9.3.3. Спектрофотометр сф-18

Отечественная промышленность выпускает спектрофо­тометры марок СФ. В качестве примера опишем прибор СФ-18. Его оптическая схема показана на рис. 9.8. Прибор состоит из трех устройств — осветителя, монохроматора и фотометра.

Рис. 9.8. Оптическая схема спектрофотометра СФ-18:

I — осветитель; II —первый монохроматор; III — второй монохро­матор; IV — фотометр

Осветитель. Лампа / и конденсор 2 создают равномер­ную освещенность входной щели 3 монохроматора.

Монохроматор. В приборе используется двойной моно­хроматор. Оба его компонента (обозначенные на рисунке как первый и второй моиохроматоры) симметричны. Объек­тив 4 первого монохроматора проецирует щель 3, находя­щуюся в его фокальной плоскости, в виде параллельного пучка лучей на диспергирующую призму 5, которая раз­лагает излучение в спектр. Объектив 6 дает изображение спектра в плоскости средней щели, выходной по отношению к первому монохроматору и входной по отношению ко второму. Она образована зеркалом 7 и ножом 8. Ее назна­чение иное, чем щели 3: она перпендикулярна спектру и вырезает его «монохроматический» участок (Δλ = 2—3 нм), направляемый затем во второй монохроматор. После про­хождения через него, указанный интервал спектра прое­цируется в плоскость входной щели 9 монохроматора, или, что то же, входной щели фотометра.

Фотометрическое устройство. «Монохроматический» пучок, выйдя из щели 9, проходит через линзу 10 и затем делится призмой Рошона 11 на два плоскополяризованных компонента. Тот, который выходит под углом к оптической оси, в дальнейшем не требуется и срезается диафрагмой 12, поглощаясь затем стенками прибора. Призма Рошона ис­пользуется, таким образом, как однолучевая. Пучок, про­пущенный диафрагмой 12, проходит через призму Волла-стона 13 и снова делится на два, поляризованных во взаим­но перпендикулярных плоскостях.

Интенсивность излучений, выходящих из призмы Вол-ластона, определяется угловым положением призмы Ро­шона: вращая ее, можно управлять потоками, выходящими из призмы Волластона. Линза 14 изображает выходную щель в плоскости полулинз, находящихся внутри модуля­тора 15. Вышедшие из полулинз пучки проходят контроль­ный и измеряемый образцы. Модулятор поочередно пере­крывает эти пучки. Частота перекрываний — 50 Гц. Пуль­сирующие пучки направляются на призмы 16, отклоняю­щие их и направляющие на входные окна интегрирующего шара. После многократного отражения от стенок шара свет направляется на фотоэлемент. Освещенность фотоэлемента в данный момент определяется суммой потоков, прошедших (отраженных) через эталонный и измеряемый образцы. При равенстве потоков освещенность фотоэлемента постоянна, и он дает постоянный по силе ток. Если же измеряемый об­разец поглощает сильнее, чем эталонный (или наоборот), световой сигнал получается переменным и фотоэлемент да­ет также переменный электрический сигнал, имеющий час­тоту 50 Гц. Сигнал поступает в усилитель и после усиления подается на обмотку якоря электродвигателя отработки. Он поворачивает призму Рошона до тех пор, пока не ис­чезнет разность световых сигналов и, следовательно, не прекратится подача тока.

Одновременно с поворотом призмы перемещается перо самописца. Из спектра, даваемого монохроматором, после­довательно выделяются монохроматические пучки. Это происходит в результате перемещения средней щели спектро­фотометра (зеркало 7, нож 8) вдоль спектра. При этом пово­рачивается барабан, и на бланке, закрепленном на нем, вы­черчивается спектральная кривая.