Мессбауэровский спектрометр Советский патент 1977 года по МПК G01T1/36 H01J39/34 

Изобретение относится к трециэионным измерительным ядерно-4шзическт1м установкам и может применяться для анализа свойств некоторых веществ и химических соединений, в которььх наблюдается резонансное поглощение гамма-квантов. Известны мессбауэровские спектрометры содержащие источник радиоактивного излучения и электромеханический вибратор, служащий для относительного перемещения источника и поглотителя. Электромеханический вибратор укреплен с помощью подшипников, а начальное положение подвижной части фик сируется фотодатчиком ll 2 . Недостатком таких спектрометров является наличие постоянного тока в двигательной катушке вибратора для компенсации веса его подвижной части при вертикальном положении оси симметрии вибратора. Это приводит к нагреву катушки и ограничению рабочего диапазона выходного сигнала оконе ного усилительного каскада. Кроме того, механическая конструкция вибратора с подшипниками достаточно сложна. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мессбауэрюво- кий спектрометр, в котором электромеханический вибратор, содержащий датчики скорости и положешш, укреплен на пружинном подвесе. При этом датчик положения выдает логический сигнал в момент нахождения подвижной части вибратора в определенном положении. Электрическая часть такого спектрометра содержит каскад /силения и частотной коррекции, сумматор и оконечный усилитель с токовым выходом питающи двигательную катущку вибратора. Для воспроизведения скорости движения, задаваемой генератором, в схему спектрометра введена обратная связь по скорости ,2J. Спектрометры этого типа характеризуют ся невысокой точностью воспроизведения скорости вследствие низкочастотного резонанса механической системы, определяемого суммарной массой подвижной части вибратора и жесткостью пружин. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения скорости движение. Укаэашшя цель достигается тем, что в предложенном спектрометре датчик положения выполнен линейным, а в электрическую часть спектрометра введгны усилител) с регулируемым коэффициентом усиления и суглматор. Выход линейного датчика положения подключен ко. входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которо го через дополнительный сумматор свг -м со -входом оконечного усилителя с токовым вь(ходом, а второй вход дополнительного сумматора подключен к выходу каскада yew ления и частотной коррекции. Введение дополнительных устройств воляет скомпенсировать реакцию пружин np отклонении виб затора -от среднего положени На чертеже представлена блок-схема предложенного спектрометра. Спектрометр содержит источник радиоактивного излучения 1, поглотитель 2, детектор 3, регистрирующую аппаратуру 4, электромеханический вибратор 5, включающий в себя двигательную катушку б, скорости 7, соединязс лую трубу 8, магниты 9, пружины 10 и линейный датчик положения 11, сумматор 12, дополнительный сумматор 13, усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления, каскад 15 усиления и частотной коррекции, оконечный усилитель 16 с токовым выходом , генератор 17, задающий скорость движения, интегратор 18. Спектрометр работает следующим образом. От генератора 17, задающего скорость движения, на сумматор 12 подается напряжение соответствующей формы, например линейно-восрастаюаее, вяй скачок напряже ния. Через каскад 15 усиления и частотно коррекпии, донолннтельный сумматор 13 ги оконечный усипитепь ,16 с токовым выходом в двигаггельиую катушку 6 поступает ток, приводяЕтй ;в(виженйе подвижную час вибратора . На выходе датчика скорости 7 создается на-к яжение, которое поступает н второй влод сумматора 12, и таким образом иепь отрицательной обратной связи по скорости замьгкается. . Для компенсации реакции пружины 10 сигнал с иияейного датчика положения 11 чер.ез усилитель 14 с регулируемым коэф фициентом усиления поступает на дополнительный ёутим атор 13 с таким знаком, что увеличивает ток через оконечный усилитель 6. Коэффициент усиления усилителя подбиается таким, чтобы величина тока компенировала силу реакции пружин. Для поддержания средней точки колебания одвижной части введена отрицательная братная свявь, например, по интегралу от ыходной величины сигнала, поступающего с инейного датчика положения. Для этой цели можно применить и управление фазой генератора, задающего скорость движения. Скорость движения в режиме постоянных скоростей после введения компенсации примет вид: v(t)«4.( , гдеЬ - коэффициент; К - усиление; УО - установившееся значение ско рости. Таким образом, скорость приближается асимптотически к заданной, и время переходного процесса уменьшается с увеличением коэффициента усиления. Проведенный анализ показывает, что инерционность цепи обратной связи, эквивалентная интегрированию с постояиной времени ft, 410 , не влиляет на характеристики системы. Формула изобретения . Мессбауэровский спектрометр, содержащий электромеханический вибратор с пружинным подвесом и датчики положения и скорости, а в электрической части оконечный усилитель с токовым выходом и каскад усиления и частотной коррекции, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения скорости движения подвижной части вибратора, датчик положения выполнен линейным,, а в электрическую часть спектрометра введены усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и сумматор, причем выход линейного датчика положения подключен ко входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого через дополните/шный сумматор связан со входом оконечного усилителя с токовым выходом, а второй вход дополнительного сумматора подключен к выходу каскада усиления и частотной коррекции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 313146, кл. G О1 N 23/ОО, 1969. 2. Иркаев С. М. и др. Ядерный гаммарезонанс, Изд, Московского университета, 197О, с, 120-123.

Г

- 18