Способ определения элементного состава аэрозольных частиц Советский патент 1985 года по МПК G01N15/00 G01N21/00 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может исполь зоваться в метеорологии, в службе контроля загрязнения природной среды и контроле технологических процес сов. Известен способ определения элементного состава аэрозольных частиц, заключающийся в осаждении или фильтрации частиц, смешивании их с газооб разной взрывчатой средой, проведении взрыва и исследовании элементного состава частиц спектральными методами l . Недостатками являются необходимост длительной фильтрации аэрозоля ислржность приготовления пробы для анализа. Наиболее близким техническим реше нием к описываемому является способ определения элементного состава аэрозольных частиц, включающий воздейст вие на аэрозольную среду импульсным лазерньм излучением, инициирующим оптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения факела, образовавшегося при пробое, по которому судят об элементном составе частиц 2 . В результате воздействия интенсивного лазерного излучения аэрозоль ные частицы испаряются и их пары, нагреваясь до высокой температуры, служат источником эмисионного спектр по которому судят о наличии тех или иных элементов, входящих в состав аэрозольных частиц. Цель изобретения - расширение диапазона размеров анализируемых частиц в сторону меньших размеров. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения элементного состава аэрозольных частиц, включающем воздействие на аэрозольную среду импульсным лазерным излучением, инициирую1Щ«1 оптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения факела, образовавшегося при пробое, по которому судят об элементном составе частиц, на аэрозольн5то среду вначале воздействуют излучением с интенсивностью в нес колько раз меньшей порога оптического пробоя в течение 10 - 10 с, после чего интенсивность излучения увеличивают выше порога оптического пробоя и дополнительно регистрируют адсорбционный спектр поглощения паров аэрозольных частиц, используя излучение факела, прошедшее через образованный лазерным пучком канал с парообразной фазой аэрозоля, по которому судят об элементном составе частиц малых размеров. На фиг. 1 изображен лазерный импульс, Ёоздействующий на аэрозольную среду; на фиг. 2 - схема реализации способа определения элементного состава аэрозольных частиц. На фиг, 1 показано, что интенсивность лазерного излучения .t, в течение времени i ниже оптического пробоя, а при 2 -выше оптического пробоя. На фиг.2 показаны импульсный лазер 1, пучок лазерного излучения 2, аэрозольная среда 3, зона оптического пробоя 4, зеркало 5, регистрирующая спектральная аппарату-, ра 6. Слабосфокусированное излучение импульсного лазера облучает аэрозольную среду, причем вначале интенсив- ность лазерного импульса в несколько раз меньше порога оптического пробоя в данной среде и составляет 5 - 50 Дж/см , а время облучения от 10 до 10 с, при этом частицы, меньшие 10 мкм, испаряются. Затем интенсивность лазерного импульса увеличивают выше порога оптического пробоя 10 Вт/см , что приводит к образованию плазмы оптического пробоя. Свечение плазмы оптического разряда собирается зеркалом таким образом , чтобы оно при этом проходило через область испарения аэрозольных частиц. По резонансным линиям поглощения на фоне сплошного спеквра излучения плазмы оптического пробоя, полученным спектрорегистрирующей аппаратурой, определяют элементный состав частиц аэрозольной среды. Адсорбционный спектр позволяет определить элементный состав частиц и получить количественные оценки концентрации исследуемых элементов. Описываемый способ чувствителен к веществу аэрозоля тонкодисперсных 4Факций и позволяет получать информацию, о поступлении в атмосферу вредных веществ, загрязняющих окружающую среду.

Фиг.2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, включающий воздействие на аэрозольную среду импульсным лазерным излучением, инициирующим оптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения факела, образовавшегося при пробое, по -которому судят об элементном составе частиц, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона размеров анализируемых частиц в сторону меньших размеров, на аэрозольную среду вначале воздействуют излучением с интенсивностью в несколько раз меньшей порога оптического пробоя в течение 10 - 10 с, после чего интенсивность излучения увеличивают вьше порога оптического пробоя и дополнительно регистрируют адсорбционный спектр поглощения паров аэрозольных частиц,используя излучение факела, прошедшее через образованный лазерным пучком канал с парообразной фазой (Л аэрозоля, по которому судят об элес ментном составе частиц малых размеров, г сл о:) Т/ риг.1