Способ фотометрического определения концентрации веществ Советский патент 1986 года по МПК G01J1/20 

Изобретение относится к области фотометрии, а именно к методам и средствам абсорбционного анализа веществ в жидкости по ее оптической плотности, и может быть использовано в аналитическом приборостроении для разработки средств контроля технологических процессов.

Целью изобретения является повьше- ние точности определения концентрации вещества путем исключения влияния загрязнения оптических элементов на результаты измерения.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - графики изменения оптической плотности жидкости и вели- чины давления в процессе измерения.

Устройство содержит фотометрическую кювету 1 со штуцером 2 и оптически прозрачными окнами 3 и 4 , фотоприемник 5, логарифмический усилитель 6, электронный ключ 7, запоминающее устройство 8, блок .9 умножения, компаратор 10, датчик 11 давления, компаратор 12 и регистрирующее устрой- ство 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом измерений кювету 1 заполняют газообразным веществом, например воздухом. Через штуцер 2 кюветы 1 подают анализируемую жидкость под возрастающим по отношению к начальному давлению р давлением р. При этом газообразное вещество вытесняется в верхнюю часть кюветы 1, не заполненную жидкостью, и сжимается, т.е. объем V газовой фазы уменьшается. Для изотермического про- цесса сжатия, при котором согласно закону Бойля-Мариотта выполняется ус- ловине pV k const для постоянного (в простейшем случае) по высоте попереч

ного сечения кюветы, изменение толщины поглощающего слоя х происходит следующим образом:

X

Ь - k/p,

где L - базовая длина кюветы (до начала измерения заполнена газовой средой).

Р1нтервал изменения давления р находится в пределах от р до р.

При циклическом изменении давления по линейному закону по мере увеличения давления р происходит измеto

15

20

26074 . 2

нение оптической плотности A(t)

столба жидкости (фиг.2). При достижении точки р р в момент времени t по сигналу компаратора 12 осуществляют измерение первого значения оптической плотности А, которое фиксируется в запоминающем устройстве 8.

Определение второго значения оптической плотности А осуществляется путем умножения А, на постоянный коэффициент в блоке 9 умножения, т.е. А с/ - А. Значение oL выбирают из соотношения р р где - погрешность измерения. Сигнал, пропорциональный А, поступает на вход компаратора 10, где сравнива- етсй с сигналом, пропорциональным текущему значению оптической плотности A(t). В момент ti равенства A(t А J регистрируется перепад давления /ЛР Р - Р,..

Значение оптической плотности А, и A,j в моменты времени t и t в соответствии с основным законом свето- 25 поглощения определяется как

А, A(t, )(tJ (t);

X, их

j3(t

«

А A{t) (,/KtJ,

где JU -. коэффициент экстинкции; С - концентрация вещества; высота столба жидкости; показатель загрязнения кюветы в моменты врамени t, и t ;

и I(t) - начальное и текущее значение интенсивности потока излучения.

Если за время измерения , величины P (t) и 1 не претерпеваю т существенных изменений, то значение концентрации вещества определяют по соотношению

С -А.В ,

где В - константа измерения, равная В (ot-l) Ь

Как следует из указанного выражения, результат измерения не зависит от закона изменения величины давления и определяется только перепадом давлений Лр в момент t по отношению: к t .

В частности, при линейном во времени изменении величины .давления

5

(Лиг.2) перепад давлений может быть определен по интервалу времени At t - t как dp а At; а const,. а расчетное выражение принимает вид

С Ai.B . ,

f a-dt p At

.При этом измерение оптической плотности осуществляют в фиксированный момент времени t,, определяемый как

t, р;/а.

Формула изобретения

Способ фотометрического определения концентрации веществ,заключающийся в предварительном заполнении кюветы газообразным веществом, непоглощающим излучение в анализируемой области спектра, частичном заполне

Ю

26074

НИИ кюветы исследуемой жидкостью под переменным давлением и измерении оптической плотности столба жидкости, отличающийся тем, что, с

5 целью повыщения точности определения концентрации веществ, оптическую плотность .измеряют в момент равенства давления одному из-значений в диапазоне рабочих давлений, по измеренному значению оптической плотности рассчитывают пропорциональное ему второе значение оптической плотности, измеряют перепад давлений между моментом измерения оптической плотности и моfS ментом равенства оптической плотности жидкости второму значению оптической плотности и определяют концентрацию веществ по результатам измерений, причем изменение давления осуще20 ствляют циклически.

Фиг.1

t; 2

Фиг. 2

Редактор О.Юрковёцкая

Составитель Г.Коломейцев

Техред И.Попович Корректор А.Ференц

Заказ 2J11/29Тираж 778Подписное

.ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области фотометрии,а именно к методам и сред- . ствам абсорбционного анализа веществ в жидкости по ее оптической плотности. Способ заключается в том, что в заполненную газообразным веществом кювету подают исследуемую жидкость под перемешшм давлением и измеряют перепад давлений между двумя моментами измерения оптической плотности, причем изменение давления осуществляют циклически. 2 ил.