Фотоэлектрический спектрофотометр для измерения кратковременных нестанционарных излучений Советский патент 1975 года по МПК G01J3/34 

Предметом изобретения является фотоэлектрический спектрофотометр для измерения кратковременных или нестационарных излучений при иомощи катодного осциллографа, на пластины явления которого подается усиленный видеосигнал.

Недостатком известных фотоэлектрических фотометров является точто с их помощью нельзя производить измерения кратковременных или нестационарных излучений (вспышек света, импульсного и искрового разряда и т, п.), интенсивность которых за время прохождения приемником спектра может измениться.

В описываемом спектрофотометре указанный недостаток устраняется тем, что в качестве приемного светочувствительного элемента применена передающая телевизионная трубка, на светочувствительную поверхность которой проектируется спектр исследземого излучения и горизонтальная развертка которой синхронизирована с горизонтальной разверткой осциллографа. Использование телевизионной трубки упрощает схему фотоэлектрического спектрофотометра и обеспечивает большую четкость изображения и более высокую точность измерения .

Для обеспечения коррекции неравномерной дисперсии при использовании призменного спектрографа передающая телевизионная трубка имеет линейную горизонтальную развертку, а осциллограф-развертку по закону:

где: п - перемещение луча; t-время; С и /о-градуировочные постоянные.

Для получения на экране осциллографа нескольких спектральных кривых, характеризующих распределение энергии в спектре нестационарного излучения в отдельные промежутки времени, в предлагаемом спектрофотометре предусмотрены приспособления для перемещения в

(

V 4-г

№ 95076- 2

вертикальном направлении рабочего участка входной щели спектрографа или электронного изображения спектра на мозаике телевизионной трубки, которая выполняется со строчной разверткой для поочередной передачи всех кривых и записи их осциллографом.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого фотоэлектрического спектрофотометра, здесь: /- входная щель; 2- входная линза; призма и 4- камерный объектив спектрографа с кварцевой оптикой пригодный для работы в ультрафиолетовой, видимой или ближней инфракрасной частях спектра; 5- телевизионная трубка со светочувствительной поверхностью 6. В качестве такой трубки могут быть использованы иконоскоп, суперэмитрон или ортикон.

Спектрально разложенное излучение фокусируется с помощью камерного объектива 4 спектрографа на светочувствительной поверхности 6 передающей телевизионной трубки 5.

Вертикальная развертка на трубу не дается, а электронный пучок фокусируется на светочувствительной поверхности трубки в виде тонкой полоски, соответствующей по своему размеру и положению монохроматическому изображению входной щели 1 спектрографа.

Горизонтальная развертка передающей трубки рассчитана на последовательное прохождение электронного пучка вдоль всего измеряемого участка спектра. Видеосигнал от передающей трубки усиливается и подается на вертикальные отклоняющие пластины осциллографической трубки катодного осциллографа 7 с экраном, обладающим длительным послесвечением.

Горизонтальная развертка осциллографической трубки синхронизирована по времени с горизонтальной разверткой передающей трубки так, что время начала и конца развертки на обеих трубках точно совпадает. В случае использования спектрального прибора с дифракционной рещеткой законы горизонтального перемещения электронного пучка в обеих трубках должны быть одинаковы. При использовании призменного спектрографа для получения развертки на осциллографической трубке, пропорциональной длине волн, необходима коррекция неравномерной дисперсии прибора. Такая коррекция может быть получена, если при линейной по времени горизонтальной развертке на передающей трубке горизонтальная развертка на осциллографической трубке будет соответствовать указанной формуле.

Для получения спектральной кривой в истинном масщтабе вертикальное отклонение луча осциллографической трубки корректируется на селективное поглощение в оптике прибора, дисперсию и селективную чувствительность катода передающей трубки с помощью специального экрана 8.

Описанная система позволяет производить передачу сигналов от передающей и осциллографической трубок с помощью телевизионных передатчиков, удалив при этом место наблюдения спектральной кривой на значительное расстояние от исследуемого объекта.

Помимо кривой распределения энергии, соответствующей интегральному по времени излучению, прибор может быть приспособлен для получения нескольких спектральных кривых, соответствующих различным периодам излучения переменных источников. В этом случае рабочая высота щели ограничивается небольщой ее частью и соответственно ограничивается высота электронного пучка в телевизионной трубке.

Если при этом за время исследуемого излучения заставить перемещаться рабочий участок входной щели в вертикальном направлении или, что лучще, смещать по вертикали электронное изображение спектра на мозаике (в трубках с переносом изображения) фокусирующей системой.