Способ регистрации спектров быстропротекающих процессов Советский патент 1988 года по МПК G01J3/42 

ОС

со ел

со

05

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению и может быть использовано при исследовании быстро- протекающих самосветящихся физических процессов и регистрации кинетики спектров.

Целью изобретения является повышение точности регистрации.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема для реализации способа; на фиг. 2 - :схема размещения спектров для реализа- ; ции способа на фотокатоде электронно-оп- 1тического преобразователя (ЭОП); на 1ФИГ. 3 - схема фотометрировзния изобра- Iженин способа на экране ЭОП. ; Принципиальная схема реализации спо- |соба содержит импульсный источник 1 излу- чения, рабочий 2 и опорный 3 каналы, ;спектральный блок 4, электронно-оптический :преобразователь 5.

I Способ осуществляют следующим об- разом.

I Лучистый поток от импульсного источника излучения одновременно пропускают |по двум каналам 2, 3, одинаковым в спект- 1ральном и фотометрическом отношениях, за- ргем излучение каждого канала разлагают JB спектр, сводят их (например, посредством Ьеркал, призм, волоконной оптикой) в плоскости фотокатода таким образом, чтобы указанные спектры располагались друг над japyroM на одной прямой с промежутком ежду ними, больщим или равным пределу Пространственного разрешения (фиг. 2) Электронно-оптического преобразователя. Разворачивают одновременно (синхронно и ринфазно) указанные спектры во времени на кране преобразователя (фиг. 3) и фотомет- |рируют полученные картины (полуполя) в |направлении,перпендикулярном оси времени IB точках соответствующих одинаковых спект- |ральных выборок. Фотометрирование произ- |водят дважды: первый раз без процесса в режиме холостого хода развертки, а второй раз - с процессом, причем информацию о спектральном пропускании образца выделяют как частное от деления коэффициентов, полученных в режиме регистрации и холостого хода развертки.

Пусть на фотокатод ЭОП 5 в точках А и В (см. фиг. 2), имеющих в общем случае разные чувствительности JA и в, проецируются от одного источника 1 излучения две одинаковые спектральные линии щири- нрй ДА,, создающие на фотокатоде близкие по величине облученности Ел и Ев. Фототоки, вызванные этими потоками, равны соответственно

iA JAEA, 8 jsEe.(I)

При развертке этих электронных потоков в плоскости экрана ЭОП (фиг.. 3) получают две светящиеся линии А А и В В , про- модулированные по всей длине развертки по яркости как за счет флуктуации интенсивности источника, так и за счет неравномерности свойств фотокатода и люминофора экрана, а также за счет нелинейности развертки и нестабильности питания цепей ЭОП.

Количества освещения (экспозиции) от отдельных точек этих линий, например, от а и b определяются через выражения вида

На JAEAh;/e;(2)

H j.E,4-/@,(3)

де НА и he - светоотдача люминофора в точках а и Ь экрана; 0-параметр, зависящий от конструкции преобразователя и режимов его работы. Отношение экспозиций в этих точках а н b позволяет определить сквозной коэффициент, показывающий различия световой эффективности преобразователя в указанных точках, т.е.

20J7 На „ JAHAhg/

I т . 11 и

Не jBHehi,

(4)

Из формулы (4) видно, что на величину К не влияет изменение во времени яркости спектра, напряжений питания ЭОП, а также нелинейности развертки, так как указанные изменения строго коррелированы во времени как на входе преобразователя, так и внутри его при переносе изображения пучками электронов. Абсолютная величина

этого коэффициента зависит только от положения зон неодинаковой яркости свечения экрана ЭОП.

В режиме регистрации., когда изменяется прозрачность исследуемого вещества в основном канале отношение экспозиций для

тех же точек имеет вид

JAha

jBEelV

(5)

где - облученность фотокатода;

ос - коэффициент пульсации яркости источника излучения; I т I - модуль изменения прозрачности исследуемого вещества, т.е. регистрируемая величина. Указанная величина j т | может быть получена как частное от деления коэффициентов КР и К, т.е.

т

ЛР К.

(6)

ос

Принцип нахождения величины ается справедливым для любой координаты экрана. На абсолютную величину зарегистрированного параметра теперь уже не влияют зонные характеристики преобразователя и регистрирующей среды (фотоэмульсии) или устройства считывания сигнала с экрана ЭОП.

Обработка сигнала по предлагаемо.му способу позволяет произвести измерения

спектрального пропускания образцов с высокой точностью за счет сведения к минимуму погрешностей, обусловленных звеньями измерительных схем спектрофотометра.

Формула изобретения

Способ регистрации спектров быстро- протекающих процессов, включающий моно- хроматизацию излучения, образование двух спектральных каналов, детектирование спектра процесса посредством электронно-оптического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации, предварительно производят детектирование спектра обоих спектральных каналов с одновременным проецированием спектров на фотокатод времяанализирующего элек

тронно-оптического преобразователя так, чтобы изображения спектров располагались друг над другом в направлении, перпендикулярном оси времени с промежутком между ними, большим или равным пределу пространственного разрешения электронно- оптического преобразователя, разворачивают спектры во времени, фотометрируют изображения спектров в направленИ и, перпендикулярном оси времени, находят отношение сигналов от двух идентичных в спектральном и временном отношении точек спектров, затем те же операции проводят при протекании процесса, причем информацию об изменении спектра во времени получают как частное от деления отношений сигналов при протекании процесса и без него.

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение точности регистрации. Излучение, исходящее от самосветящегося источника или проходящее через изменяющуюся во времени среду. монохроматизируется, разделяется на два спектральных канала и детектируется с помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОП). Предварительно на фотокатод времяанализирующего ЭОП проектируется спектр обоих каналов. Изображения спектров на фотокатоде расположены друг над другом на расстоянии, не большем предела пространственного разрешения ЭОП. Спектры расположены перпендикулярно оси времени. После разворота спектров во времени фотометрируют спектры и находят отношение сигналов двух идентичных точек по К и {. Те же операции проводят при протекании исследуемого процесса. Изменение спектра оценивается по частному от деления отношений сигналов при протекании процесса и без него. Способ позволяет свести к минимуму погрешности, обусловленные звеньями измерительных схем спектрального прибора и регистрирующей аппаратуры. 3 ил. (О (/ С

a/ттaftaл7a9

Слентр й/1 основного

/7/yof e HyrrroH

/ сгголнитедб

аго MOHcf/rcf

Ф1гг.2

/

5

В

фиеЛ

мран

/7o/j{//7a/r/f /J

a/7pcfSj7eMLJS g pa38ep/r7/iu

Фиг.