Спектральный способ определения концентрации веществ Советский патент 1990 года по МПК G01J3/42 

ет

Свсгз

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в атомно-абсорбционном спектральном анализе. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния послесвечения паров резонансного детектора. Для этого измерения флуоресценции и резонансного излучения спектральной лампы ведут после прекращения явления послесвечения в резонансном детекторе. Время измерений выбирают так, чтобы плотность атомных паров в это время в резонансном детекторе не менялась. Управление моментом регистрации сигналов производится формирователем импульсов, который вырабатывает необходимый временной интервал. 2 ил.

Изооретение относится к технической физике и может быть использовано в атомно-абсорбционном спектральном анализе.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния послесвечения паров резонансного детектора.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит импульсный генератор 1, который через усилитель 2 мощности подключен к резонансному детектору 3. Генератор 1 через устройство 4 задержки и второй усилитель 5 мощности соединен со спектральной лампой 6, которая установлена на одной оптической оси с оптической системой 7, аналитической ячей- j

кой 8, резонансным детектором 3 и дополнительным фотоприемником 9. В направлении, перпендикулярном этой оси детектора, установлен основной фотоприемник 10. Дополнительный фотоприемник 9 установлен за резонансным детектором, при этом пучок света спектральной лампы 6 проходит через атомные пары резонансного детектора, фотоприемник 9 и основной фото приемник 10 через ключи 11 и 12 соединены с блоком 13 регистрации, содержащим усилители, логарифматоры, блоки вычитания. Блок 13 соединен с блоком 14 индикации. Импульсный генератор 1 через дополнительное устройство задержки и формирователь 15 импульсов управляет ключами 12 и 11. Устройство Ц задержки необходимо для создания необходимых задержек при работе источника 6 излучения, если

.ззй

время развития его излучения мало по сравнению с длительностью развития излучения детектора 3. Устройство 4 задержки вырабатывает необходимую задержку включения спектральной лампы 6, если наоборот, это время велико. В обоих случаях достигается оптимальный режим работы спектральной лампы 6 по быстродействию и мощности потребления.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный генератор 1 вырабатывает импулье управления Ј0, который через усилитель 2 мощности поступает на резонансный детектор 3 (фиг.2 а). Последний зажигается и создает облако атомных паров, которое существует определенное время Ј и после прекращения разряда. Если длительность импульса тока резонансного детектора выбрать меньше времени развития излучения, то концентрация паров будет недостаточно велика, что вызовет снижение флуоресценции. Поэтому целесообразно выбирать длительность импульса тока не менее длительности развития разряда, т.е. излучения резонансного детектора. Импульс тока можно выбрать значительно большим по длительности, однако это может привести к потере быстродействия. Импульс импульсного генератора 1 через устройство 4 задержки и второй усилитель 5 мощности поступает на спектральную лампу 6 и зажигает ее. Длительность задержки выбирается из условия обеспечения достижения развития излучения в спектральной лампе 6 после подачи на нее импульса тока (фиг.2). Длительность импульса Ј0 тока не может быть выбрана меньше длительности развития ее светового импульса, поскольку в противном случае ее интенсивность может еще не достигнуть максимального значения, необходимого для обеспечения требуемого уровня флуоресценции детектора, а кроме того, прекращение возбуждений лампы 6 раньше времени измерения флуоресценции детектора приведет к неработоспособности устройства.

После выключения резонансного детектора из-за образования объемных зарядов наступает послесвечение атомных паров детектора, или лампы с по- лым катодом (детектор выбран на осно ее лампы с полым катодом). Длитель

0

5

0

5

0

5

управления ность Ји после

0

45

50

55

ность ос этого послесвечения составляет несколько десятков микросекунд. Например, для ламп на| алюминий длительность послесвечения примерно равна 30-50 мкс при токах около 100 мА, Время Јр существования паров равной плотности в детекторе после его выключения (фиг.2 а) примерно равно 100 мкс и более. Таким образом, для проведения измерений флуоресценции детектора и резонансного излучения лампы остается около 50 мкс. Эти данные ориентировочны, поскольку получены для ламп типа ТСПК. Для ламп типа ЛТ-2 длительность послесвечения около 25- 40 мкс. Длительность существования равной плотности паров после выключения примерно равна 120 мкс.

Таким образом, формирователь 15 импульсов должен сформировать импульс ключами 12 и 11 длитель- прекращения процесса послесвечения паров в резонансном детекторе (фиг.2 в). После этого на систему регистрации поступают два сигнала с фотоприемников 10 и 9. После логарифмирования- и вычитания на блоке 14 индицируется величина концентрации определяемого элемента.

Таким образом, преимуществом способа является более высокая точность измерений за счет исключения влияния послесвечения паров резонансного детектора и проведения измерений в момент равной плотности этих паров.

Формула изобретения

Спектральный способ определения концентрации веществ, включающий подачу импульсов тока на спектральную лампу и резонансный детектор на основе полого катода, пропускание через анализируемую область резонансного излучения, измерение интенсивности резонансного излучения спектральной лампы, прошедшего через ана- литичес ую ячейку и атомные пары резонансного детектора, измерение резонансной флуоресценции резонансного детектора и определение результата расчетным путем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения влияния послесвечения паров резонансного детектора, длительность импульсов тока питания резонансного детектора выбирают не меньше длительности развития его светового излучения, а длительность импупьса токе питания спектральной лампы - не меньше длительности развития ее светового излучения и не больше суммарной длительности импульса тока резонансного детектора и длительности сохранения равной плотности плотности атомных паров в резонансном детекторе

ч V

3

W

после его возбух дения импульсов- (о- кз, при этом окончание импульс,i тока спектральной лампы совмещ т с моментом начала рассасывания паров в резонансном детекторе, г измерения флуоресценции ведут посл окончания послесвечения паров в резонансном детекторе до момента окончания импульса тока спектральной лампы.