Атомно-абсорбционный анализатор Советский патент 1989 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к технической физике и предназначено для применения в атомно-абсорбционном спектральном приборостроении.

Цель изобретения - повышение точ- Н эсти измерений полезного сигнала за счет исключения флуктуации излучения спектральной лампы.

На фиг.1 представлена блок-схема анализатора; на фиг.2 - блок-схема коммутатора.

Блок-схема анализатора (фиг.1) содержит импульсный генератор 1, коммутатор (блок) 2, блок 3 питания лампы, усилители (блоки) 4-6 мощности, лампу 7, содержащую анод 8 и несколько катодов, в данном случае гри катода 9-11. Усилители мощности подключены к катодам лампы. Катоды лампы имеют сквозные отверстия для прохождения излучения в обе стороны через окна (указано стрелками). Излучение лампы 7 через оптическую систему 12 и 13 направляется через атоми- затор 14 и монохроматор 15 на фотоприемник 16. Сигнал с фотоприемника (блока) 16 поступает на вход 17 сис- темл 18 вьщеления, регистрации и обработки светового сигнала. Через дру- roe окно то же излучение лампы вьще- ляется системой блоков 19, содержащей устройство 20 селекции светового сигнала (например,.монохроматор) и фотоприемник 21. Сигна л с выхода блока 19 поступает на вход 22 блока 18, а затем на логарифматор (блок) 23.

Сигнал с входа 17 поступает на устройство (блок) 24 разделения импульсов (в его качестве могут быть использованы обычные электронные ключи, ,управляемые со стороны импульсного генератора 1 через коммутатор 2) Сигналы с выхода блока 24 поступают на логарифматоры 25 и 26, затем на устройства (блоки) 27 и 28 вычитания на которые также поступает сигнал с выхода блока 23. Выходной сигнал блоков 27 и 28 поступает на блок 29 вычтания (где вычитается). Окончательно сигнал индицируется блоком 30.

Анализатор работает следующим образом.

Импульсный генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов, которая поступает на коммутатор 2. Ком мутатор (фиг.2) содержит счетчик 31, подключенный на распределитель (блок 32 импульсов. Число разрядов сметчик

5 0 5 Q

.Q .

5

50

31 выбрано большим, чем надо для управления блоком 32, который подключен к старшим разрядам счетчика 31, поскольку это нужно для обеспечения необходимых временных задержек в работе спектральной лампы 7. Итак, сигналы генератора 1 поступают на счетчик 31, его разряды подключены на блок 32. Сигналы с блока 32 поступают на усилители мощности и последовательно их включают. Допустим, что включение катодов лампы 7 осуществляется в направлении от катода 9 к катоду,, 10.

Включение катода 9 обеспечивает получение светового сигнала (при коротких длительностях) практически без самопоглощения резонансной линии. В этот момент коэффициент атомного поглощения в ее центре максимален. Сигнал, управляемый усилителем 4 мощности, используется для включения блока 24. После включения катода 9 излучение лампы поступает на блок 19, где выделяется, а затем поступает на блок 22, где сигнал логарифмируется. Сигнал с выхода блока 24 поступает на логарифматор 25. Оба перечисленных сигнала затем вычитаются в блоке 27 вычитания..Последнее приводит к компенсации флуктуации светового потока лампы 7 при работе катода 9. Одновременно в полости катода 9 образуется облако нейтральных атомов, которое постепенно рассасывается. Включение катода 10 производится тогда, когда оно еще не рассосалось. Момент включения катода 10 можно определить опытным путем. При вклкгг чении катода 10 по-прежнему блок 19 фиксирует Непоглощенный свет, а блок 16 - свет с уменьшенным коэффициентом атомного поглощения в центре . резонансной линии, поскольку излучение проходит через упомянутое облако нейтральных атомов, созданных при работе катода 9.

Если в лампе 7 имеется только два катода, то выход блока 2, управляющий блоком 5, теперь управляет устройством разделения импульсов. Сигнал с его выхода через логарифматор 26, устройство 28 вычитания и поступает на блок 29 вычитания.

Таким образом, при изменении концентрации веществ сигнал, соответствующий первому измерению (и с компенсированной флуктуационной помехой) поступает на блок 29. При втором

51

измерении сигнал с компенсированной флуктуационной помехой поступает на блок 29 с выхода блока 28. Сигналы управления.усилителем мощности управляют и сигналами, поступающими на блоки 27 и 28, например, пропуская их через обычные электронные ключи. Это необходимо для исключения помех в блоках 27 и 28.

168046

Таким образом, предлагаемый анализатор обеспечивает повьпиение точности измерений концентрации элементов как за счет снижения компенсации флуктуации излучения, так и за счет получения большей разности коэффициентов атомного поглощения в центре линии, что является его преимуществом по сравнению с известным устройством.

10

Изобретение относится к технической физике и предназначено для применения в спектральном приборостроении. Цель изобретения - повышение точности измерений полезного сигнала. Сигнал лампы 7 одновременно поступает на блок выделения сигнала 19 и через оптическую систему 12,14, атомизатор 13 и монохроматор 15 - на фотоприемник 16. Система регистрации 18 регистрирует излучение лампы 7 одновременно, чем компенсируются помехи в световом потоке. Кроме того, за счет того, что лампа 7 содержит несколько катодов, например катоды 9-11, достигается большая разность коэффициентов атомного поглощения, что также приводит к повышению точности измерений. 2 ил.

Если лампа 7 содержит больше катодов, например, три, то к-атод 10 служит средством генерации нейтральных атомов в полости катода 10 и за счет их диффузии и в полости катода 9. Измерения проводятся только при работе катодов 9 и 11. При работе катода 11 по-прежнему блок 19 регисрирует непоглощенный свет, а блок 16 - поглощенный, причем коэффициен атомного поглощения в центре резонансной линии значительно больше уменьшен по сравнению с известным устройством, когда лампа питается больщим импульсом тока. Очевидно, что при равных токах во втором случае можно получить большее падение коэффициента атомного поглощения в центре линии и тем самым повысить точность измерений концентраций элементов.

После этого катоды 9-11 выключаются на время переключения младщих разрядов счетчика 31, что соответствует паузе в лампах. Последнее необходимо для рассасывания паров в лампе и обеспечения получения максимального коэффициента атомного поглощения резонансной линии Б ее центре при повторной работе катода 9.

Формула изобрете н и я

Атомно-абсорбционный анализатор, содержащий спектральную лампу, состоящую из анода и полого катода, поме- щенньпс в баллон с окном для выхода излучения, блок питания.лампы, содержащий импульсный генератор и усили- тель, подключенный к катоду лампы, оптическую систему, атомизатор, основную систему выделения, регистрации и обработки светового сигнала лампы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности из

мерения, в анализатор введена дополнительная система выделения световоновной системой,, а спектральная лам- 2Q па содержит второе окно для выхода излучения и не менее одного дополнительного катода, установленного по оси излучаемого света, причем катоды имеют сквозные отверстия и подключены к дополнительным усилителям мощности, введенным в блок питания и входами связанным с выходом импульного генератора через коммутатор, при этом дополнительная система выделения светового сигнала установле- на на пути света, выходящего иэ второго окна спектральной лампы.

35

40