Спектрофотометр многоканальный
Спектрофотометр предназначен для спектрального анализа прозрачных и рассеивающих веществ и материалов путем регистрации спектров поглощения прямого и обратного рассеивания и обеспечивает одновременную регистрацию рабочего участка спектра без пропусков информации. Спектрофотометр содержит источники излучения, осветительную систему, полихроматор с вогнутой дифракционной решеткой, регистрирующую систему, состоящую из последовательно расположенных на фокальной поверхности полихроматора позиционно- чувствительных линейных приемников излучения. Устройство отличается темя, что перед четными приемниками регистрирующего устройства введены оптически связанные с дифракционной решеткой полихроматора плоские зеркала с острыми краями на рабочей поверхности.
3 иллюстрации.
Предлагаемое устройство относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в приборах для спектрального анализа прозрачных и рассеивающих веществ и материалов путем регистрации спектров поглощения, прямого и обратного рассеивания, преимущественно в аналитической химии, сельском хозяйстве, нефтехимии, биологии, медицине, экологии и контроле качества продукции.
Известны спектрофотометры, содержащие источники излучения, осветительную систему, входную щель, дифракционную решетку и приемно-регистрирующие устройство (проспект спектрофотометра Specord S100 AJ Analytical Systems, 2005 Германия)
Недостатком этого устройства является невозможность получения высокого спектрального разрешения в широкой спектральной области.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является спектрометр, содержащий оптически связанные источники излучения, осветительную систему, входную щель, вогнутую дифракционную решетку, приемное устройство (заявка Франции №8200018, МКИ GOIJ 3118, приоритет от 04,01,1982)
Основным недостатком этого спектрометра следует считать невозможность стыковки чувствительных площадок двух соседних приемников излучения без зазора, что приводит к потере спектральной информации.
Задача заявленной полезной модели является получение высокого спектрального разрешения в широкой спектральной области без потери информации.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом спектрофотометре, содержащем оптически-связанные источники излучения, осветительную систему, входную щель, вогнутую дифракционную решетку, регистрирующую систему, состоящую из позиционно-чувствительных линейных приемников излучения, перед четными приемником излучения регистрирующего устройства установлено плоское зеркало с острыми краями на рабочей поверхности, на расстоянии не менее l' от вершины решетки. Расстояние l' находится по формуле
l'=d'(1-
'/b), где
d' - расстояние от вершины решетки до фокальной поверхности для каждой длины волны;
b - ширина заштрихованной поверхности решетки;
Введение перед каждым четным приемником регистрирующего устройства оптически связанного с дифракционной решеткой плоского зеркала с острыми краями на рабочей поверхности на расстоянии от вершины решетки равном или меньшем l' позволяет получить высокое спектральное разрешение в широком спектральном диапазоне без потерь информации.
На фиг.1 изображена оптическая схема предложенного спектрофотометра.
На фиг.2 изображено зеркало с острыми краями;
На фиг.3 приведены спектры поглощения водки «Казанская люкс» произведенная в марте 2006 г.(кривая 1) и водки «Пшеничная» произведена 1992 г.(кривая 2).
Спектрофотометр содержит:
источник излучения 1 на спектральную область 190-350 нм;
плоское откидное зеркало 2;
источник излучения 3 на спектральную область 350-1100 нм.;
тороидальные зеркала 4 и 6;
кювету для исследуемого вещества 5;
плоское зеркало 7;
входную щель 8;
вогнутую дифракционную решетку 9;
светочувствительные поверхности 10 и 13 нечетных приемников излучения спектра на расстоянии d' от вершины решетки;
плоское зеркало 7 с острыми краями на рабочей поверхности, установленное перед четным приемником 12 на расстоянии не менее l' от вершины решетки.
Спектрофотометр работает следующим образом:
В зависимости от решаемой спектрометрической задачи тороидальное зеркало 4 поочередно или одновременно направляет излучение от источников 1 и 3 в пространство, где располагается исследуемое вещество, формируя изображение светящегося тела источника.
Далее это изображение тороидальным зеркалом 6, посредством плоского зеркала 7 переносится на входную щель 8. Вогнутая дифракционная решетка 9 диспергирует пришедшее на нее излучение и фокусирует на фотоприемниках 10, 12, 13.
Часть излучения направляется на нечетные приемники, расположенные непосредственно на фокальной поверхности, другая часть излучения отражается плоским
зеркалом 11 с острыми краями, расположенным на расстоянии l' от вершины дифракционной решетки и направляется на фотоприемник с четным номером 12.
Ширина С зеркала 11 определяется по формуле:
C=al'/d', где
a - общая ширина светочувствительных элементов приемника излучения.
Минимальная величина l' выбирается исходя из конструктивных соображений с учетом приведенных ранее зависимостей.
Спектральное поглощение измеряется следующим образом. Первоначально регистрируют излучение без исследуемого образца - J0
, затем излучение прошедшее образец - J и вычисляют поглощение А по формуле:
На макетном образце предлагаемого спектрофотометра были измерены в области 200-950 нм. с обратной линейной дисперсией 2,95 нм/мм. поглощение двух образцов водки без пропуска информации Фиг.3. Судя по сдвигу начала пропускания второй образец, содержит примеси сивушных масел.
Спектрофотометр многоканальный, содержащий оптически-связанные источники излучения, осветительную систему, входную щель, вогнутую дифракционную решетку, регистрирующую систему, состоящую из набора позиционно-чувствительных линейных приемников излучения, отличающийся тем, что перед каждым четным приемником излучения регистрирующего устройства, введено оптически связанное с дифракционной решеткой плоское зеркало с острыми краями на рабочей поверхности, при этом оно установлено на расстоянии от вершины решетки равном или меньшем
l'=d'(1-'/b),
где d' - расстояние от вершины решетки до фокальной поверхности для каждой длины волны;
b - ширина заштрихованной поверхности решетки;
- величина допустимой фаски на остром крае определяется технологическими возможностями получения кромок без сколов.
