Устройство для исследования спектров излучения Советский патент 1991 года по МПК G01J3/30 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых параметров.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит светоделитель 1, первый объектив 2, спектральный прибор 3, - световод 4, первый фотоприёмник 5, эмит- терный повторитель б, регистрирующий прибор 7, второй объектив 8, второй фотоприемник 9 и мультсборник 10 с индуктивной связью.

Устройство работает следующим образом.

Световой импульс, разделенный светоделителем 1 на два отдельных потока, с помощью объективов 8 и 2 попадает на фотоприемник 9 и щель спектрального прибора 3. Исследуемый световой сигнал разлагается диспергирующим элементом в спектр. По световоду 4 излучение передается на фотоприемник 5 и далее через эмиттерный повторитель 6 с улучшенным отношением сигнал/шум попадает на измерительный вход регистрирующего прибора 7.

Саморегулируемый запуск прибора 7 и управляемый сдвиг начала регистрации исследуемого светового сигнала относительно момента его появления, что обеспечивает в конечном счете жесткую синхронизацию запуска прибора 7 с регулируемым явлением, производятся следующим образом.

Пусть отношение светового потока , прошедшего через объектив 8 к полному световому потоку, посылаемого источником Фь , равно Ki, т.е.

ЗЫ Ki Фо .(1)

При этом запуск прибора 7 электрическим сигналом, идущим от фотоприемника 9, происходит в некоторый момент времени ti, отсчитанного с момента появления самого светового импульса. Для значения потока, прошедшего через подвижный объектив 8 в момент времени ti, можно записать выражение

.«Mt,) .KI /i -Kiflbti,

(2)

При перемещении объектива 8 в другое положение соответственно формуле (1) можем записать:

Фп2 (t2) К2 Фо (t2),

(6)

где Фп2 (t) - величина светового потока, прошедшего через объектив 8 во втором ее положении в момент времени t2, при котором происходит запуск прибора 7. Аналогично выражению (2)

Фп2 (12) К2 Фг t2,

ел

15

где

Изобретение касается оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых параметров. Исследуемое излучение разделяется светоделителем на две части, одна из которых поступает на спектральный прибор и регистрируется первым фотоприемником. Другая часть излучения поступает на объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси, связывающей светоделитель с вторым фотоприемником. Выход второго фотоприемника через мультсборник с индуктивной связью соединен с синхронизирующим входом регистрирующего прибора. Устройство обладает повышенной помехоустойчивостью в присутствии электромагнитных наводок. 1 ил. сл с

где

d Фо (t)/dt

(3)

С другой стороны, значение силы тока, снимаемого с фотоприемника 9, прямо пропорционально величине светового потока, падающего на фотоприемник. А значение ЭДС индукции Е , наводимой на катушке индуктивности мультсборника 10, пропорционально dl/dt, Следовательно,

Р dl., dt -dt

(4)

Подставляя в выражение (4) значение Фп из формулы (2) получают

e() K(4t+4). (5)

Из формулы (5) следует, что величина запускающего сигнала, идущего с мультсборника 10с индуктивным каналом связи на прибор 7, прямо пропорциональна как крутизне фронта светового импульса Фп , так и скорости изменения крутизны Фь . Следовательно, если произойдет рост крутизны исследуемого сигнала, то регистрирующий прибор 7 на него прореагирует и его запуск произойдет раньше.

Таким образом, сам световой сигнал контролирует запуск регистрирующего прибора 7. При укорочении общей длительности светового излучения за счет нарастания скорости фронта импульса света прибор 7 не опоздает с запуском, т.е. процесс саморегулируемый. Это все происходит при одном фиксированном положении объектива 8.

t2 S.

J $&.

(8)

При постоянном уровне запуска прибора 7 25 Ki Ф0 ;i Ка Фь t2,

(9)

следовательно, временной сдвиг начала запуска прибора 7

30

.i-tt(l-g),

(10)

т.е. при К2 Ki запуск произойдет позже, t2 ti.

Из формулы (9) следует также, что съе- товые импульсы, соответствующие двум последовательным положениям объектива 8, отличаются как по крутизне, так и по амплитуде.

Можно добавить, что величина

KI -щ- будет определяться отношением

телесного угла сбора излучения к полному телесному углу 4 л.

45

К, К| 2л

(11)

где

л о - d S а &4 -г-,

R

(12)

где dS - площадь сечения ограничителя по- тока, в случае подвижного объектива 8 - площадь входной апертурной диафрагмы.

Так как часть пути от источника (как света, так и электромагнитных наводок) до регистрирующего прибора 7 запускающий

сигнал замыкает по воздуху, т.е. переносит энергию в виде излучения, то устройство обладает повышенной помехоустойчивостью в присутствии электромагнитных наводок, что в конечном счете служит для эффективного достижения цели технического решения.

Формула изобретения Устройство для исследования спектров излучения, содержащее оптически связанные светоделитель, первый объектив, спектральный прибор, первый фотоприемник, второй объектив и второй фотоприемник, а

0

5

также регистрирующий прибор, снабженный синхронизирующим входом и измерительным входом, соединенным с первым фотоприемником, от личающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров, оно дополнительно содержит мультсборник с индуктивной связью, второй объектив установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси, связывающей светоделитель с вторым фотоприемником, выход которого через мультсборник с индуктивной связью соединен с синхронизирующим входом регистрирующего прибора.