Радиоспектрометр Советский патент 1984 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к спектроскопии и может быть использовано дл расшифровки микроволновых вращатель ний спектров молекул, а также для качественного и количественного анализа органических молекул и их смесей. , Известен радиоспектрометр двойного микроволнового-микроволнового (МВ-МВ) резонанса, содержащий два генератора СВЧ-гизлучения, штарковский модулятор, волноводную поглоща ющую ячейку, детектор СВЧ-излучения и регистрирукядее устройство jT . Недостатком такого радиоспектрометра является сложность процесса измерения, Наиболее близким к изобретению является радиоспектрометр, содержащий СВЧ-генератор основного сигнала вход перестройки частоты которого соединен с первым свип-генератором, а модулирующий вход - С первым низк частотным генератором, СВЧ-гёнерато сигнала накачки, модулирующий вход которого соединен, с вторым низкочастотным генератором, волноводную поглощающую ячейку, вход которой соединен с выходом СВЧ-генератора основного канала и выходом СВЧ-гене ратора сигнала накачки, выход погло щающей ячейки соединен через СВЧ-де тектор, соединенный с первым регист ратором 2 , Недостаткомизвестного радиоспектрометра является невозможность регистрации двойного микроволновогомикроволнового резонанса при близких по частоте основном сигнале и сигнале накачки, а также невозможность регистрации микроволновых вращательных спектров поглощения молекул и спектров сигналов двойного микроволнового-микроволнового резонанса. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регистрации двойного микроволнового-микроволнового резонанса при близ-ких по частоте основном сигнале и сигнале накачки, а также регистрации микроволновых вращательных спектров поглощения молекул и спектров сигналов двойного микроволнового-микроволнового резонанса. Цель достигается тем, что в радио спектрометр, содержгиций СВЧ-генератор основного сигнала, вход перестро и частоты которого соединен с пер,)ым свип-генератором, а модулирующий зход - с первым низкочастотным генератором, СВЧ-генератор сигнала накачки, модулирующий вход которого соединен с вторым низкочастотным генератором, волноводную поглощающую ячейку, вход которой соединен с выхо дом СВЧ-генератора основного сигнала и выходом СВЧ-генератора сигнала накачки, выход поглощающей ячейки соединен через СВЧ-детектор с усилителем, а также первый синхронный детектор, . соединенный с первым регистратором, введены второй синхронный детектор, второй регистратор и второй свип-геиератор, при этом вход второго синхронного детектора подключен к выходу усилителя, опорный вход подключен к выходу первого низкочастного генератора, выход второго синхронного детектора соединен с сиг нальным входом первого синхронного детектора и с входом второго зегистipaTopa, опорный вход первого синхронного детектора соединен с выходом второго низкочастотного генератора, а выход второго свип-генератора соединен с входом перестройки частоты СВЧ-генератора сигнала накачки. На чертеже представлена структурная электрическая схема радиоспектЕюметра. Радиоспектрометр содержит СВЧ-генератор 1 основного сигнала, СВЧ-генер&тор 2 сигнала накачки, первый свип-генератор 3, второй свип-генератор 4, первый низкочастотный генератор 5., второй низкочастотный генератор б, поглощающую ячейку 7, СВЧдетектор 8, усилитель 9, первый синхронный детектор 3.0, второй синхронный детектор 11, первый регистратор 12,. второй регистратор 13, Радиоспектрометр работает следующим образом. СБЧ-генераторы 1 и 2 основного сигнала и сигнала накачки настраиваются на частоты ожидаемых сигнального и накачиваемого переходов, соответственно первый и второй свипгенераторы 3 и 4 сканируют их частоты в окрестностях установленных частот. СВЧ-излучение от СВЧ-генератора I, проходя через поглощающую ячейку / поглощается на Частотах, соответствующих вращательным переходам исследуемого вещества. Детектируемые СВЧ-детектором 8 сигналы усиливаются на частоте модуляции сигнального излучения усилителем 9, БЕфеляются первым синхронным детектором 10. На первом регистраторе 12 наблюдается вращательный спектр исследуемого вещества f попадае1 мй в диапазон сканируемых частот сигнального излучения. На втором регистраторе 13 сигнал при этом отсутствует. Когда медленно изменяющаяся частота излучения накачки приближается к частоте перехода накачки, на первом регистраторе 12 форма спектральной линии, имеющей общий энергетический уровень с накачиваемым переходом, искажается, а второй синхронный детектор 11 на частоте модуляции излучения накачки, выделяет сигнал двойного резонатора на втором регистраторе 13.

Отсутствие в предлагаемом спектрометре волноводных фильтров в отличие 6т известного радиоспектрометра, подача как сигнгшьного излучения, так и излучения накачки на СВЧ-детектор 8 и использование для разделения сигналов с свч-генератора 8 схе.мы с двумя последовательно соединенными синхронными детекторами 10 и 11

обеспечивает возможность производить регистрацию двойных микроволновогомикроволнового резонанса и в случае .близких по частоте сигнального излучения и излучения накачки. Возможность одновременной записи на первом и втором регистраторах 12 и 13 вращательных спектров и спектров двойных резонансов значительно облегчает расшифровку и исследование спектров молекул.

РАДИОСПЕКТРОМЕТР, содержащий СВЧ-генёратор основного сигнала, вход перестройки частоты которого соединен с первым свип-генератором, а модулирующий вход - с первьол низкочастотным генератором, СВЧ-генератор сигнала накачки, модулируняций вход которого соединен с вторым низкочастотным Генератором, волноводную поглощающую ячейку, вход которой соединен с выходом СВЧ-генератора основного сигнала и выходом СВЧ-генератора сигнала накачки, выход поглощающей ячейки соединен через СВЧ-детектор с усилителем, а также первый синхронный детектор,, соединенный с первым регистратором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения регистрации двойного микроволнового-микроволнового резонанса при близких по частоте основнсш сигнале и сигнале накачки, а также регистрации микроволновых вращательных спектров поглощения молекул и спектров сигналов двойного микроволнового-микроволнового peso нанса, введены второй синхронный детектор, второй регистратор и второй свип-генератор, при этом вход второго синхронного детектора подключен к выходу усилителя, опорный вход подключен к выходу первого низкочастотного генератора, выход второго синхронного детектора соединен с сигнальньш входом первого синхронного детектора и с входом второго регистратора, опорный вход первого синхронного детектора соединен с выходом первого низкочастотного генератора, а выход второго свипгенератора соединен с входом перестройки частоты СВЧ-генератора сигнала накачки.