Лазерный атомно-ионизационный спектрометр Советский патент 1990 года по МПК G01N21/72 

К

СО ел

ел

г Изобретение относится к аналитической спектроскопии и может быть кспользовано для снижения пределов обнаружения элементов при анализе осо- бочистых веществ, фоновом мониторинге окружающей среды, в микроанализе и др. Цель - снижение пределов обнаружения определяемых химических элементов и уменьшение количества анализируемой пробы, в лазерном атомно- ионизационном спектрометре средство для введения пробы в пламя горелки выполнено в виде пористой графитовой трубки н токоподводов, соединенн 4Х с ней, и расположено меХду коллектором и двухщелеаой горелкой. Форма коллектора имеет профиль Роговского, длина плоской части коллектора равна . расстоянию между щелямп горелки. Кол-, лектор снабжен механизмом возвратно- поступательного перемещения. Отношение расстояния от трубки до пути распространения лазерных лучей к расстоянию от трубки до коллектора лежит в пределах 0,6-0,98. 1 ил. § (Л

ИзоОрет«йм« относмтся к «и«лмти- чвской спектроскопии, точнее к приме- исним методов л«эериой спектроскопии «иалктмческой химии.и может быть испольэояако доя снижения пределе обнаружения эленеитоя гфн йчдпнэе особочистмС веществ, фоновок нонито ринге окружа1се|ей ср«ды, в в4КровнАли- эв и при других эадйчах.

Целы изобретения является увеличение чувствительности,-снижение пределов обнаружения как относительных, так и абсолютных, уменьшение количества акалиэируемой пробы.

На чертеже представлена блок-схема спектрометра.

Лаэермй атомио-иониаационный спектрометр состоит из лаэера накачки I, воэбуждамцих лаэекюв на краси- тедях 2 к. Э, двухвелевой горелки 4. Спектрометр содержит средство ввеле- иия пробы с планя горелкн, выполненное в пше соединенной с токоподвода- w 5.1-5.2 пористой графитовой трубки 6 с пробой 7, расположенной над горелкой 4. Над средством введения пробы расположен коллектор 8 для регистрации заряженных частиц, связанный с блоком регистрации 9 импульсов тока.

Коллектор 8 снабжен средством охлаждения 10 и механизмом возвратно- поступательного перемещення и выполнен на коррозионностойкого материала. Форма коллектора-профиль Роговского, плоская часть которого равна расстоянию между целянн горелки н обращена к горелке. Отношение расстояния от трубки 6 до лазерного луча к расстоянию от т рубхк 6 до коллектора 8 лежнт в пределах 0.6-0,98.

Устройство работает спедухмшм образом.

Исследуемая проба в виде раствора объемом J-40 мхл помещается в трубке 6 нз пористого графита диаметром 3 мм, нагреваемой электрическим током. Пос.пе висутпиваиия пробы при слабом нагреве трубки 6 темпе1;лтура трубки доводится до температуры ис- паренкя соединений определяемого зле- иента. Испарияшнеся молекулы диффундирую, через стенки трубки 6 в пламя, да атомиэиру сгтся. Испольэовлние пористой трубкн обеспечивает поступление пробы я пламя г виде молекулярных соединений, более колное ее ист паренио, в результате чего коэ4 фици«А34955

ент использования пробы увеличивается.

Атомные пары вместе с горячими г t зами пламени попадают в зону облучения, где возбуждаются синхронизо- ванными по времени лазерными импуль- сам4. Прн совпадении частоты лазеров 2 н 3 с частотами последовательных

10 переходов определяемого атома происходит его возбуждение в высоколежа- вие рндберговские состояния или в непрерывнь спектр с последуххаей ионизацией. Использование ступенчатого

If лазериого возбуждения обеспечивает %го высокую селективность. Образовавшиеся заряженные частицы, двигаясь в электрическом поле коллектор-трубка с напряженностью 0,5-1,0 кВ/см (ка

20 коллектор подается отрицательное напряжение - I кВ, трубка заземлена) вызывают в системе регистрацин импульс- сигнал, амплитуда которого пропорциональна концентрации определяе25 мого элемента.

Геометрия, а именно взаимное расположение коллектора, луча н графитовой трубки имеет важное эиачение

30 и существует оптимальное соотношение К расстояний трубка - лазерньЛ луч н трубка - KonjiCKTOp, лежащее в ннтер- вале 0,6 К 0,98, которое об-зспечи- вает достижение минимальных лределоп

.,, обнаружения.

Формула изобретен чя

40

Лазерньй атонно-ионизацяочльй спектрюметр, включающий лазер накачки, оптически связанный с возбужлаю- щими лазерами на красителях, оптическую систему совмещения лазерных лучей, двухшелевую горелку, средство

45 введения пробы в пламя горелки, ох- лаждаеьв. коллектор из коррозионно- стойкого материала для регистрации заряженных частиц и блок регистрации импульсов тока, подк-пюченный к кол5(1 лектору, отличающийся

тем, что, с целью повышения чувствительности путем снижения пределов обнаружения опредепяеуо,1х XHvnpiccKHX элемвитов и увеличения эхо11ою1чиостн,

gc средство введения пробы п гъ-шмя вь:- полнеио в виде пористой rp(4tтonoй трубки и токоподводон, соелинеи(1ьос с ней, и расположено eжлy коллектором н горелкоП, коллектор снлбжеи мвГеометрия, а именно взаимное расположение коллектора, луча н графитовой трубки имеет важное эиачение

и существует оптимальное соотношение К расстояний трубка - лазерньЛ луч н трубка - KonjiCKTOp, лежащее в ннтер- вале 0,6 К 0,98, которое об-зспечи- вает достижение минимальных лределоп

обнаружения.

Формула изобретен чя

Лазерньй атонно-ионизацяочльй спектрюметр, включающий лазер накачки, оптически связанный с возбужлаю- щими лазерами на красителях, оптическую систему совмещения лазерных лучей, двухшелевую горелку, средство

введения пробы в пламя горелки, ох- лаждаеьв. коллектор из коррозионно- стойкого материала для регистрации заряженных частиц и блок регистрации импульсов тока, подк-пюченный к коллектору, отличающийся

тем, что, с целью повышения чувствительности путем снижения пределов обнаружения опредепяеуо,1х XHvnpiccKHX элемвитов и увеличения эхо11ою1чиостн,

средство введения пробы п гъ-шмя вь:- полнеио в виде пористой rp(4tтonoй трубки и токоподводон, соелинеи(1ьос с ней, и расположено eжлy коллектором н горелкоП, коллектор снлбжеи мвханнэнон возвратно-гтаступат€льного перемеаения, причем форма коллектора нмевт профиль Роговского, длина плоской части которого равна расстоянию

между велямн горелки и оОрацена к го- 0,6-0,98.

релке, а отношение расстояния от трубки до траектории распространения лазерных лучей к расстояни:о от трубки до коллектора лежит в пределах