Устройство для спектрального анализа ультрафиолетового излучения Советский патент 1992 года по МПК G01J3/42 

сл

С

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля , 2 озонового слоя атмосферы, Сущность: устройство для спектрального анализа УФ-из- лучения имеет корпус в виде изогнутой трубы и установленный в месте изгиба диспергирующий элемент. За ним расположены объектив и мозаичный экран с полосами из люминофора, чувствительного к УФ-излу- чению, и окуляр. При использовании в качестве диспергирующего элемента фильтра используется одна трубка с экраном и окуляром. Полосы из люминофора могут быть градуированы в процентном содержании озона. С помощью прибора легко контролируют состояние озонового слоя атмосферы, 3 з.п,ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительным приборам, конкретно к устройству для спектрального анализа ультрафиолетового излучения и может быть использовано для текущего контроля за сое гоянием озонового слоя атмосферы, так как в настоящее время контроль за состоянием озонового слоя атмосферы практически не ведется, хотя это и является актуальной проблемой.

Известно устройство для индикации интенсивности солнечного освещения, содержащее корпус, в котором расположены несколькЙ фотоэлектрических преобразователей с различной светочувствительностью по отношению к длинам волн спектра в диапазоне 2900-3200 А. К фотоэлектрическим преобразователям подключены индикаторы, в качестве которых использованы свето- диоды.

Недостатком данного устройства является то, что оно не определяет наличие озона в атмосфере, а также конструктивная и схемная сложность, в частности наличие фотопреобразователей с различной светочувствительностью в широком диапазоне спектра излучения.

Известен также прибор для анализа потока полихроматического излучения, содержащий плоское окно-экран, через которое проходит исследуемое излучение. На окне нанесена система чередующихся зон в виде полос, обладающих различными характеристиками пропускания для анализируемого потока излучения. Схема для измерения изXI

СЛ

СА)

ю

о о

ы

лучения содержит линзу, призму, два зеркала, приемник-анализатор.

Недостатком данного прибора является то, что он не позволяет осуществить такой спектральный анализ УФ-излучеиия, по которому можно определить наличие озона в атмосфере, а также сложность его конструктивной и аппаратурной реализации.

Цель изобретения - создание простого устройства рпектрального анализа УФ-из- лучения для обнаружения и контроля озона в атмосфере.

Поставленная цель дЪстигается тем, что спектральный анализатор содержит кгорпус в виде изогнутой цилиндрической трубы, одна часть трубы выполняет роль солнечной бленды. В месте изгиба трубы установлена призма. За ней расположены последовательно установленные кварцевый объектив, мозаичный экран и окуляр.

Предложенное устройство содержит корпус измерителя, который многофункционален, одна его часть выполняет роль бленды, а другая часть является несущей конструкцией для оптических элементов. В качестве анализатора диспергированного излучения применен мозаичный экран с горизонтальными полосами люминофора При этом качественную оценку излучения проводят визуально путем наблюдения светящихся полос люминофора через встроенный окуляр, Таким образом, предложенное устройство просто по конструкции, удобно в эксплуатации, надежно в работе и обладает высокой разрешающей способностью.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг, 2 - мозаичный экран с чувствительными полосками люминофора.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1, выполненный в виде изогнутой трубы, причем два уголка этого корпуса расположены под углом один относительно другого, В месте изгиба корпуса установлена кварцевая призма 2, а за ней кварцевый объектив 3, а фокальной плоскости которого находится мозаичный экран 4. Корпус 1 снабжен окуляром 5 для наблюдения за изображением на экране. Угол изгиба корпуса и коэффициент преломления линзы для УФ- и синего излучения связаны между собой, то есть эти величины выбирают такими, чтобы преломленное призмой 2 излучение попадало на объектив и затем на мозаичный экран. Поскольку значительная часть излучения проходит через призму 2 без преломления, то целесообразно предусмотреть в стенке корпуса 1 отверстия, что снизит разогрев корпуса.

Мозаичный экран 4 (фиг. 2) образован подложкой, выполненной из белого матового стекла, на которой нанесены в виде полос слои люминофора, светящегося в видимом свете под воздействием анализируемого излучения. Полосы из люминофора выполнены так, что светятся в излучении различных длин волн от 3800 А до 3000-2000 А В нижней части экрана расположена чиста белая полоса, свободная от люминофора.

Предлагаемое устройство работает сле0 дующим образом.

На участок неба, где требуется проверить состояние озонового слоя, наводится прибор Вошедшее в спектроанализатор излучение на призме 2 разлагается в спектр.

5 Объективом 3 исследуемое излучение от видимых цветов спектра (синий, зеленый) и до далекого ультрафиолета, невидимого глазом, передается на мозаичный экран. Паразитное излучение неисследуемого спектра с

0 целью предотвращения нагрева устройства, выводится из прибора наружу через отверстия 6, Контроль содержания озона осуществляв сяпутемвизуального рассматривания экрана через окуляр 5 с на5 несенными на него полосами люминофора, преобразующими ультрафиолетовое излучение в видимое В случае необходимости устройство может быть предварительно калибровано и каждая полоса градуирована в

0 величинах процентного содержания озона. Сущность контроля состоит в визуальном сравнении яркостей полос люминофора, светящегося под воздействием излучения в разных длинах волн, При отгут5 ствии вакуумного ультрафиолета, те. при нормальном содержании озона в атмосфере (озоновый слой в норме), свечения люминофора для длин волн меньше3600 А невидно. При уменьшении слоя озона яркость полос

0 люминофора увеличивается. Так как полосы люминофора расположены в порядке уменьшения длин волн, то порядковый номер светящейся полосы указывает на количество озона в атмосфере.

5 Предлагаемое устройство просто по конструкции, с его помощью можно легко проводить спектральный анализ атмосферы и контролировать состояние озонового слоя

0Формула изобретения

1 Устройство для спектрального анализа ультрафиолетового излучения, содержащее корпус в виде изогнутой трубы с диспергирующим элементов и расположен5 ный в нем чувствительный к ультрафиолетовому излучению элемент, отличающее- , с я тем, что, с целью упрощения конструкции для обнаружения и контроля озона, чувствительный элемент выполнен в виде мозаич- ного экрана с полосами люминофора,

чувствительного к ультрафиолетовому излу чению, и снабжено окуляром для рассматривания полос этого экрана

0

3 Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что мозаичный экран выполнен в виде подложки из белого матового стекла, на которой нанесены полосы люминофора с люминесценцией в различных длинах волн от 3600 до 3000-2000 А.

Фи&1