Оптичний спектрометр

Реферат: Оптичний спектрометр (102) має регульовану зону (104) для проб, яка має дві протилежні відносно рухомі бічні стінки (106, 108), які сформовані з оптично прозорого матеріалу, і між якими під час роботи завантажують пробу для аналізу, і урухомлювач (116) механічно з'єднано через черв'ячний урухомлювач (118) з однією або з обома протилежними бічними стінками (108), і який діє відповідно до сигналу керування, який подають на нього для його відносного переміщення. Спектрометр (102) додатково має оптичний датчик (110, 112, 114) положення, призначений для виявлення інтерференційних смуг, утворених оптичною енергією, що перетинає відстань між бічними стінками (106, 108) декілька разів, і для генерування сигналу керування залежно від них, і бажано, також призначений для генерування вихідного сигналу у вигляді функції інтенсивності від довжини хвилі, яку використовують в спектральному аналізі проби матеріалу в зоні (104) для проб. UA 112226 C2 (12) UA 112226 C2 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Предметом винаходу є оптичний спектрометр, зокрема спектрометр, який має зону для проб, яку можна налаштовувати, і спосіб керування таким спектрометром для налаштування зони для проб. Оптичний спектрометричний аналіз, зокрема, інфрачервоний аналіз проб матеріалів, добре відомо і широко поширено у вимірюванні композиційних параметрів проб та для моніторингу і контролю. Він є неруйнівним, потребує мінімального втручання, і багато матеріалів, зокрема, органічних, мають поглинаючі властивості, що сильно залежать від довжини хвилі, зокрема, в інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектру. Таким чином, вимірювання залежно від довжини хвиль поглинання, зокрема, поглинання в інфрачервоному діапазоні у пробі із звичайно застосуванням конфігурації передачі, відбиття або напівпрозорості можна отримувати інформацію стосовно фізичної структури і/або складу проби. Інфрачервона спектроскопія може бути успішно використана для аналізу широкого кола продуктів: молока, зерна злаків, олії, фармацевтичних і біологічних рідин. При тому, що часто використовують інфрачервоне випромінювання, також добре відомо, що для вивчення структури матеріалів також може бути використано поглинання в інших ділянках електромагнітного спектру від ультрафіолетової до видимої ділянки спектру. У цьому документі термін "оптична енергія" буде використано для опису енергії в ділянці електромагнітного спектру від ультрафіолетового до інфрачервоного з уточненням в залежності від контексту ділянок спектру, наприклад, "оптична енергія середини інфрачервоної ділянки спектру". У виробничих процесах часто необхідне вимірювання і моніторинг параметрів продукту виробничої лінії або реакційної ємності. Може бути важливим мати можливість відслідковувати реакцію всередині технологічного резервуару або здійснювати моніторинг вмісту технологічної лінії, коли він проходить технологічну систему, без необхідності відводу цього вмісту з допомогою складної системи відводу, що складається з трубопроводів з насосу, клапанів і пристрою для наповнення. Такий моніторинг надає можливість контролювати процес в реальному часі. Крім того, у фармацевтичній або харчовій промисловості може бути важливо мінімізувати контакт продукту із зовнішнім обладнанням, який може збільшити ризик забруднення, так що бажаним є аналіз на місці виробництва (in-situ). Згідно з патентом WO 2011069549 від загального заявника, весь зміст якого включено тут для посилання, відомий спектрометр для спектрометричного аналізу в технологічній лінії. Спектрометр має вимірювальну головку з регульованою зоною для проб, призначену для розміщення в матеріал, який рухається по технологічній лінії. Зона для проб складається з двох протилежних відносно рухомих бічних стінок, між якими розміщують пробу для аналізу, і в щонайменше одній з них є вікно, прозоре для оптичної енергії, яку випромінює джерело оптичної енергії. До однієї або до обох протилежних бічних стінок приєднано урухомлювач, яким керують з допомогою сигналів керування, щоб створити їх відносне переміщення. Також передбачено детектор для генерування сигналу, що залежить від інтенсивності падаючої оптичної енергії, яка проходить крізь щонайменше одне вікно після взаємодії з пробою, в якості аналізатора сигналу для аналізу залежності від довжини хвилі отриманого таким чином сигналу для визначення характеристик зразка цієї проби. На практиці урухомлювач спочатку збільшує відстань між двома протилежними бічними стінками, що дозволяє завантажитизону для проб з технологічної лінії. Потім протилежні бічні стінки рухають, щоб зменшити відстань між ними, в цьому положенні виконується спектральний аналіз. Для забезпечення відтворюваних результатів аналізу спектрометра відстань між двома протилежними бічними стінками, яка в свою чергу визначає зону проби, що взаємодіє з оптичною енергією, повинна бути однаковою при кожному вимірюванні або щонайменше відомою. Проблемою відомих спектрометрів є те, що відносну орієнтацію двох протилежних бічних стінок вимірюють непрямим способом, відслідковуючи рухи урухомлювача. В той час, як це може забезпечити точну інформацію стосовно відносних переміщень бічних стінок, абсолютну орієнтацію двох бічних стінок визначити важко. Крім того, абсолютна орієнтація і відстань між бічними стінками буде змінюватись при змінах механічних параметрів спектрометра, таких як механічне зношення або механічні зміни, викликані температурою і/або тиском. Метою винаходу є щонайменше зменшення цієї проблеми. Згідно винаходу пропонується спектрометр, який має регульовану зону для проб з двома протилежними бічними стінками, які можуть переміщуватись одна відносно одної, між які завантажують пробу для аналізу, і в щонайменше одній з них утворене вікно, прозоре для оптичної енергії, яку випромінює джерело оптичної енергії, і урухомлювач з'єднано з однією або обома протилежними бічними стінками, яким керують з допомогою поданого на нього сигналу керування, щоб викликати його відносне переміщення. Додатково в спектрометрі передбачено оптичний датчик положення, призначений 1 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 для моніторингу відносного положення бічних стінок з допомогою виявлення інтенсивності інтерференційних смуг (так званих, смуг Фабрі-Перо), яка виникає з падаючої оптичної енергії, яка проходить крізь щонайменше одне вікно після перетину відстані між бічними стінками декілька разів. Сигнал керування генерують в залежності від виявлених інтерференційних смуг, щоб змусити урухомлювач перемістити дві бічні стінки у попередньо визначене відносне кутове положення, в якому утворення інтерференційних смуг зменшене. Таким чином абсолютна відстань і/або кутова орієнтація двох протилежних бічних стінок можуть бути отримані з допомогою прямого оптичного вимірювання датчиком положення. Це положення потім може бути використане для надання відомого вихідного положення, з якого урухомлювач може працювати для здійснення відносного переміщення бічних стінок у положення для аналізу для вимірювання проби. Краще, щоб це положення для аналізу було положенням, в якому бічні стінки нахилені одна відносно одної для утворення клиновидної форми так, щоб прилеглі шляхи для оптичної енергії крізь зону проби були різними. Таким чином зменшуються ефекти оптичної інтерференції. Переміщення в це положення для аналізу потім можна визначити відстежуючи переміщення урухомлювача відносно вихідного положення. Визначено, що таким чином механічні зміни разом з компонентами урухомлювача і самого матеріалу вікна можуть бути компенсовані. Оптичний датчик положення призначено для генерування сигналів, залежних від довжини хвилі сигналів, які використовують для визначення характеристик, зазвичай характеристик складу, проби, завантаженої в зону для проб під час вимірювання проби. В одному варіанті втілення винаходу вимірювання інтерференційних смуг може бути здійснене в час, коли регульовану зону для проб завантажений матеріалом з відомим коефіцієнтом переломлення, бажано, матеріалом, який використовують при звичайній процедурі очищення між вимірюваннями параметрів проб (наприклад, водою). Знання коефіцієнтів переломлення прозорого матеріалу і матеріалу, крізь який проходить оптичне випромінювання, дозволяє відносно просто вирахувати відомим способом відстань між стінками. Ця та інші переваги винаходу будуть зрозумілі з наступного опису прикладів втілення винаходу з посиланням на рисунки: фіг. 1 - загальна схема варіанту втілення спектрометра згідно винаходу; фіг. 2 - варіант втілення спектрометра згідно винаходу, призначеного для використання для моніторингу лінії; фіг. 3 - зонд, який використовують у варіанті, показаному на фіг. 2; фіг. 4 - передня частина зонду з фіг. 3. Розглянемо приклад втілення спектрометра 102 згідно винаходу, показаний на фіг. 1. Спектрометр 102 має регульовану зону для проб 104, яка може бути, наприклад, частиною кювети настільного інструмента або частиною камери для проб аналізатора в лінії. В цьому варіанті регульовану, зон^ для проб 104 має дві плоскі протилежні бічні стінки 106, 108, які можуть рухатись одна відносно одної, щонайменше, одна з них (тут обидві), щонайменше, частково виготовлені з матеріалу, прозорого для випромінювання у досліджуваному діапазоні. Спектрометр 102 додатково має спектральний інструмент 110, який має оптично з'єднаний з ним детектор 112, процесор обробки сигналів 114 для обробки вихідного сигналу детектора 112 (три компоненти 110, 112 і 114 разом утворюють оптичний датчик положення згідно винаходу) і урухомлювач 116, який приєднаний через регульоване механічне з'єднання 118 до однієї або до обох (тут до однієї - 108) відносно рухомих бічних стінок 106, 108, щоб здійснювати їх переміщення для створення відносного кутового переміщення однієї стінки відносно іншої (показане пунктиром положення стінки 108) і також для створення відносного поступального руху (показаного подвійними стрілками) залежно від сигналів керування від процесора обробки сигналів 114. В одному прикладі втілення винаходу, показаному на фіг. 1, механічне з'єднання може мати декілька (тут дві) керовані окремо черв'ячні передачі 118а і 118Ь. Кожна черв'ячна передача 118а, 118Ь має свій черв'як 119а, 119Ь, які механічно з'єднані з рухомою стінкою 108. В цьому варіанті урухомлювач 116 призначено для окремого і залежного від сигналів керування, що надходять від процесора обробки сигналів 114, переміщення кожного черв'яка 119а, 119b, щоб забезпечити відносне кутове і/або поступальне переміщення. Спектральний інструмент 110 може бути будь-якого відомого типу: монохроматором або інтерферометром, який генерує вихідну інтенсивність як функцію від вказаних довжин хвиль оптичної енергії, яка надходить на вхід інструмента 110. В цьому варіанті втілення винаходу вхідною оптичною енергією в інструмент 110 є енергія, яка випромінена оптичним джерелом 120 і пройшла крізь зону для проб 122, яка є внутрішньою зоною регульованої зони для проб 104 і обмежену протилежними бічними стінками 106, 108. Це, так звана, "післядисперсійна" конфігурація спектрометра. В інших, так званих, "додисперсійних" конфігураціях спектрометра 2 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 згідно винаходу, оптична енергія від джерела 120 може спочатку надходити в спектральний інструмент 110, вихід якого оптично з'єднано із зоною для проб 122. Детектор 112 встановленой для прийому оптичної енергії від джерела 120 після її проходження крізь зону для проб 122 і після виходу зі спектрального інструмента 110. Детектор 112 призначено для генерування вихідного сигналу на сигнальний процесор 114 зі значенням, яке залежить від інтенсивності оптичної енергії, яку він приймає. Сигнальний процесор 114 має обчислювальні засоби, призначені для обробки залежного від довжини хвилі сигналу детектора 112 з допомогою відповідного програмного забезпечення, щоб ідентифікувати будь-який його компонент, який походить зі змін інтенсивності на детекторі, які є результатом інтерференційних смуг (смуг Фабрі-Перо), які утворює оптична енергія від джерела 120, що декілька разів пройшла відстань між бічними стінками 106, 108 перед тим, як потрапити на детектор 112. Як детальніше описано нижче, обчислювальні засоби сигнального процесора 114 додатково призначені для формування сигналу керування приводом 116 в залежності від ідентифікованих інтерференційних смуг Фабрі-Перо. Той же сигнальний процесор 114 відомим спеціалістам способом також може бути налаштований для обробки сигналу від детектора 112 для визначення інформації стосовно фізичної структури і/або складу проби, розміщеної в зоні 122 для проб. Таким чином оптичний датчик положення 110, 112, 114 спектрометра 102 згідно винаходу може мати компоненти, які застосовують для аналізу проб. Розглянемо ще один варіант втілення винаходу - спектрометр 202, показаний на фіг.2, він розміщений у трубі 204 технологічної лінії, як видно на вирізі 206 труби 204. Спектрометр 202 має зонд 208, який буде детально описаний нижче з посиланням на фіг.З і фіг.4. Зонд 208 має урухомлювач 1, спочатку розміщений за межами технологічної лінії 204, і головку 2, яка спочатку розміщена в технологічній лінії 204. Передня частина 2 має зону для проб 11 з щілиною, крізь яком під час роботи може проходити проба матеріалу, що рухається по трубі 204. Рухомі один відносно одного оптичні роздільні поверхні 12, 14 в загальному випадку розміщені одна навпроти одної в зоні для проб 11, щоб утворити регульовану зону для проб згідно винаходу. Додатково спектрометр 202 має спектральний інструмент 210, який оптично з'єднаний з внутрішнім простором зонда 208, в цьому випадку з допомогою оптичного волокна 17; оптичний детектор 212 і сигнальний процесор 214. Ці елементи 210, 212 і 214 взаємодіють так само, як і описані вище елементи 110, 112 і 114 на фіг. 1, щоб функціонувати як оптичний датчик положення згідно винаходу. Зонд 208 на фіг.З і фіг.4 в цьому варіанті втілення винаходу можна розглядати як такий, що складається з двох основних частин: урухомлювача 1 і головки 2. Урухомлювач 1 має три крокові електродвигуни 3 з незалежним керуванням (два з них показані на фіг.З), кожен з яких механічно приєднаний до свого адаптера 4 з точною різьбою. Адаптер 4 встановлений на шарикопідшипнику 7, який утримується біля свого двигуна з допомогою засобів притискання (не показані) і проміжного кільця 8 і з'єднаний зі штовхачем 5. Таким чином, коли адаптер 4 обертається внаслідок руху крокового електродвигуна 3, він рухає штовхач 5 назад або вперед. Двигуни 3 встановлені на блоці 6, який з'єднаний з головкою 2, і в цьому варіанті втілення винаходу розміщені один відносно одного під кутом 120°. Головка 2, показана на фіг.4, має першу внутрішню порожнину 9 і другу внутрішню порожнину 10, які розділені простором для відбору проб 11. Плоска оптична роздільна пластина 12, прозора для оптичної енергії, випромінюваної джерелом енергії 13, закриває першу порожнину 9 від доступу матеріалу із зони для проб 11. Джерело оптичної енергії 13, в даному варіанті джерело середнього інфрачервоного випромінювання, розміщене в першій порожнині 9, і світло від нього направляють з допомогою дзеркала 15 крізь оптичний інтерфейс 12, зону для проб 11 і другий плоский оптичний інтерфейс 14, який також прозорий для оптичної енергії випромінюваної джерелом 13. Лінза 16 збирає світло і передає його в оптичне волокно 17. Джерело оптичної енергії 13 отримує енергію від зовнішнього джерела живлення (не показане) через електричні роз'єми, які проходять через канал в зонді 2 і приводі 1. Друга порожнина 10 закрита від зони для проб 11 другим оптичним інтерфейсом 14 у взаємодії з гнучкою гофрованою діафрагмою 18. В той час, як перший оптичний інтерфейс 12 зафіксований у зонді 1, положення другого оптичного інтерфейсу 14 можна змінювати і по відстані від першого оптичного інтерфейсу 12, і по орієнтації поверхні, перпендикулярної до другого оптичного інтерфейсу 14 відносно поверхні, перпендикулярної до першого оптичного інтерфейсу 12 (тобто, під кутом), Можна здійснювати переміщення, оскільки другий оптичний інтерфейс 14 встановлений на адаптері для переміщення 19. Адаптер для переміщення 19 переміщують з допомогою трьох штовхачів 20, кожен з яких, в свою чергу, механічно з'єднаний через свою з'єднувальну пластину 21 з одним зі штовхачів 5 урухомлювача 1. 3 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Нижня діафрагма 18 забезпечує ізоляцію від зовнішнього середовища, навіть коли оптичний інтерфейс переміщений. Важливо, що для уникнення інтерференції типу Фабрі-Перо у спектрі проби протилежні бічні стінки не паралельні одна одній під час прийому спектру проби. Згідно патенту WO2011069549 цього можна досягти з допомогою встановлення для урухомлювача, який переміщує одну або обидві стінки, траєкторії руху по дузі навколо шарніра для забезпечення таким чином того, щоб дві протилежні бічні стінки ніколи не розміщувались паралельно. Нижче наведений опис прикладу способу саморегулювання, який при його застосуванні зі спектрометрами 102, 202 згідно винаходу, показаними на фіг. 1 або фіг.2 відповідно, забезпечує вимірювання без торкання стінками одна одної або виникнення інтерференції типу Фабрі-Перо у спектрі проби. Для полегшення розуміння спосіб буде описаний з посиланням на фіг.2-4. Для точного визначення параметрів сигналу керування, який змусить урухомлювач 1 виставити два плоских оптичних інтерфейси 12, 14 паралельно один одному, застосовують наступну загальну процедуру: - урухомлювач 1 керує двигунами 3 для переміщення одного інтерфейсу (тут другого інтерфейсу 14) відносно другого без зміни середньої відстані між двома. На практиці це означає, що коли одне крайнє положення рухомого інтерфейсу 14 перенесене вперед, щоб дозволити нахил, це компенсують переміщенням інших крайніх положень, щоб утримати постійною середню відстань між двома інтерфейсами 12, 14. Таким способом можна в добре керованому режимі змінювати кутове положення рухомого інтерфейсу 14. - це повторюють декілька разів, кожен раз видаючи сигнали керування, які змушують урухомлювач 1 досягати різної кутової орієнтації інтерфейсів 12, 14. - для кожної орієнтації виміряне значення інтенсивності, яке залежить від довжини хвилі, записують використовуючи оптичний датчик положення, тут він має спектральний інструмент 210 і детектор 212, які взаємодіють між собою. - сигнальний процесор 214 датчика положення зчитує записані значення вимірювань і порівнює їх для розрахунку їх різниці, яка спочатку є додатком смуг Фабрі-Перо для паралельної реалізації. - найбільш близьке до паралельного положення оптичних інтерфейсів 12, 14, в якому їх перпендикулярні вектори паралельні, потім визначають в сигнальному процесорі 214 з допомогою розрахунку положення двигунів 3 урухомлювача 1, в якому спостерігається найбільша амплітуда смуг. Це положення використовують в якості вихідного. Потім сигнальний процесор 214 формує сигнал керування з параметрами, які при надходженні на урухомлювач 1 призведуть до переміщення двигунів 3, яке забезпечить такий відносний нахил інтерфейсів 12, 14, при якому кут між їх нормальними векторами буде достатньо відрізнятись від цього вихідного положення, щоб уникнути (або, щонайменше, мінімізувати) утворення смуг Фабрі-Перо. Крім того, відстань між двома інтерфейсами 12, 14 може бути розрахована в сигнальному процесорі 214 з допомогою аналізу періоду смуг, і параметри сигналу керування також задають з допомогою цього розрахунку, щоб забезпечити підтримання бажаного середнього значення відстані. В положенні інтерфейсів 12, 14, орієнтованих для запобігання (або, щонайменше, мінімізації) утворення смуг і, бажано, також для досягнення бажаної середньої відстані, може бути записано спектр проби матеріалу, розміщеного між двома інтерфейсами 12, 14, з використанням спектрального інструмента 210 і при взаємодії з детектором 212 датчика положення. Той же сигнальний процесор 214 відомим спеціалістам способом також може бути налаштований для обробки сигналу детектора 210 для визначення інформації стосовно фізичної структури і/або складу проби. Як окремий приклад застосування описаного вище способу розглянемо використання спектрометра 202 згідно фіг. 2-4 в технологічній лінії обробки молока (коефіцієнт переломлення приблизно 1,338), в ньому в якості спектрального інструмента 210 використовують інтерферометр з перетворенням Фур'є, який працює в середній частині інфрачервоного спектру, а в якості оптичних інтерфейсів 12, 14 використані алмазні вікна (коефіцієнт переломлення 2,147). Вище наведений опис втілення в досить загальних термінах. Експериментально було встановлено, що смуги зникають, коли кут між векторами-нормалями двох алмазних вікон відрізняється на 0,07 градуса. Для алмазних вікон, які зазвичай мають діаметр 8 мм, і при бажаній відстані 10 мкм два алмазних вікна 12, 14 будуть розміщені під кутом 0,21 градуса. Це задає рамки значення кута, в яких мають перебувати вікна 12, 14. В прикладі застосування способу згідно винаходу двигунами 3, які переміщують алмазне вікно 14, керують, щоб виставити двадцять вісім відносних положень вікон 12, 14, і таким чином аналізують набір цих двадцяти восьми спектрів. В цьому варіанті втілення винаходу 4 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 використовують технологію багатовимірного аналізу даних, бажано, аналізу головних компонентів (АГК), в якому спектри представляють як множини послідовностей загальних елементів. Після видалення загальних елементів, що повільно коливаються, всі, що залишились, являють собою смуги Фабрі-Перо. Потім виконують перетворення Фур'є результуючих смуг Фабрі-Перо, в результаті чого отримують періодичність і амплітуду смуг, які можуть бути прямо пов'язані з відстанями і паралельністю між двома ромбовидними вікнами 12, 14 відповідно. Безперервний моніторинг положення оптичних інтерфейсів (наприклад, 12, 14) може бути додатково або навзамін виконаний в спектрометрі (наприклад, 202) згідно винаходу. Згідно цього способу використовують тільки два відносних положення двох інтерфейсів 12, 14: 1. Спочатку вимірюють спектр, коли одне з вікон зонда (наприклад, 14) нахилене на фіксовану величину, яка становить приблизно 0,07 градуса так, що в спектрі відсутні смуги. 2. Друге вимірювання виконують при останній знайденій паралельній орієнтації, при тій же середній відстані, як і при вимірюванні в п.1, описаній вище. Паралельне положення знаходять використовуючи процедуру саморегулювання, описану раніше. Після цього в сигнальному процесорі 214 можна порівняти останні N спектральних вимірювання (крок 1, описаний вище) з простим паралельним вимірюванням (крок 2, описаний вище) так само, як і в процедурі саморегулювання, і таким шляхом видалити смуги Фабрі-Перо. Здійснюючи таким шляхом паралельне вимірювання для кожного з N спектральних вимірювань можна спостерігати, чи не починають змінюватись амплітуда або період смуг Фабрі-Перо в припущеному паралельним положенні. Якщо амплітуда зменшується до попередньо заданого рівня, наприклад, до половини вихідної амплітуди, отриманої безпосередньо при або через короткий проміжок часу після процедури саморегулювання, може бути ініційована нова процедура саморегулювання і таким чином можна забезпечити, щоб два оптичні інтерфейси 12, 14 залишались у тому ж самому відносному положенні (відстань і/або кутова орієнтація) і таким чином можна компенсувати механічні зміни в спектрометрі, такі як термомеханічні зміни, механічні зміни, що залежать від тиску або зношення механічних деталей. Додатково або навзамін може бути видане помітне попередження, зазвичай, коли ступінь регулювання перевищує попередньо встановлене порогове значення, яке означає значну механічну зміну, яка потребує сервісного інструментального обслуговування. Тільки у якості прикладу вимірювання інтерференційних смуг з використанням інструменту і способу згідно винаходу може бути виконане в інтервалах між збором спектрів проб, під час цих інтервалів зону для проб заповнюють рідиною з відомим коефіцієнтом переломлення, наприклад, водою (коефіцієнт переломлення приблизно 1,33). Корисно, щоб ця рідина могла бути використана також для очищення або для наповнення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Оптичний спектрометр, який має: регульовану зону для проб з двома протилежними відносно рухомими бічними стінками, між якими під час роботи розміщують пробу для аналізу, і щонайменше одна з них утворює оптичний інтерфейс, прозорий для оптичної енергії, яку випромінює джерело оптичної енергії; урухомлювач, який механічно з'єднаний з однією або обома протилежними бічними стінками і здатний працювати по сигналу керування, що надходить до нього, для здійснення їх відносного переміщення; і оптичний датчик положення для виявлення інтерференційних смуг, утворених оптичною енергією, яка проходить відстань між бічними стінками декілька разів після проходження крізь щонайменше один оптичний інтерфейс, і для формування сигналу керування залежно від цього, який відрізняється тим, що датчик положення призначено для обробки виявлених інтерференційних смуг для визначення на їх основі вихідного положення урухомлювача, причому дві бічні стінки будуть паралельні, і для генерування після цього сигналу керування, щоб здійснити переміщення урухомлювача відносно вихідного положення так, щоб перевести бічні стінки в попередньо визначену кутову орієнтацію, в якій формування інтерференційних смуг зменшується, досягаючи при цьому попередньо визначеного ступеня відхилення від паралельного положення бічних стінок і цим самим переводячи регульовану зону для проб в положення для аналізу, в якому бічні стінки відносно нахилені, щоб утворити клиновидну форму, в цьому положенні відбувається аналіз проби. 5 UA 112226 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2. Спектрометр за п. 1, який відрізняється тим, що датчик положення призначено для вимірювання амплітуди виявлених інтерференційних смуг як індикації ступеня паралельності бічних стінок для використання при визначенні вихідного положення. 3. Спектрометр за п. 1, який відрізняється тим, що датчик положення призначено для вимірювання періоду виявлених інтерференційних смуг як індикації відстані між бічними стінками для використання при визначенні вихідного положення. 4. Спектрометр за п. 1, який відрізняється тим, що датчик положення призначено для формування множини сигналів керування, кожен з яких служить для того, щоб викликати різне попередньо визначене переміщення бічних стінок; для запису після кожного відносного переміщення результуючих інтерференційних смуг і для порівняння після множини відносних переміщень записаних сигналів, щоб на їх основі визначити вихідне положення як положення, в якому амплітуда компонентів інтерференційних смуг буде максимальною. 5. Спектрометр за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що датчик положення має спектральний інструмент, призначений для генерування вихідного сигналу, який показує інтенсивність вхідної оптичної енергії як функцію її довжини хвилі. 6. Спосіб керування регулюванням регульованої зони для проб в оптичному спектрометрі за п. 1, який включає такі операції: виявлення оптичним датчиком положення інтерференційних смуг, утворених оптичною енергією, що перетнула зону для проб між протилежними бічними стінками декілька разів; генерування сигналу керування залежно від виявлених інтерференційних смуг для керування роботою урухомлювача, щоб приводити дві бічні стінки у попередньо визначену відносну орієнтацію для аналізу проби, в якій формування інтерференційних смуг зменшене шляхом досягнення попередньо визначеного ступеня відхилення від паралельного положення; і подання сигналу керування на урухомлювач, щоб виконати залежне регулювання зони для проб, переводячи регульовану зону для проб в положення для аналізу, в якому бічні стінки відносно нахилені, щоб утворити клиновидну форму. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що операція генерування сигналу керування включає в себе: аналіз виявлених інтерференційних смуг для визначення вихідного положення урухомлювача, в якому бічні стінки будуть паралельні одна одній; і генерування сигналу керування для здійснення переміщення урухомлювача відносно вихідного положення, щоб досягти попередньо визначеного ступеня відхилення від паралельного положення бічних стінок. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що додатково включає такі операції: генерування множини сигналів керування, кожен з яких служить для встановлення різної відносної орієнтації бічних стінок; запис при кожній відносній орієнтації інтерференційних смуг, виявлених датчиком положення; і електронне порівняння записаних сигналів для визначення вихідного положення. 9. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що включає операцію завантаження зони для проб матеріалом з фіксованим коефіцієнтом заломлення перед виявленням інтерференційних смуг. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що матеріал має відомий коефіцієнт заломлення, значення якого також використовують в контролері для визначення вихідного положення. 11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що матеріалом є вода. 12. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що спосіб додатково включає в себе виявлення залежної від довжини хвилі зміни інтенсивності випроміненої оптичної енергії після її взаємодії з пробою, завантаженою в зону для проб, коли бічні стінки встановлені в попередньо визначеній орієнтації для аналізу проби. 13. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що операція запису при кожній відносній орієнтації включає в себе запис інтерферограми для кожної відносної орієнтації і обробку записаної інтерферограми з використанням багатовимірного аналізу, краще аналізу головних компонентів в оптичному датчику положення, щоб видалити спектральні компоненти, не пов'язані з інтерференційними смугами; і тим, що крок електронного порівняння включає в себе обробку кожної інтерферографи за допомогою перетворення Фур'є, щоб отримати відповідний сигнал, період і амплітуда якого вказує відстань і паралельність бічних стінок. 6 UA 112226 C2 7 UA 112226 C2 8 UA 112226 C2 9 UA 112226 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10