SU614337A1 - Scanning arrangement of spectrometer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  спектральных измерений методом модул ционной спектроскопии и может быть использовано в спектрометрах с подвижной входной целью дл  модул ции светового noTORa путем периодического сканировани  спектра в окрестности анализируемой линии излучени .The invention relates to spectral spectroscopic measurement devices and can be used in spectrometers with a movable input target for modulating the light noTORa by periodically scanning the spectrum in the vicinity of the analyzed emission line.

Известны сканирующие устройства спектрометров, содержащие колеблющуюс  входную щель l .Scanning devices of spectrometers are known, which contain an oscillating entrance slit l.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  сканирующее устройство спектрометра , содержащее входну р щель со средством возвратно-поступательного перемещени  ее в направлении дисперсии спектрометра.The closest to the proposed is a scanning device of the spectrometer, containing an entrance slot with means of reciprocating it in the direction of dispersion of the spectrometer.

Это устройство малоэффективно в случае, когда интенсивность оптическо помехи в интервале сканировани  непосто нна . Поскольку интервал .сканировани  обычно выбираетс  весьма малым по сравнению с шириной полос сплошного спектра, образующих паразитный фон, наиболее характерным  вл етс  линейный или близкий к линейному закон распределени  интенсивности помехи в пределах интервала сканировани . При этом, нар ду с полезным сиг-, налом, модулируетс  также и помеха иThis device is ineffective in the case when the intensity of optical interference in the scan interval is not constant. Since the scan interval is usually chosen to be very small compared to the width of the continuous spectrum bands forming the parasitic background, the most characteristic is the linear or close to linear law of the distribution of the interference intensity within the scan interval. In addition, along with the useful signal, the signal is also modulated as well as

IB результат измерени  вноситс  искажение , которое не может быть учтено или отделено от суммарного сигнала с помощью радиотехнических средств, так как сигнал и помеха модулируютс  на одинаковых частотах.The IB measurement result introduces a distortion that cannot be taken into account or separated from the sum signal by radio means, since the signal and interference are modulated at the same frequencies.

Цель изобретени  - повышение достверности измерений за счет устранени  паразитного сигнала на выходе спектрометра, обусловленного наличием линейной составл ющей интенсивности оптической помехи в пределах сканируемого спектрального диапазона.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the parasitic signal at the output of the spectrometer, due to the presence of the linear component of the intensity of the optical interference within the scanned spectral range.

Дл  зтого входна  щель разделена по высоте на две зоны, причем в одно из зон установлена равнобедренна  призма пр мого зрени  с одной отражающей гранью, параллельной оси щели и главной оптической оси спектрометра. Зоны входной щели равны по ширине и не перекрывают друг друга по высоте зон, а оси их взаимно смещены на рассто ние , равное ширине зоны.For this, the entrance slit is divided by height into two zones, with an isosceles direct view prism with one reflecting face parallel to the slit axis and the main optical axis of the spectrometer installed in one of the zones. The zones of the entrance slit are equal in width and do not overlap one another in the height of the zones, and their axes are mutually offset by a distance equal to the width of the zone.

Claims (2)

На фиг.1 схематически изображено сканирующее устройство со спектрометром; на фиг.2 - характер движени  проекций зон в процессе сканировани  через каждую четверть периода колебательного движений; на фиг.З - входна  щель. Сканирующее устройст}зо имеет осветительный объектив 1, входную щель 2, разделенную по высоте надве зоны 3 и 4, и механический привод 5, осуществл ющий возвратно-поступательное перемещение щели 2 в направлении дисперсии монохроматора 6. На пути свети вого потока, проход щего через каждую зону, установлена двухлинзова  система 7, формирующа  параллельный светчзвой пучок. В параллельном пучке от зоны 4 установлена равнобедренна  призма 8 пр мого зрени  с одной отра . жающей гранью 9, параллельной вертикальной оси щели 2 и главной оптической оси монохроматора. Призма 8 допус кает регулировочную подвижку в двух направлени х; в направлении дисперсии монохроматора и по вертикали. Полихро матические изображени  зон 3 и 4 фокусируютс  в задней фокальной плоскос ти 10 устройства, совпадающей с перед ней фокальной плоскостью монохроматора 6. Аналогично в задней фокальной плоскости монохроматора формируютс  монохроматические проекции 11, 12 зон 3 и 4, которые обусловлены линией излучени  атомного объекта в источнике. За неподвижной выходной щелью 13 мо . нохроматора установлен фотопреобраэователь 14, Устройство работает следующим обра зом. Настройкой монохроматора по длинам волн устанавливают проекцию И зоны 3 по отношению к выходной щели таким образом, чтобы щель и проекци  взаимно перекрывались наполовину. Допустим взаимно наложены права  половина проекции 11 и лева  половина дели 13. Производ  параллельное смещение призмы 8 в направлении дисперсии, добиваютс  аналогичной установки проекции 12 зоны 4 ПОотношению к щели 13 с тем отличием, что взаимно перекрытыми оказываютс  лева  половина проекции 12 и права  половина щели 13, Затем включают фотопреобразователь 14 и вертикальным перемещением призмы 8 достигают равенства фототоков, обусловленных световыми потокш-ли от каждой зоны. Такой способ освещени  выходной щели, показанный на фиг.2, соответствует положению поко  в начальный момент периодического сканировани . После проведени  описанных юстиро вочных процедур включают привод 5, и входна  щель 2 начинает возвратнопоступательно перемещатьс . Очевидно, в любой момент времени перемещение проекции 11 будет происходить в том же направлении, что и перемещение щели 2, тогда как проекци  12, благодар  действию призмы 8, будет двигать с  в направлении, противоположном направлению движени  щели Figure 1 schematically shows a scanning device with a spectrometer; Fig. 2 illustrates the nature of the movement of the projections of the zones in the scanning process through every quarter of the period of oscillatory movements; on fig.Z - entrance slit. The scanning device has a lighting lens 1, an entrance slit 2 divided by the height of the upper three zones 3 and 4, and a mechanical drive 5 that reciprocates the slit 2 in the direction of dispersion of the monochromator 6. On the way of the light flux passing through each zone, a two-lens system 7 is installed, forming a beam parallel to the light beam. In the parallel beam from zone 4, an isosceles prism of 8 direct sight with one branch is installed. edge 9 parallel to the vertical axis of the slit 2 and the main optical axis of the monochromator. Prism 8 allows for adjustment in two directions; in the direction of dispersion of the monochromator and vertically. Polychromatic images of zones 3 and 4 are focused in the rear focal plane 10 of the device, which coincides with the focal plane of the monochromator 6 in front of it. Similarly, monochromatic projections of 11, 12 zones 3 and 4 are formed in the rear focal plane of the monochromator . For a fixed exit slit 13 mo. The photochreamer 14 is installed in the nochromator. The device operates as follows. By adjusting the monochromator according to the wavelengths, set the projection AND of zone 3 with respect to the exit slit so that the slit and the projection mutually overlap by half. Assume that the right half of the projection 11 and the left half of the divide 13 are mutually superimposed. By making a parallel displacement of the prism 8 in the direction of dispersion, a similar installation of the projection 12 of zone 4 is achieved with respect to slot 13 with the difference that the left half of the projection 12 and the right half of the slot 13 Then, the phototransducer 14 is turned on and the vertical movement of the prism 8 achieves the equality of the photocurrents caused by the light fluxes from each zone. This way of illuminating the exit slit, shown in Fig. 2, corresponds to the rest position at the initial moment of periodic scanning. After performing the described alignment procedures, the actuator 5 is turned on, and the entrance slit 2 begins to move in a reciprocating manner. Obviously, at any time, the movement of the projection 11 will occur in the same direction as the movement of the slit 2, while the projection 12, due to the action of the prism 8, will move with in the direction opposite to the direction of movement of the slit 2. Амплитуду сканировани  увеличиват до тех пор, пока на выходе монохроатора не будет достигнута полна  моул ци  светового потока от обеих зон. Это произойдет тогда, когда кажда  з проекций 11 и 12 в процессе своео возвратно-поступательного движени  будет в одном из крайних положений совпадать со щелью 13, а в другом крайнем положении выходить эа предеы щели. Первое крайнее положение будет дл  обеих проекций общим, при зтом суммарный световойПОТОК от обеих зон, поступающий к фотопреобразователю, бу-. дет максимальным. Второе крайнее положение будет дл  обеих зон различным, например, перва  зона займет положение слева от щели, а втора  - справа. В этом случае суммарный световой поток от зон, поступающий к фотопреобразователю, будет минимальным, обусловленным только излучением оптической помехи; сигнал от линии излучени  будет отсутствовать. Дл  получени  полностью модулированного сигнала от линии достаточно выбрать амплитуду сканировани  равной половине ширины щели. При описываемом способе сканировани  полезный сигнал, обусловленный линией излучени  исследуемого вещества , в каждый момент времени будет либо увеличиватьс , либо уменьшатьс  одновременно дл  обеих зон, и суммарна  глубина модул ции полезного сигнала окажетс  такой же, как в случае обычного периодического сканировани  без разделени  входной щели на две зоны и без установки призмы 8. В то же врем  помеха, если она характеризуетс  монотонным измерением интенсивности в пределах сканируемого спектрального диапазона, будет на выходе монохроматора модулирована так, что в каждый момент времени увеличение интенсивности помехи от одной зоны будет компенсировано эквивалентным уменьшением интенсивности помехи от другой зоны. Чтобы избежать трудоемких операций по юстировке устройства, его входную щель можно выполнить в виде двух отдельных зон равной ширины так, чтобы расположение прокций зон в фокальной плоскости спектрометра соответствовало началу периодического сканировани . Формула изобретени  1. Сканирующее устройство спектрометра , содержащее входную щель, снабженную средством возвратно-поступатель ,ного перемещени  в направлении дисперсии спектрометра, отличающее с   тем, что, с целью повышени 2. The amplitude of the scan will be increased until the output of the monochroator is achieved by the full amount of luminous flux from both zones. This will happen when each of the projections 11 and 12 in the process of their reciprocating motion will coincide in one of the extreme positions with the slot 13, and in the other extreme position go out beyond the gap. The first extreme position for both projections will be common, with the total light flux from both zones coming to the phototransducer, which will be. det max. The second extreme position will be different for both zones, for example, the first zone will take up the position to the left of the slot, and the second - to the right. In this case, the total luminous flux from the zones coming to the photovoltage transducer will be minimal, due only to the emission of optical interference; the signal from the emission line will be absent. To obtain a fully modulated signal from a line, it suffices to choose a scanning amplitude equal to half the slot width. With the scanning method described, the useful signal due to the radiation line of the test substance will either increase or decrease at each time point for both zones, and the total modulation depth of the useful signal will be the same as in the case of a regular periodic scan without dividing the entrance slit by two zones and without installing a prism 8. At the same time, the interference, if it is characterized by a monotonic measurement of the intensity within the scanned spectral range, will be output mon chromator modulated so that in each time increasing the intensity interference from one zone it will be compensated by an equivalent decrease in the intensity of the interference from the other zone. To avoid time-consuming adjustment of the device, its entrance slit can be made in the form of two separate zones of equal width so that the location of the zone projections in the focal plane of the spectrometer corresponds to the start of periodic scanning. Claims 1. A spectrometer scanning device comprising an entrance slit provided with a means of reciprocating movement in the direction of dispersion of the spectrometer, characterized in that, in order to increase