Мессбауэровский спектрометр Советский патент 1985 года по МПК G01T1/36 

i Изобретение относится к устройству мессбауэровских спектрометров и может применяться для анализа веществ, в которых наблюдается резонансное поглощение гамма-квантрв. Известен мессбауэровский спектро метр, содержащий источник излучекия, поглотитель, систему допплеров кой модуляции и резонансного излучения и схему регистрации накоплени экспериментальных данных Ul . Недостатком этого спектрометра является то, что регистрируемые им мессбауэровские спектры размыты вследствии модуляции их случайными внешними возмущениями, воздействующими на шток допплеровского мо дулятора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора (вибратор) поглотитель,детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селе ции (одноканальный амплитудный анализатор), соединенные последовательно кварцевый генератор, генератор опорного сиглала (генератор схему сравнения (смеситель), усилитель сигнала ошибки, усилитель мощности и задающую катушку (двигатель ная катушка), измерительную катушку (датчиковая катушка), соединенную со вторым входом схемы сравнения, многоканальньй анализатор, один из входов которого подключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительньм выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала C2l. В известном мессбауэровском спек трометре акустические и сейсмически возмущения f , воздействуя на шток допплеровского модулятора, вызывают через передаточную функцию изм-энение координаты допплеровского модулятора Z . При этом скоростная ошибка х описывается выражением W|2(P)W(P1PT K,KjWp{p))pT-n где - W (р) - передаточная функция, определяемая как отно шение координаты изме рительной катушки к 1 координате задающей катушки допплеровского модулятора-, оСр1 передаточная функция координаты задающей катушки допплеровского модулятора к выходному току усилителя мощносрТ - передаточная функция напряжения измерительной катушки к координате измерительной катушки допплеровского модулятора; k - коэффициент усиления усилителя сигнала ошибкиKji - коэффициент преобразования усилителя мощности. Модуль передаточной функции допплеровского модулятора уменьшается с наклоном в 20 дБ/дек, начиная с частоты первого механического резонанса, и на 60 дБ/дек, начиная с собственной частоты ;резонанса штока. Поэтому эффективность подавления влияния возмущений на шток, определяемая общим коэффициентом усик, W()pT ления К увеличением частоты возмущений резко падает и при частотах возмущения с 50 Гц до10 кГц обратная связь по скорости неэффективна. С другой стороны, увеличение общего коэффициента усиления посредством увеличения К ограничено условием устойчивости, зависящим от конечной жесткости штока допплеровского модулятора. Результатом этого свойства обратной связи по скорости при взаимодействии внешних возмущений является уширение мессбауэровской линии и невозможность разрешения тонких расщеплений на мессбауэровских спектрометрах известного типа. Цель изобретения - улучшение разрещающей способности мессбауэровского спектрометра. , Поставленная цель достигается тем, что.в мессбауэровский спектрометр, содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора, поглотитель, детектор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции.

3 .

соединенные последовательно кварцевый генератор опорного сигнала, схему сравнения и усилитель игнала ошибки, усилитель мощности, соединенньй с задающей катушкой, измерительную катушку, соединенную- с вторым входом схемы сравнения, мног канальный анализатор, один из входов которого подключен к выходу блоке усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, введены сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход - с входом усилителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ, конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем датчик ускорения укреплен на штоке допготеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изодромного звена соединен со вторым .входом сумматора, а управляющий вход ключа соединен с выходом кварцевого генератора.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого мессбаузровского спектрометра .

Мессбауэровский спектрометр соде жит источник 1 излучения, укрепленный на штоке допплеровского модулятора 2, поглотитель 3, детектор

4излучения, соединенный с блоком

5усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор 6, генератор 7 опорного сигнала, схему 8 сравнения, ус литель 9 сигнала ошибки, сзмматор 10, один из входов которого подсоединен к усилителю 9 сигнала опгабки,

а второй - через изодромное звено 1 через дополнительный усилитель 12, через конденсатор 13, через ключ 1А к выходу датчика 15 ускорения, укрепленного на штоке допплеровдког модулятора 2,..содержащего задающую катушку L. и измерительную катутпку Lj Измерительная катушка подключена к второму входу схемы 8 сравнения, а эадакяцая катушка через усилитель 16 мощности к выходу сумматора 10. Многоканальный анализато 17 подключен к выходу блока усилени и амплитудной селекции и к дополнительным выходам кварцевого гене ратора 6 и генератора 7 опорного

сигнала. Выход подключен к тактирующему входу ключа 14.

Спектрометр работает следующим образом.

5 Импульсы с детектора излз 1ения после усиления и амплитудной селекции подаются в многоканальный анализатор, работающий в режиме последовательного пересчета и,синхронизиfO руемый импульсами старта с генератора опорного сигнала, а адрес накопле тя в многоканальном анализаторе тактируется импульсами кварцевого генератора.

f5 Генератор 7 опорного сигнала вы,раОатывает опорный сигнал скорости , схема сравнения вычисляет разность между опорным сигналом скорости gи сигналом реальной скорости V ,

20 поступающим на второй вход схемы 8 сравнения с измерительной катушки. Lj допплеровского модулятора 2. Сигнал с датчика 15 ускорения, характеризующий мгновенное значение второй

25 производной от координаты задающей катушки L, через ключ 14, замыкаемый сигналом i с кварцевого генератора на время рабочего хода и размыкаемый на время мертвого хода,

jg через конденсатор 15, устраняющий постоянную составляющую ускорения и пропускаюп й лишь ошибку ускорения координаты задающей катушки bf что позволяет существенно повысить коэффициент усиления kj, через дополнительный усилитель 12 с коэффициентом усиления kj , изодромное звено 11 с передаточной функцией

I , обеспечивающее устой.

чивость канала управления по ускорению координаты задающей катушки Ц, подается на сумматор 10, на второй вход сумматора подается усиленный

на коэффициент усиления К усилителем 9 сигнал разности gf-V, Итоговый сигнал с выхода сумматора 10 преобразуется усилителем 16 мощности в ток задающей катушки L с коэффициентом kj. В результате введения дополнительного канала управления по второй производной от координаты задающей катушки скоростная ошибка Xj , вызванная тем же возмущением, что и в известной системе принимает вид

2{Р)«/„(Р1РТ

,

,% {pJpr4l..pT,)«jpZ«,/p,f2

МЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОМ содержащий источник излучения, укрепленный на штоке допплеровско го модулятора, поглотитель, детек тор излучения, соединенный с блоком усиления и амплитудной селекции, соединенные последовательно кварцевый генератор, генератор оп ного сигнала, схему сравнения и у литель сигнала ошибки, усилитель мощности, соединенный с задающей катушкой, измерительную катушку, соединенную со вторым входом cxeVfti сравнения, многоканальный анализатор, один из входов которого под-, ключен к выходу блока усиления и амплитудной селекции, другие - к дополнительным выходам кварцевого генератора и генератора опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью улучшения разрешающей способности, в него введены сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, а выход - с входом усилителя мощности, соединенные последовательно датчик ускорения, ключ, конденсатор, дополнительный усилитель и изодромное звено, причем датчик ускорения укреплей на ютоке допплеровского модулятора со стороны задающей катушки, выход изодромного двена соединен со вторым входом суг матора, а управляющий вход ключа соединен с выходом кварцевого генератора.