Микроволновый спектрометр Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

за. В следующий момент частотный модулятор 13 изменяет частоту излучения ИКМИ 1. При этом на смеситель 3 поступает спонтанное когерентное излучение газа на частоте , излучение частоты fj. ИКМИ 1, работающего в режиме гетеродина, и излучение синтезатора 4 частоты. Со смесителя 3 комбинационные составляющие этих сиг налов поступают через усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 5 на регистратор 7, фиксирующий информацию о

1

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть исполь зонано при молекулярном и изотопном анализе веществ в газовой и паровой фазе, например, при анализе особо чистых веществ.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона рабочих частот,

На чертеже приведена структурная электрическая схема микроволнового спектрометра.

Микроволновый спектрометр, содержащий источник 1 когерентного микроволнового излучения, ячейку 2 для исследуемого газа, смеситель 3„синтезатор частоты, первый и второй усилители промежуточной частоты (УПЧ) 5 и 6, регистратор 7, первый и BTopoi частотные детекторы 8 и 9, сумматор 10, блок 11 вычитания, блок 12 управления, частотный модулятор 13,

Микроволновый спектрометр работает следующим образом,

В первый момент времени источник работает в режиме поляризации газа. При совпадении частоты излучения источника 1 с частотой д исследуемой линии поглощения газа в силу резонансного взаимодействия излучения с газом в нем возникает волна поляризации, обуславливающая спонтанное когерентное излучение газа, В следующий момент времени частотный модулятор 13 изменяет частоту излучения источника 1 на величину, равную промежуточной частоте f УПЧ 5, и на смесите пь 3 поступает когерентное

31446

линии поглощения, а УПЧ ft - на частотнЕ)1ё детекто1)ы 8,9. (Сигналы с частотных детекторов 8, 9 поступают на сумматор 10 и на блок 11 вычитания Сигнал с сумматора 10 поступает на ИКМИ 1, обеспечивая стабильность его частоты. Сигнал блока 11 вычитания поступает на управления девиацией частоты.Сигнал с его выхода через частотный модулятор 13 воздействует на ИКМИ 1, обеспечивая стабильность девиации частоты. 1 ил.

спонтанное излучение газа на частоте f. , излучение частоты f. источника 1, работающего теперь в режиме гетеродина, и субмиллиметровое излучение, синтезатора 4 частоты стабильной частоты f,, . В выходном сигнале смесителя 3 присутствуют комбинационные составляющие сигнала на

частотах fc4-fлп выхода смесителя 3 сигналы поступают на УПЧ 5 и УПЧ 6, Так как УПЧ 5 настроен на частоту , то он усиливает содержащий информацию об

исследуемой линии поглощения сигнал на частоте fj.-f , С выхода УПЧ 5 сигнал об исследуемой спектральной линии поступает на регистратор 7. УПЧ 6 усиливает сигналы на частотах

f -f- и ff-ff-q после чего указанные сигналы поступают на входы частотных детекторов 8 и 9. Частотный детектор 8 выделяет сигнал на частоте f цп частотный детектор 9 - на частоте f -f . Выходные сигнгшы частотных детекторов 8 и 9 поступают на входы сумматора 10 и блока 11 вычитания. Сумматор 10 складывает и блок 11 вычитания вычитает

входные сигналы, в результате чего выходной сигнал сумматора 10 содержит информацию о нестабильности частоты источника 1 излучения при его работе в обоих режимах, а выходной

сигнаА блока 11 вычитания - о нестабильности девиации частоты и источника 1 при его работе в обоих режимах.. Выходной сигнал сумматора 10 поступает на первый вход источника 1, обеспечивая стабильность частоты источника 1 излучения. Выходной сигнал блока 11 пычитания поступает на блок 12 управления девиацией частоты, выходной сигнал которого поступает на частотный модулятор 13 .обеспечивая ста бильность девиации частоты источника .

Таким образом, предлагаемая схема спектрометра обеспечивает стабильность частоты источника 1 при работе источника как в режиме поляризации газа, так и в режиме гетеродина, обеспечивает .стабильность девиации частоты и позволяет исключить необходимое для прототипа использование ргп-диодов и специального гетеродина, снимая тем самым принципиальное ограничение на частотньй диапазон и исключая возникновение ложных сигналов, связанных с использованием pin-диодов, и невозможность полного сопряже- ния гетеродина с источником излучения, что обеспечивает расширение диапазона рабочих частот спектрометра и повышение чувствительности.

Формула изобре.тения

Микроволновый спектрометр, содержащий последопательно размещенные

Редактор Н.Слободяник

Составитель Р.Кузнецова Техред И.Гайдош

Заказ 2559/49Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, А

j

ю 5 20

5

источник когерентного микроволнового излучения, ячейку для исследуемого газа и смеситель, выход которого через первый усилитель промежуточной частоты соединен с регистратором, и синтезатор частоты, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния чувствительности и расширения диапазона рабочих частот, между выходом смесителя и входом стабилизации частоты источника когерентного микроволнового излучения введены последовательно соединенные второй усили тель промежуточной частоты, первый частотный детектор, блок вычитания, блок управления и частотный модулятор, между выходом второго усилителя промежуточной частоты и входом стабилизации девиации частоты источника /когерентн ого микроволнового излучения введены последовательно соединенные второй частотный детектор и сумматор, при этом выход первого частотного детектора соединен с вторым входом сумматора, второй вход блока вычитания подключен к выходу второго частотного детектора, а выход синтезатора частоты подключен к второму входу смесителя.

Корректор С.Шекмар Подписное

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться при молекулярном и изотопном анализе веществ в газовой или паровой фазе. Повьшается чувствительность и расширяется диапазон рабочих частот. Сначала источник когерентного микроволнового излучения (ИКМИ) 1, облучая ячейку 2 для исследуемого газа, работает в режиме поляризации газа. При совпадении частоты излучения ИКМИ 1 с частотой f исследуемой линии пЛ лощення газа происходит спонтанное когерентное излучение га С«9 4 О