Многоканальные спектральные приборы с селективной модуляцией
В фурье^спектрометрах осуществляется непрерывное кодирование длин волн с помощью интерференционной модуляции, возникающей в двухлучевом интерферометре при изменении (сканировании) оптической разности хода. Получение спектра в нём проходит в два этапа: сначала приёмник излучения на выходе интерферометра даёт во времени сигнал — интерферограмму, которая затем для получения искомого спектра… Читать ещё >
Многоканальные спектральные приборы с селективной модуляцией (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Для данной группы спектральных приборов характерна одновременная селективная модуляция (кодирование) дискретного или непрерывного ряда длин волн, воспринимаемых одним фотоэлементом, и последующее декодирование электрических сигналов. Наибольшее распространение получили два типа приборов этой группы.
В адамар-спектрометрах осуществляется кодирование дискретного ряда длин волн. Схема спектрометра подобна показанной на рис. 13.4, но сканирование здесь не применяется, щели в монохроматоре заменены на циклически сменяемые многощелевые растры специальной конструкции (маски-матрицы Адамара), состоящие из прозрачных и непрозрачных элементов.
Перемещение кодирующей маски осуществляется шаговым двигателем. После усиления и синхронного детектирования сигнал поступает на вычислительное устройство, на которое также подаются импульсы от шагового двигателя. Программа работы вычислительного устройства составлена так, что можно восстанавливать исследуемый спектр или проводить специальную обработку отдельных спектральных участков с целью определения содержания микрокомпонентов. Например, в области спектра 3,5 — 6,2 мкм возможно одновременное определение концентрации СО, С02, CR, NO, S02 и других газов.
Адамар-спектрометры эффективны при проведении экспресс-анализа выхлопных газов двигателей в ПК диапазоне.
Существенным ограничением в применении подобных спектрометров является сложность изготовления кодирующей маски и её большая длина при регистрации значительных участков спектра.
В фурье^спектрометрах осуществляется непрерывное кодирование длин волн с помощью интерференционной модуляции, возникающей в двухлучевом интерферометре при изменении (сканировании) оптической разности хода. Получение спектра в нём проходит в два этапа: сначала приёмник излучения на выходе интерферометра даёт во времени сигнал — интерферограмму, которая затем для получения искомого спектра подвергается фурье-преобразованию на ЭВМ. Фурье-спектрометры наиболее эффективны для исследований протяжённых спектров слабых излучений в ПК области, а также для решения задач сверхвысокого разрешения. В фурьс-спсктромстр, как правило, кроме двухлучевого интерферометра входят осветитель, приёмник излучения, система отсчета разности хода лучей, усилитель, преобразователь и ЭВМ. Конструкции и характеристики приборов этого типа очень разнообразны: от больших уникальных лабораторных установок с оптической разностью хода 2 м (R ~ ~ 106) до компактных ракетных и спутниковых спектрометров, предназначенных для метеорологических и геофизических исследований, изучения спектров планет и г. п. Для фурьеспсктромстров соотношение (13.2) принимает вид.
ИК спектроскопы с фурье-преобразованием практически вытеснили традиционные дисперсные приборы с временной развёрткой спектра, так как регистрируемые ИК спектры становились более информативными, а аналитический сигнал — более воспроизводимым.
Отметим ещё раз принципиальное различие рассмотренных групп приборов: в одноканальных приборах время эксперимента затрачивается на накопление информации о новых участках спектра, в приборах 2-й группы — на накопление отношения сигнала к шуму, а в приборах 4-й группы — на накопление структурных деталей в данном спектральном диапазоне.