ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модуляция излучения источника света из "Атомно-абсорбционный спектральный анализ" Как следует из предыдущего раздела, относительная величина потока, падающего на щель спектрального прибора от поглощающей ячейки, не может быть уменьшена при постоянной яркости источника и ячейки никакими оптическими средствами. Правда, если поток от ячейки представляет сплошное излучение, то относительная величина этого потока, попадающего на приемник, может быть до известной степени снижена путем выделения более узких интервалов спектра. Однако этот прием не позволяет уменьшить относительное наложение линейчатого излучения ячейки. [c.130] Наложение постороннего излучения вносит большие ошибки в результаты измерений. Например, наложение излучения, составляющего всего 1% от интенсивности сигнала источника, приводит к уменьшению показаний на 4% (при оптической плотности около 1,0). [c.131] Общий прием для выделения полезного сигнала на фоне другого заключается в модуляции полезного сигнала и выделении этого модулированного сигнала радиотехническими средствами. Модуляцию светового потока от источника света можно осуществить либо путем механического прерывания пучка света с помощью вращающегося диска с отверстиями, сектора, колеблющегося или вращающегося зеркала, либо путем модуляции тока, питающего лампу. [c.131] Если постороннее излучение представляет величину строго постоянную, то выделение модулированного сигнала сводится к отделению переменного сигнала от постоянного. Эта задача может быть осуществлена при любой частоте модуляции и, если не принимать во внимание дробовой эффект (см. 19), при любой ширине полосы пропускания частот усилителя переменного тока. [c.131] Однако необходимо учитывать, что налагающееся излучение может включать вполне ощутимую переменную составляющую, обусловленную, например, для пламени неравномерностью перемешивания газовой смеси, неравномерностью распыления аэрозоля, воздействием внешних потоков воздуха и пр. Эти флуктуации имеют определенное неравномерное распределение по частотам. Так, для дуги постоянного и переменного тока флуктуации интенсивности излучения, возникающие вследствие изменения условий поступления пробы в разряд и условий возбуждения спектра, уменьшаются почти на два порядка с увеличением частоты в пределах 2—10 гц [40]. Существования подобного неравномерного частотного распределения флуктуаций можно ожидать и в случае излучения пламен. [c.131] например, изменение частоты сети Ам за время измерения сигналов соответствует 0,01% и и недопустимы колебания А/С//( 1%, то по (18.3) нецелесообразно увеличивать Qэи выше 140. Итак, получение высоких С эк связано с существенными трудностями. [c.133] Другой путь достижения минимальных А/—применение меньших частот модуляции /. Однако в этом случае следует остерегаться неравномерности частотного распределения шумов в измеряемом и постороннем излучении, которая может быть особенно заметна в области низких частот. Исходя из указанных соображений, предельные возможности построения избирательных усилителей с узкой полосой пропускания частот можно оценить величиной А/ порядка 1 гц. [c.133] Как следует из (18.6), величина А/эфф практически (с точностью до коэффициента 2) определяется меньшей из величин А/ и А/1. [c.133] Синхронный детектор представляет собой ламповый или механический переключатель, синхронизованный с частотой модуляции. Синхронизация в случае электрической модуляции осуществляется питанием источников света и переключателя от общего генератора, в случае механической модуляции — с помощью дополнительного датчика (фотосопротивление, система контактов и т. д.), установленного на модулирующей системе. Через синхронный детектор в моменты его включения проходят сигналы любой полярности. Для всех сигналов, которые по фазе отличаются от частоты модуляции, импульсы противоположной полярности компенсируют друг друга, так что постоянная составляющая, суммированная за определенный промежуток времени и регистрируемая выходным прибором, близка к нулю. Таким образом, система синхронного детектирования позволяет исключить наложение постоянной составляющей шумов на полезный сигнал. [c.134] Полоса пропускания частот синхронного детектора, а следовательно и уровень флуктуаций сигнала на выходе, определяется, как и для диодного детектора, инерционностью регистрирующего прибора или постоянной времени 7 С-цепочки, однако за счет фильтрации сигналов по фазе система синхронного детектирования обеспечивает несколько лучшее отношение полезного сигнала к шуму. Последнее преимущество синхронного детектора становится особенно заметным при уровне шумов, близком или превышающем величину полезного сигнала [41]. [c.134] Примеры использования различных схем электрической и механической модуляции и выделения сигналов будут указаны ниже ( 21). [c.134] Помимо указанных способов модуляции возможен и оптический способ модуляции резонансного излучения. Он заключается в периодическом введении поглощающей ячейки на путь пучка света. [c.135] Достоинством оптической модуляции по сравнению с механическим и электрическим способами модуляции является то, что модулируется не все излучение источника света, а только резонансные частоты. Все же остальные частоты проходят через модулирующую ячейку без изменения. Поэтому оптический способ модуляции позволяет не только отделить излучение источника от посторолнего излучения, но и выделить из спектра, излучаемого источником, резонансные линии. [c.135] Вместе с тем следует иметь в виду, что система оптической модуляции может быть эффективно использована лишь в тех случаях, когда интенсивность излучения самой модулирующей ячейки меньше интенсивности излучения источника света. В противном случае периодическое излучение ячейки может перекрыть периодическое уменьшение интенсивности света от источника. [c.135] Несмотря на то, что оптический способ модуляции, в принципе, позволяет отказаться от применения дополнительных средств монохроматизации света, попадающего на приемник, на деле приходится учитывать наличие в спектрах большинства элементов нескольких резонансных линий, а также рост шумов регистрирующей схемы в результате засветки приемника немодулированным излучением источника света и аналитической поглощающей ячейки. Поэтому для ограничения участка спектра дополнительно применяют какие-либо из обычных средств монохроматизации фильтры, монохроматоры. [c.135] Боумен, Салливан и Уолш [101] предложили иную схему оптической модуляции. В качестве модулирующей ячейки применили разряд в сквозном полом катоде. Периодичность поглощения пучка света, пропускаемого через полый катод, достигалась питанием разряда пульсирующим напряжением. Источниками света являлись лампы с комбинированным разрядом. Дополнительным средством монохроматизации служил небольшой дифракционный монохроматор. Приемное устройство регистрировало переменную составляющую сигнала, соответствующую интенсивности поглощаемого в модулирующей ячейке резонансного излучения. [c.136] Достоинством последней схемы оптической модуляции по сравнению со схемой Алкемаде и Милатца является ее более высокая разрешающая способность, поскольку ширина линий поглощения в разряде полого катода много уже ширины линий поглощения в пламени. В связи с этим система оптической модуляции в разряде полого катода может быть использована для монохроматизации резонансного излучения источников света, испускающих уширенные резонансные линии. [c.136] Удобством схемы, описанной в работе [101], является и ее конструктивная простота однолучевая схема и возможность установки модулирующей ячейки (полого катода) внутри источника света. [c.136] Общее достоинство схем оптической модуляции заключается в том, что с их помощью легко отделить наиболее сильную резонансную линию от близлежащих нерезонансных и слабых резонансных линий. Благодаря этому возможно использовать более простые и светосильные средства монохроматизации, чем те, которые применяются обычно. В качестве примера авторами [101] показано, что использование оптической модуляции для выделения резонансных линий Ре 2483 А, N1 2320 А и Со 2407 А позволяет полностью устранить наложение близлежащих линий в спектре источника света при спектральной ширине выделяемых монохроматором участков спектра 5 А, 7 А и 10 А соответственно. [c.136] Вернуться к основной статье