Приемник - радиация
Cтраница 4
Наличие общей последовательности идентичных по назначению функциональных элементов, образующих ядро многих блок-схем спектральных приборов [16], является основанием для универсальности подхода к оценке искажений, вноси - - мых приборами различных классов, и потерь информации, которые с этими искажениями связаны. Функциональные элементы, как известно [1], составляют две физически разнородные части спектрометра: оптическую и электрическую, причем под последней следует понимать весь тракт, по которому проходит сигнал вплоть до представления исследуемого спектра в одной из принятых форм. Связующим звеном между ними служит преобразователь сигналов - приемник радиации. Согласно этому разделению можно говорить [23] об искажениях оптического и электрического сигналов соответственно. [46]
Мы уже отмечали, что случайная ошибка измерения часто определяется не только шумами приемника излучения или фотонным шумом, но и различного рода помехами, наводками. Для уменьшения влияния помех и повышения отношения сигнал / шум в фотоэлектрических спектрометрах широко используются модуляционные методы измерения. Сущность их состоит в том, что поток излучения, падающий на приемник радиации из монохроматора, предварительно модулируется - обычно с помощью механических модуляторов - секторных или дисковых ( с отверстиями) прерывателей, благодаря чему на выходе приемника возникает периодический электрический сигнал. Резонансный усилитель, настроенный на частоту модуляппп потока излучения, эффективно усиливает только измеряемый периодический сигнал, тогда как сигналы помех, являющиеся, как правило, нерегулярными либо медленно изменяющимися, значительно ограничиваются. Кроме того, применение ограниченной полосы пропускания частот А / в усилителе позволяет значительно уменьшить уровень регистрируемых шумов. Дальнейшее его снижение достигается с помощью синхронного или фазового детектора ( связанного с модулятором), который пропускает периодические сигналы лишь с определенной фазой, а именно измеряемые периодические сигналы. [47]
Это, с одной стороны, громадное преимущество термоэлектрических приемников света, а с другой - их. В самом деле, используя другие явления ( например, фотоэффект), можно получить хотя и селективные, но более чувствительные для данной области спектра приемники радиации. [48]
Спектральные приборы с пространственным разделением волновых чисел в большинстве случаев могут быть выполнены в одноканаль-ном н многоканальном вариантах. Это распространяется как на призменные, так и на дифракционные спектрометры, отличающиеся исходным принципом осуществления пространственного разделения, его степенью и, наконец, эксплуатационными возможностями; тем не менее они оказываются лишенными отличительных черт. Аналогичная картина наблюдается и с непрямыми методами, обладающими свойством мультиплексности ( адамар-спектрометры, фурье-спектрометры), заключающемся в одновременном приеме излучения, соответствующего многим спектральным интервалам, в кодированной форме одним приемником радиации. [49]
Приемник радиации заполняют газом или парами анализируемого компонента. Поскольку в анализаторе излучающее тело ( газ или пары в лучеприемниках, анализируемая смесь в рабочей камере, эталонная смесь в сравнительной камере) окружено отражающей непроницаемой оболочкой, излучение не рассеивается, а полностью отражаясь стенками, сохраняется в пределах полости. В таких случаях система излучающее тело - излучение не теряет энергии. Происходит лишь излучение и поглощение излучения-отраженного от зеркальной поверхности. Сигнал приемника радиации равен нулю, так как излучающий газ не теряет энергии, содержащейся внутри молекул. [50]
 |
Выбор оптимальной ширины щели спектрофотометра. [51] |
При измерении спектров поглощения обычно получают кривые, на которых по оси абсцисс откладывается длина волны или волновое число, а по оси ординат - пропускание или оптическая плотность. Спектр должен быть записан в таких условиях, чтобы оптимальным образом использовать возможности прибора, сведя до минимума случайные ошибки и систематические искажения спектра прибором. Систематические искажения заключаются в том, что монохроматический сигнал, подающийся на вход прибора, по выходе из него имеет другую форму и определяется аппаратной функцией монохро-матора и инерционностью приемно-усилительной части ( см. стр. Случайные ошибки спектрометра определяются в основном величиной сигнала по сравнению с уровнем шумов приемника радиации. [52]
Прибор разработан и выпускается народным предприятием К. Характеристики прибора следующие: разрешающая способность ( в области 10 ii) меньше 2 см-1, точность регистрации пропускания 0 5 %, воспроизводимость записи спектра по шкале волновых чисел находится в пределах 1 см-1. В приборе для монохроматора использована автоколлимационная схема Литтрова. Для осуществления лучшей идентичности двух каналов радиации применяются два синхронно вращающихся полудиска. Монохроматор содержит три призмы ( из LiF, Nad и КВг), постоянно расположенные на одном поворотном столике. Источником радиации служит силитовый стержень. В качестве приемника радиации использован радиационный термоэлемент типа PTW, имеющий следующие характеристики: абсолютная чувствительность 25 в / вт, пороговая чувствительность 1 2 - 10 - вт, постоянная времени т 0 04 сек, внутреннее сопротивление R 14 ом, площадь приемной площадки 5 0 33 мм. [53]
Поэтому было предложено несколько упрощенных характеристик поля радиации в данной точке пространства: 1) Напряжение радиации ( сокращенно радиация) на данной плоскости - поток радиации, рассчитанный на единицу поверхности. Напряжение радиации обычно выражается в са. Средняя сферическая радиация ( в фотометрии - средняя сферич. Эта величина пропорциональна объемной плотности лучистой энергии, заключенной в нек-рый момент в единице объема. Коэфициент пропорциональности зависит от скорости света. В е к-тор радиации ( в фотометрии-световой вектор) по направлению совпадает и по величине пропорционален давлению радиации на бесконечно малый черный шарик, находящийся в соответствующей точке поля радиации. Вектор радиации по направлению совпадает с нормалью к элементарной площадке, повернутой так, чтобы разност напряжения радиации на двух ее сторонаях была максимальна; по величине вектор радиации равен этой разности. Первая группа характеристик получила широкое распространение но простоте анализа и благодаря тому, что поверхность весьма многих приемников радиации приближается к плоскости. Третья группа характеристик представляет в основном интерес для теоретич. [54]
Страницы: 1 2 3 4