Атомно-абсорбционный анализатор Советский патент 1987 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к спектраль иой технике и предназначено для анализа состава вещества методам атомной абсорбции.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения перегрузки в измерительном электронном канале,

В процессе измерения измеритель- ные сигналы, поступающие на лога- рифматор системы обработки аналитического сигнала, меняются в ограниченном диапазоне, что позволяет повысить точность логарифмирования во всем динамическом диапазоне и в свою очередь, повысить точность измерения. Это достигается путем выбора соответствующего коэффициента усиления для каждого конкретного сигнала.

На чертеже показана функциональная схема атомно-абсорбционного анализатора.

Анализатор содержит спектральную лампу 1, двухамплитудный блок 2 питания, систему 3 освещения, атомизатор 4, систему 5 выделения сигнала, систему 6 регистрации сигнала, трех канальную систему 7 формирования сигнала, первый, второй и третий усилители 8 - 10 соответственно,- первый, второй и третий компараторы 11-13 соответственно, блок 14 питания стаби-пьного напряже- ния, логическое устройство 15, ко- мандное устройство 16, коммутирующее устройство 17, систему 18 обработки аналитического сигнала, лога- рифматор 19, коммутатор 20, первое 21 и второе 22 запоминающие устройства, вычитающее устройство 23, измерительное устройство 24.

Атомно-абсорбционн1з1й анализатор представляет собой последовательно расположенные спектральную лампу 1 с двухамплитудным блоком 2 питания, систему 3 освещения, атомизатор 4, систему 5 выделения сигнала, систему

6регистрации, трехканальную систему

7формирования сигнала и систему 17 обработки аналитического сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Командное устройство 16 запускает блок 2 питания и м.1льй импульс тока (порядка 50 А ) подается на спектральную лампу 1. Резонансное

562

излучение лампы 1 формируется с помощью системы 3 освещения и направляется на атомизатор 4, где оно поглощается атомами определяемого вещества. Система 5 выделения сигнала выделяет прошедщее через атомизатор 4 резонансное излучение, а система 6 регистрации преобразует прошедшее излучение в электрический сигнал. Этот сигнал одновременно поступает на входы усилителей 8 - 10, на выходе которых формируются сигналы

Ui К 1,-г,(1-г,) - . и К I,, г,(1-г,)-10 и К 1,.г,(1-г)-100 К,

где К - коэффициент пропорциональности;

Ijj - интенсивность резонансного излучения;

г - коэффициент пропускания

атомного пара определяемого вещества;

г - неселективное поглощение реп

зонансного излучения в атомизаторе;

К , - коэффиицент усиления первого усилителя.

Сигналы и, и и U, подаются на коммутирующее устройство 17 и соответствующие компараторы 11 - 13. На компараторы подается также напряжение Е с блока 14 стабильного нап - ряжения. Значение Ер соответствует максимальному допустимомз значению напряжения на входе логарифматора 19 Командное устройство 16 включает логическое устройство 15, которое анализирует выходные сигналы первого 11, второго 12 н третьего 13 компараторов. На выходе компаратора имеется сигнал, если сравниваемое напряжение меньше Е

6

Таким образом, на выходах трех компараторов будет код 11 ,если выходной сигнал меньше Е„ на всех трех выходах усилителей, 110 - на двух выходах усилителей (100 или 000 соответственно ), ив зависимости от этого кода логическое устройство 15, например двоично-десятичный дешифратор, включает соответствующий ключ - аналоговый пропускатель в коммутаторе 17„ Выбор нужного диапа . Г зона усиления происходит за один цикл, что позволяет использовать такое решение с непламенным атомизатром.

Логическое устройство 15 передает номер усилителя (соответственно коэффициент усиления ) на компенсационный вход измерительного устройства 24. Сигнал с логарифматора че- рез коммутатор 20 поступает на первое запоминающее устройство 21. Коммутатор 20 управляется командным ус ройством 16. .

Второй этап измерения начинается с того, что командное устройство 16 устанавливает на выходе .блока литания большие импульсы тока (порядка 500 А ). При таких токах происходит уширение спектральной линии лампы 1 и на выходе усилителей имеются сигналы

к .I

;(1-г

,)- к

к

к.

4(1-)

I;(I-H)

V 10 к,,;

100 К,

где К - коэффициент пропорциональI ности; 1 - интенсивность излучения

лампы при больших импульсах тока. Сигналы и , и и и ,

г П3

ются с Е,

/J сравнива.JJ. аналогично процессу, описанному вьппе. После выбора усилителя, сигнал которого подается с помощью устройства 17 на вход логарифматора, командное устройство 16 выДа ет сигнал компаратору 20, который результат логарифмирования записывает во втором запоминающем устрой- стве 22, Одновременно сигналы с первого 21 и второго 22 запоминающих устройств поступают на вычитающее устройство 23, где формируется разностный сигнал и.,инвариантный к не- селективному поглощению

и, Ig и. Ig ,

где i и принимают одно из значений 1,2,3.

Измерительное устройство iJ4 завершает процесс измерения путем формирования результата измерения по алгоритму

3

К, +

л.

где К,, - градуировочный коэффициент:

К,

Ig К - Ig К,- Ig 1, Ig

о 1

j - компенсационный коэффициент, зависящий от номеров усилителей, подключенных к логарифматору на первом и втором этапах измерений, и принимает одно из значений О, t I и 12.

Формула изобретения

Атомно-абсорбционный анализатор, содержащий оптически связанные спектральную лампу, соединенную с двух- амплнтудным блоком питания, систему освещения, атомизатор, системы выделения, регистрации, а также блок об15

20

30

35

работки аналитического сигнала, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения перегрузки в электронном канале, в него дополнительно введена трехканальная систем 25 формирования сигнала, водержащая первьм, второй и третий усилители, первый, второй и третий компараторы блок стабильного напряжения, коммутирующее устройство, логическое устройство .и командное устройство, причем трехканальная система формирования сигнала установлена между системой регистрации и блоком обработки аналитического сигнала, входы первого, второго и третьего усилителей параллельно подключены к выходу системы регистрации, а их выходы соединены через коммутирующее устройство с входом блока обработки аналитического сигнала, первые входы первого, второго и третьего компараторов подключены к выходам сорт- ветствующих усилителей, а вторые входы компараторов - к вькоду блока стабильного напряжения, вьсходы компараторов объединены с входами логического устройства, выходы которого подключены к управляющему входу коммутирующего устройства и компенсационному входу блока обработки аналитического сигнала, а командное устройство связано с двух- амплитудным блоком питания и синхронизирующими входами логического устройства и блока обработки аналитического- сигнала, причем коэффициенты усиления первого, второго и третьего усилителей относятся как 1:10:100.

40

45

50

55

-

.

WWW

Изобретение относится к спектральной технике и позволяет повысить точность измерений. В анализатор введена трехканальная система формирования сигнала, которая содержит три усилителя. Коммутирующее устройство подключает выходы усилителей к входу системы обработки сигнала. Командное устройство управляет работой логического устройства и двух- амплитудным блоком питания спектральной лампы. 1 ил. со со tsD СЛ О5

Составитель Б.Широков Редактор Г.Волкова Техред М.ДидыкКорректор С.Шекмар

Заказ 3822/36Тираж 776Подписное

В НИШИ Государственного комитета СССР

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

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