Способ градуировки скоростной шкалы мессбауэровского спектрометра Советский патент 1990 года по МПК G01N24/00 G01T1/36 

Изобретение относится к области ядерно-физических исследований на . основе эффекта Мессбауэра и может быть использовано в мессбауэровской.

спектрометрии.

Целью изобретения является увеЧгщчение точности градуировки скоростной мессбауэровского спектрометра. На чертеже изображен возможный вариант..устройства для осуществления .способа, пунктиром показан ход лучей в интерферометре. Устройство для осуществления способа содержит генер.атор 1 таймерных меток, соединенный с устройством управления допплеровским модулятором 2, допплеровский модулятор 3, лазер ный интерферометр, включаюй1;ий лазер. i4, оптический блок разделения луча .лазера и сведения интерферирующих .лучей. 5, неподвижный уголковый отражатель 6 и подвижный уголковый отражатель 7, з репленный, на подвижной части допплеровского модулятора уго новые отражатели 6 и 7 являются элементами подвижного плеча интерферометра , схему регистрации интерференционньк видеоимпульсов, включающу последовательно фотодетектор 8 и усилитель - формирователь 9, счетное устройств:о 10, подключенное к генера тору 1, регистр памяти 11, входы записи кода которого подключены к выходам кода счетного устройства, а управляющие входы через схему 12 управления - к выходу усилителя - формирователя 9, выходы кода регистpa памяти 11 соединены с информацион ным входом буферного запоминающего устройства 13, информационный выход которого подключен ,к щине ЭВМ 14, ЭВМ также связана с буферным запомитг нающим устройством по цепи управлени и по этой же цепи со схемой 12, стар товый выход устройства управления 2 подключен к ЭВМ, входу сброса счет него устройства 10 и к схеме 12, В случае одновременного накопления мессбауэровского спектра на подвижно части допплеровского модулятора укре ляется источник гамма-излучения 15, устанавливается поглотитель 16, а ре гистрадия гамма-квантов и накопление спектра проводится по обычной схеме, Ьключающей детектор излучения 17, соединенный со спектрометрическим |трактом 18, выход которого подключен 1к ЭВМ. V Способ градуировки скоростной шкалы мессбауэроБСкого (;пектрометра осуществляется следующим образом. Предварительно настраивают лазерный интерферометр. Для,этого юдин. из интерферирующих лучей,- образовавшихся после разделения лучалазера в оптическом блоке разделения 5, направляют в подвижном плече так, чтобы обеспечить многократное прохождение его в этом плече между отражающими элементами 7 и 6, вывод его и сложение со вторым лучом, распространяющимся в неподвижном плече интерферометра, чтобы получить в плоскости фотодетектора 8 интерференционную картину, причем фотодетектор настраивают на максимальную засветку по централъному пятну. Кратность прохождения: луча в подвижном плече выбирают из .условий регистрации не менее трех интерференционных видеоимпульсов за :интервал времени, равньй щирине временного окна 1гри регистрации мессбау:эровского спектра, т.е. ширине временных интервалов, на которые разбивается рабочий участок перемещения : подвижной части допплеровского модулятора. Затем производят измерения. При этом генератор таймерных меток вырабатьшает две последовательности импульсов, одна из котррых поступает в счетчик Чр, другая - в .устройство ;управления допплеровским модулятором 2. Устройство управления 2 задает :закон движения подвижной части допплеровского модулятора с постоянным ускорением, коррекция которого осуществляется по цепи обратной связи ;между датчиком скррости и устройством управления 2, Устройство управления 2 вырабатьшает так же сигнал старт, соответствующий началу рабочего участка перемещения, поступающий в ЭВМ для синхронизации начала выполнения программы накопления и расчета, одновременно по этому сигналу сбрасывается в ноль счетчик 10 и открывается вход схемы управления регистром памяти для сигналов с усилителяформирователя 9. ри перемещении подвижной части допплеровского модулятора 3 фотодетектрр регистрирует модулированный световой поток и преобразует его в электрический сигнал, поступающий на вход усилителя - формиррвателя 9. Далее сформированный интенференционный видеоимпульс подается на вход схемы управления регистром памяти II, которая вырабатывает синхронно два сигнала, поступающих на регистр памяти, один из которых по переднему фронту, запрещает запись кода в него со счетчика 10, другой разрешает передачу кода из регистра памяти 11 в буферное запо5минающее устройство 13, по заднему фронту, первый разрешает прием кода со счетчика 10, а второй запрещает передачу кода в устройство 13, причем от момента выдачи устройством управления 2 сигнала старт до момента прихода интерференционного . видеоимпульса код счетчика, запи санный в регистр памяти 11, соответ ствует временному интервалу от ста та до появления интерференционного эидео.импул са. Таким образом, фикси руются и запоминаются моменты времени регистрации интерференционных видеоимпульсов вплоть до окончания рабочего хода подвижной части доп- плеровского модулятора 3. Отсчитав заданное количество временных интер валов, на которые разбивается рабочий участок, ЭВМ 14 вырабатывает сигнал, по которому блокируется вхо схемы интерференционных видеоимпульсов, запрещается прием буферным запоминающим устройством 13 кода из регистра памяти 11 и разреш ется перезапись инфаэрмации о моментах времени регистрации интерферен ционных видеоимпульсов в ОЗУ ЭВМ. : Далее ЭВМ за время нерабочего хода по заданному алгоритму внутри кажр го временного интервала, на которы разбит рабочий.участок, т.е. в пределах временного окна Гканала), соо ветствующего временным окнам (каналам при накоплении. мессбауэровского спектра, запоминает эти значения скорости. Алгоритм расчета .зн чёния скорости в канале заключается в решении системы уравнений К i V t +2t| 21 2 -2. к V t- +-- з, n 31+2 где К, , К j - количество интерфере ционных импульсов, зарегистрирован0НЫК за, интервалы времени ti - tj и f-j - f соответственно в j-м канале; VH - значение скорости в момент времени t ;, tjj, и, t3 -. интервалы времени. равные t и t, - tij, соответственно между моментами появления . первого интерференционного импульса внутри j-ro канала t к импульса, расположенного .в срединной области временного окна (момент t2) т.е. манного окна (момент t ), т.е. (/2 + u.t, который берется в расчет, и между t и ta выбранными-на краю вр&менного окна; а - ускорение; n кратность прохождения луча в подвижном плече, причем а принимает только четные значения. Конечное выражение для определения среднего значения скорости в канале имеет вид Vj ; V; + a(Nj. fj) - fJгде Vf, - значение скорости в момент времени t ; с - ширина временного окна (канала); . N: - номер канала, j На следующем рабочем цикле по окончании рабочего участка перемещения с момента выработки., устройством управления сигнала старт операции по измерению и расчету повторяются, По обработке заданного количества циклов ЭВМ блокирует прием информации из буферного запоминающего устройства и рассчитьгоает функции распределения скорости внутри каждого канала, определяет по этой фунуции среднее значение скорости в канале отклонение значения скорости в канале и вьщает массив данных градуировочной кривой, на основании которой производится расчет параметров мессбауэровского спектра. Мессбауэровский спектр может быть накоплен одновременно с градуировкой в отведенной дл lero секции ОЗУ ЭВМ,

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ СКОРО ТНОЙ ШКАЛЫ МЕССБАУЭРОВСКОГО СПЕКТРОМЕТРА, заключаюпдайся в измерении скорости перемещения подвижной части допплеровского модулятора с помощью лазерного интерферометра, ймею- щего подвижное плечо, путем получения интерференционной картины двух интерферирующих лучей, один из которых направляют на подвижное плечо интерферометра, а другой - на фотодетектор, и преобразования переме- . щения в интерференционные видеойм пульсы и их регистрации в пределах временных интервалов, на которые разбит рабочий диапазон скорости, отличающийся тем,, .что, I с целью увеличения точности градус ировки, один из двух интерферирующих ; лучей предварительно направляют в подвижномплече интерферометра так, чтобы обеспечить многократное прохождение его между подвижным и неподвижным элементами этого плеча, ; причем кратность прохождения луча : выбирают из условия регистрации не менее трех интерференционных видеоимпульсов в пределах каждого времей- него интервала, фиксируют моменты времени регистрации их на всем рабочем диапазоне скорости перемещения с подвижной части допплеровского модулятора от начала диапазона до конца, .рассчитывают значение скорости в пределах каждого временного интервала, на которые разбит рабочий диапазон, за каждый рабочий цикл перемещения, по этим значениям о ее находят функции распределения ско: рости внутри каждого временного N интервала, по функции распределения определяют среднее значение i скорости внутри интервала и отклонение ее от среднего значения.