Диодно-матричный детектор

Принцип действия диодно-матричного детектора основан на способности молекул некоторых веществ поглощать энергию светового излучения с определённой длиной волны.

На рисунке ниже приведена схема оптическая схема и описан принцип действия детектора.

Детектор включает в себя источник света, диспергирующий элемент, измерительную ячейку и фотоприёмник (матрицу светочувствительных элементов).

Для обеспечения рабочего диапазона длин волн 190 – 950 нм используются две лампы: дейтериевая лампа дугового типа и вольфрамовая лампа. Лампы могут работать одновременно, либо может использоваться только какая-либо одна из ламп (в зависимости от того на какой длине волны осуществляется измерение).

В блоке крепления ламп (1) установлены вольфрамовая (2) и дейтериевая (4) лампы с собирающими линзами (3). Сфокусированный световой луч проходит через измерительную ячейку (5) и попадает на собирающую линзу с апертурной диафрагмой (8). Затем световой луч попадает в оптический блок (9), который включает в себя входную оптическую щель (10), отражательную параболическую дифракционную решётку (11), светофильтр (12) и детекторную матрицу (13). Дифракционная решётка раскладывает свет, прошедший через измерительную ячейку, на спектральные составляющие, которые регистрируются диодной линейкой.

Между измерительной ячейкой и диафрагмой расположены фильтр из оксида гольмия (6) и затвор (7), которые могут перекрывать световой поток. Фильтр из оксида гольмия используется для автоматической калибровки длин волн.

Оптическая схема диодно-матричного детектора

1 – блок крепления ламп, 2 – вольфрамовая лампа, 3 – собирающая линза, 4 - дейтериевая лампа, 5 – измерительная ячейка, 6 – фильтр, 7 – затвор, 8 – апертурная диафрагма, 9 – оптический блок, 10 – входная оптическая щель, 11 – дифракционная решетка, 12 – светофильтр, 13 – детекторная матрица

Конструктивно детектор представляет собой самостоятельное устройство, выполненное в отдельном корпусе. Детектор состоит из оптической части, включающей блок ламп, измерительную ячейку, оптический блок и электронной части, включающей устройство обработки сигнала, микропроцессорное устройство и блок питания.

Оптический блок является высокоточным, калиброванным устройством. Для обеспечения стабильности работы детектора и уменьшения дрейфа нулевой линии лампы расположены в отдельном блоке с эффективной системой охлаждения. Дифракционная решётка и регистрирующая фотодиодная матрица оптически изолированы двойным корпусом для обеспечения стабильности и высокой чувствительности.

Технические характеристики диодно-матричного детектора

• Диапазон длин волн, нм - 190 – 950
• Количество каналов - 8 или спектр
• Амплитуда шума, В - 2,5∙10^-5
• Дрейф нулевого сигнала, В/ч 5,0∙10^-4
• Лампы - вольфрамовая и дейтериевая
• Ширина оптической щели, нм - 1,7
• Точность установки длины волны, нм < 1
• Спектральная разрешающая способность, нм/пиксель - 0,9
• Количество пикселей в детектирующей матрице - 1024
• Объём ячейки (аналитической), мкл - 13
• Длина оптического пути, мм - 10
• Максимальное давление в ячейке, МПа - 10
• Дополнительные функции: Калибровка по спектру поглощения фильтра из оксида гольмия, Фильтрация сигнала, корректировка нулевой линии, Самодиагностика