Принципиальная схема спектрального прибора

Первая группа задач, которую должен решать спектрометр – исследование оптических свойств веществ и материалов (поглощение, отражение, дисперсия). Спектрометр должен иметь источник излучения со сплошным спектром.

На исследуемый объект падает поток от источника, и проводятся измерения спектрального состава потока прошедшего через объект, или отраженного от него.

Рис. 53. Принципиальная схема спектрального прибора

Практически применяются три вида получаемой информации:

1. Показания регистрирующего устройства пропорциональны потоку после исследуемого образца. Такая регистрация удобна в том случае, если поток, падающий на объект, практически постоянен.

2. Показания регистрирующего устройства пропорциональны разности падающего на объект и полученного от объекта потоков. Такая регистрация применяется для измерения малых различий в указанных потоках. Приборы, работающие по такому методу, называются дифференциальными спектрометрами.

3. Регистрирующее устройство выдает отношение исследуемого и падающего на объект потоков. В этом случае ординаты записи нормированы в единицах падающего на объект потока, а так как нахождение отношения двух потоков есть фотометрирование, приборы называются спктрофотометрами.

Если в регистрирующую часть спектрофотометра ввести логарифмическое устройство, то при измерении пропускания будет получена оптическая плотность:

.

Все многообразие схем спектральных приборов можно свести к небольшому числу структурных схем, в которых присутствует ряд основных функциональных элементов.

Далее показана схема одноканального прибора с модуляцией потока (а). В другом варианте одноканального прибора (б) используется попеременная установка образца и эталона.

Рис. 54. Вариант построения спектрального прибора: а) одноканальный с модуляцией потока; б) одноканальный со сменой образца и эталона; И – источник излучения; М – модулятор; О – образец; СФ – селективный фильтр; П – приемник;

У – усилитель; Р – регистрирующее устройство

Рис. 55. Вариант построения спектрального прибора: а) одноканальный с модуляцией потока; б). Одноканальный со сменой образца и эталона;

И – источник излучения; М – модулятор; О – образец; СФ – селективный фильтр; П – приемник; У – усилитель; Р – регистрирующее устройство

Рис. 56. Принципиальные схемы спектральных приборов – дифракционный:

1 – источник излучения; 2 – зеркало; 3 – исследуемый образец; 4 – входная щель;

5 – входной объектив; 6 – дифракционная решетка; 7 – выходной объектив;

8 – выходная щель

Рис. 57. Принципиальные схемы спектральных приборов – призменный:

1 – источник излучения; 2 – зеркало; 3 – исследуемый образец; 4 – входная щель; 5 – входной объектив; 6 – дифракционная решетка; 7 – выходной объектив;

8 – выходная щель

Рис. 58. Принципиальные схемы спектральных приборов – с фотографической регистрацией: 1 – источник излучения; 2 – зеркало; 3 – исследуемый образец; 4 – входная щель; 5 – входной объектив; 6 – дифракционная решетка; 7 – выходной объектив;

8 – выходная щель

Основные параметры спектральных приборов: линейная, обратная и угловая дисперсия; разрешающая способность; светосила.

Виды спектральных приборов: