Двухлучевой спектрофотометр Советский патент 1981 года по МПК G01J3/42 

(54) ДВУХЛУЧЕВОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТР

1

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.:

Известны спектрофотометры, в котбрых влияние собственного излучения образца исключают благодаря при 4eнeнкю. двух модуляторов , работающих на кратных частотах и установленных на входе и на выходе оптических каналов l.

Наиболее близким техническим решением является двухлучевой спектрофотометр, содержащий систему формирования двух оптических каналов, модулятор .для последовательной подачи .потока излучения в каждый оптически канал, устройство для пространственного объединения потоков излучения .нз оптических каналов, выполненное на основе зеркального перфорированного экрана, монохроматор с диспергирукяцим элементом и приводом сканирования спектра и приемно-регистрирующее устройство 2.

К недостаткам его относится отсутствие возможности компенсации неСовпадейня спектральных характерис.тик оптических каналов.

Целью изобретения является .повышение точнорти измерений .за счет

компенсации несовпадения спекральных характеристик оптических каналов спектрофотометра.

Эта цель достигается тем, что в известном двухлучевом спектрофотометре , содержащем систему формирсЗвания двух оптических каналов с модулятором для направления потока излучения, последовательно в каждый оптический . канал,.устройство пространственного объединения потоков излучения из оптических каналов, выполненное на основе зеркального перфорированного экрана, монохроматор с диспергирующим элементом и приводом сканирования спектра и приемно-регистрирующее устройство, устройство пространственного объеди«ения потоков .излучения снабжено перфорированным экраном, установленным параллельно/зеркальному перфорированному экрану, при этом спектрофотометр снабжен функциональным приводом перемещения перфорированного экрана относительного зеркального экрана в его плоскости, связанным с приводом сканирования спектра.

На фиг. 1 .показанапринципиальная схема спектрофотометраf на 0 .фиг. 2 - кинематическая схема.

Двухлучевой спектрофотометр сосодержит осветитель 1, систему формирования двух оптических каналов 2 и 3, состоящую из модуляторакс 1мутатора 4 и двух групп зеркал 5-7, установленных в каждом канале. За зеркалами последовательно ус.тановлены устройство 8 для объединения .потоков излучения из оптических каналов 2, 3 и монохроматор 9с диспергирующим элементом 10 и приводом 11 сканирования спектра, связанным с элементом 10. На выходе монохроматора расположена приемнорегистрирующая система 12. Исследуемый образец 10 устанавливается в один из оптических каналов, например Б канал 2, в другой оптический канал может быть установлен стандартный образец СО. Модулятор 4 представляет собой, например, секторное зеркало, установленное с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной его плоскости.

Устройство 8 пространственного объединения потоков излучения выполнено на основе двух взаимно параллельных перфорированных экранов 13 и 14 (фиг. 2). Поверхность экрана 13, обращенная к монохроматору 9, выполнена зеркальной. Второй экран 14-, расположенный со стороны оптического канала 2, который может быть выполнен неотражающим, сопряжен с функциональным приводом 15 (фиг.1) обеспечивающим поступательное движение экрана 14 в плоскости этого экрана (это направление отмечено стрелкой на фиг. 2). Перфорация экранов

13и 14 представляет собой набор прямолинейных прорезей 16 и 17, расположенных взаимно параллельно и перпендикулярно направлению перемещения неотражающего экрана 14. Число

и размеры прорезей 16 на зеркальном перфорированном экране 13 должно быть подобрано таким образом, чтобы коэффициент отражения этого экрана был на 5% меньше его коэффициента пропускания. Экраны 13 и

14изготавливаются из материала

с малым коэффициентом температурного расширения например из кварца.

Функциональный привод (см. фиг.2) может быть выполнен на основе кулачка. 18, связанного, например, посредством зубчатой передачи 19 с приводом 11 сканирования спектра.

Спектрофотометр работает следующим образом.

Модулятор 4 в течение одного полупериода своего вращения отражает поток излучения от осветителя 1 в оптический канал 2, где этот поток проходит через исследуемый образец ИО. В течение второго полупериода модулятор 4 пропускает поток излучения в оптический канал 3, где он проходит через стандартный образец

СО. Часть потока излучения из оптического канала 2, прошедшая сквозь прорези 16 и 17 в обоих перфорированных экранах 13 и 14, поступает на вход монохроматора 9. В следующий полупериод вращения. модулятора 4 на вход монохроматора 9 поступит часть потока излучения из канала 3, отраженная зеркальным перфорированным экраном 13. Потоки излучения, поступакадие в мрнохроматор, поочередно разлагаются в.спектродиспергирующем элементе 10, и-излучение в узком спектральном интервале выводится из монохрсичатора 9 на приемно-рег-истрирующую систему, измеряющую, например, методов оптической компенсации отношение потоко излучейия на выходе каналов 2 и 3. Установка определенной длины волны на выходе монох1 оматора 9 осуществляетсй поворотом диспергирующего элемента с помощью привода 11- :канирования спектра.

Благодаря наличию связи между приводами 11 и 15 одновременно с поворотом диспергирующего элемента 10 происходит поворот кулачка 18, который через контактный элемент осуществляет поступательное перемещение перфорированного экрана 14 относительно зеркального перфориройанного экрана 13. При этом изменяется степень перекрывания прорезей 16 прорезями 17.

Профиль кулачка 18 и коэффициент передачи от привода 11 к приводу 15 подбирается таким образом, что при отсутствии образцов в обоих оптических каналах интенсивности потоков, поступающих из этих каналов на вход монохроматора 9, равны друг другу во всем спектральном диапазон работы спектрофотометра.

Формула изобретения

Двухлучевой спектрофотометр, содержащий- систему формирования двух оптических каналов с модуляторомкоммутатором, устройство пространственного объединения потоков излучения из оптических каналов , выполненное на основе зеркального перфорированного экрана, монохроматор с диспергирующим элементом и приводом сканирования спектра и приемно-регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью компенсации несовпадения спектральньах характеристик оптических каналов, устройство пространственного объединения потоков излучения снабжено дополнительным перфорированным экраном, установленным параллельно зеркальному перфорированному экрану при этом спектрофотометр снабжен функциональным приводом перемещения перфорированного экрана в его плоскости относительно зеркального эк