Микрофотометр Советский патент 1981 года по МПК G01J1/04 

(54) МИКРОФОТОМЕТР

1

Изобретение относится к устройствам регистрации и обработки спектрограмм и может быть применено в научно-исследовательских (экспериментальной химии, спектроскопии, тонкоструктурной или атомной физики и астрофизики) и заводских лабораториях для фотометрирования спектрограмм эмиссионных и абсорбционных спектров и рентгенограмм.

Известны микрофотометры, которые состоят из опорного стола с предметным столиком, системы объективов, щели, датчика - фотоэлемента и фотокассеты, в .которой устанавливается фотопластинка для регистрации сигналов,в которых фотометрия изображения осуществляется по одному каналу. В этих микрофотометрах фотометрирование производится или визуально, или на фотобу are (фотопластинке). На этих микрофотомерах сигнал дается на выходе в почернениях 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является микрофотометр, содержащий опорный стол, предметный столик, оптическую систему,состоящую из лампы накаливания, объективов.оптического клина, щелевых диафрагм,фотодатчик и самописец 2.

Недостатки таких .микрофотометров заключаются в том, что фотометрия изображения осуществляется лишь по одному каналу и по почернениям; фотометрируемый участок имеет малую длину, которая зависит от масщтаба записи; полученная информация не приспособлена для ввода в ЭВМ.

Цель изобретения - повышение точности измерений и ускорение процесса обработ 0 ки результатов.

Для достижения поставленной цели в известное устройство введены дополнительная оптическая система, состоящая из зеркал, объективов, двух оптических клиньев, двух щелевых диафрагм, два дополнитель5ных фотодатчика для регистрации оптическиз сигналов от дополнительной оптической системы, два блока перевода сигналов почернения в интенсивности, соединенных с дополнительными фотодатчиками, три усилителя, входы которых соединены с выходами блоков перевода сигналов почернения в интенсивности и фотодатчиком основной оптической системы, трехперьевой самописец, входы которого соединены с выходами усилителей, счетчик фотонов, вход которого соединен с двумя фотодатчиками, перфоратор, вход которого соединен с выходом счетчика фотонов, и электронно-вычислительная машина для обработки результатов измерения. На фиг. 1 изображена оптическая схема предлагаемого микрофотометра; на фиг. 2 - блок-схема электрической части. Микрофотометр содержит лампу накаливания 1, конденсатор 2, осветительную щель 3, два взаимно перпендикулярных зеркала 4, два плоских зеркала 5, осветительные объективы 6, фотопластинку с изображением спектра исследуемого объекта и спектра сравнения 7 (лабораторного источника), фотопластинку с изображением стандартного спектра 8, объектив 9, призму 10, объектив 11, призму 12, плоские зеркала 13 и 14, измерительные щели 15-17, линзы 18-20, круговые серые клинья 21-23, фотоумножители 24-26. Кроме того, устройство содержит элементы блок-схемы электрической части: фотоумножители , стабилизированные блоки питания 27-31, усилители 32-36, преобразователи «почернение-интенсивность 37 и 38, катодный повторитель 39, трехперьевой самописец 40, устройство управления перфоратором 41 и перфоратор 42. Предлагаемый микрофотометр смонтирован на массивном опорном столе. На нем установлен предметный столик, способный к перемещению с помощью точного микрометрического винта длиной 400 мм. Движение предметного столика осуществляется синхронным электродвигателем, который предназначен для перемещения диаграммной ленты самописца. Предметный столик предназначен для установления на нем исследуемых стектрограмм. На опорном столе также смонтирована лампа накаливания 1 с конденсаторной линзой 2 для равномерного освещения осветительной щели 3. Зеркала 4 и 5 предназначены для построения с помощью объектива 6 изображения щели на спектрограммах исследуемого и стандартного объектов, а объектив 11, призма 12 и зеркало 13 - для создания изображения исследуемого объекта на измерительной щели 17, которое с помощью линзы 20 и серого клина 23 строится на катоде фотоумножителя 25. Проектирование изображений спектров исследуемого объекта и лабораторного источника 7 на измерительные щели 16 и 15 соответственно осуществляется с помощью объектива 9 и призмы 10. Линзы 19 и 18 и серые клинья 22 я 21 строят изображение исследуемого спектра и спектра лабораторного источника на катодах фотоумножйтелей 24 и 26. Питание фотоумножителей 24, 25 и 26 осуществляется от стабилизированных источников питания 27, 28 и 29 соответственно (фиг. 2). Выход фотоумножителя 26 согласован со входом усилителя 36 посредством катодного повторителя 39. Усилители 32 и 33 обрабатывают сигнал, поступающий от фотоумножителей 24 и 25. Эти сигналы, соответствующие почернению, преобразуются в значения интенсивности преобразователями 37 и 38 либо без преобразования заводятся на входы усилителей 34 и 35. Сигналы от усилителей 34, 35 и 36 поступают на входы трехперьевого самоп«сца 40. Преобразователи почернения в интенсивности 37 и 38 при преобразовании сигналов вводят поправку на характеристическую кривую фотоматериала. Преобразователи осуществляют кусочно-линейную аппроксимацию на пятнадцати участках. В конструкции трехперьевого самописца использоаны три кинематических устройства от стандартных электронных , пищущих потенциометров ЭПП-09, объединенных в единый блок, при этом перья, выведенные на одну диаграммную ленту, способны перемещаться, не создавая взаимных помех. Измерительные щели 15, 16 и 17, на которые проектируются три измеряемых участка спектров исследуемого объекта, стандартного объекта и лабораторного источника, имеют такую ориентацию и взаимную юстировку, что при записи вышеуказанных спектров сдвиги по шкале длин волн исключены. В предлагаемом устройстве выходные сигналы преобразователей в соответствии с решаемой задачей можно подвергать четырем арифметическим действиям и, обрабатывая сигналы по каналам исследуемого спектра и каналу спектра сравнения, можно получить дифференциальные значения интенсивностей, относительные интенсивности и т.д. Параллельно с записью на диаграммную ленту предусмотрена регистрация выходных сигналов преобразователей на перфоленту в двоично-десятичном коде посредством устройства управления перфораторо.м 41 и перфоратора 42. Предлагаемое устройство, р-егистрируя одновременно три спектра, исключает ошибки обработки, а предусмотренная регистрация результатов на перфоленту и -дальнейшая обработка на ЭВМ дает возможность повысить скорость в сотни раз, а также увеличить точность обработки за счет применения соверщенных алгоритмов, которые неприменимы при ручном методе расчета спектров. Применение же новых алгоритмов обработки дает путь для более глубового анализа спектрометрического материала и таким образом выявляет и расширяет возможности метода. Формула изобретения Микрофотометр, содержащий опорный стол, предметный столик, оптическую сиетему, состоящую из лампы накаливания, объективов, оптического клина, щелевых диафрагм, фотодатчик и самописец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и ускорения процесса обработки результатов, в него введены дополнительная оптическая система, состоящая из зеркал, объективов, двух оптических клиньев, двух щелевых диафрагм, два дополнительных фотодатчика для регистрации оптических сигналов от дополнительной оптич ской системы, два блока перевода сигналов почернения в интенсивности, соединенных с дополнительными фотодатчиками, три усилителя, входы которых соединены с выходами блоков перевода сигналов почернения в интенсивности и фотодатчиком основной оптической системы, трехперьевой

самописец, входы которого соединены с выходами усилителей, счетчик фотонов, вход которого соединен с двумя фотодатчиками, перфоратор, вход которого соединен с выходом счетчика фотонов, и электронно-вычислительная мащина для обработки результа-. тов измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 232017 ., П, I 5

11н;1 :

г

I I -гJ

i |;2Ь25 - I

I ---::S:f:S S;. I

Гй7 ... /

./ 5.. JL,.X