. Элемент

0 1 в первом массиве измерен одновременно с RP второго массива, -поэтому рассто ние меноду элементами Rp- и 1 (по спектру равно L сточностью не хуже 0,5 и . Продолжив эту опе5 рацию, разделим интервал спектра между RP и ( на j частей, длиной Lt и одну часть длиной , г

где , - число шагов квантовани  в

Q j+1-м интервале длиной LK, включающем Rp, , - номер шага в j) +1-м интервале, на котором встречена лини  Rp+i- Отсюда по каждому массиву можно определить Lj; в реальном масштабе регистрации фотоспектро :граммы на интервале от Rp дpRp4 например, по формуле

4-U,.,()

а координата f, любой точки фотометрировани  в этом интервале находитс , например, по формуле

| ..;ИЛ.,(2)

(3)

л

1мТ 5

где i - количество целых интервалов длиной L1 между Rp и иэучаегиым фрагментом фотоспектрограммы;

N - число шагов квантовани 

-и в i+1 интервале длиной L, включающем точку с координатой 1 ;

5 п ;j- ЧИСЛО шагов квантовани  от

начала +1 интервала длиной L 1 до точки с координатой 1

Можно подн ть точность расчетов, 0 использу  данные по нескольким массивам , т.е. производ  фотометрирование исследуемого спектра в нескольких точках одновременно. Это позвол ет уменьшить объем регист5 рируемых данных, если в спектре

Claims (1)

1. ( 57) 1. Способ определения координат точек фотометрирования, включающий фотометрирование сканируемой спектрограммы с шагом квантования ή , идентификацию эталонных линий спектра и определение по ним искомых координат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения координат, фотометрирование выполняют одновременно в к 1 2 точках, разнесенных вдоль направления сканирования на расстоянии Lfc, величины которых не менее шага квантования Д и не более минимального расстояния между двумя Эталонными линиями, а координаты спектральных линий Ц определяют из соотношения