Устройство для локального лазерного спектрального анализа Советский патент 1990 года по МПК G01N21/67 

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано в спектральном анализе как атомизатор и источник возбуждения атомов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности анализа за счет увеличения высокотемпературной зоны плазмы высоковольтного разряда в момент появления исследуемого вещества в аналитическом межэлектродном промежутке.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для локального лазерного спектрального анализа содержит лазер 1 с сфокусированным излучением 2 на исследуемый объект 3 расположенный на предметром столе 4, над поверхностью образца 3 расположены в одной плоскости с лазерным излучением 2 заточенные на конус концы электродов Ь и 6 аналитического разрядного промежутка, расположенные под углом

к горизонту, например угольные. Электрод 5 аналитического разрядного промежутка присоединен к электроду 7 вспомогательного разрядного промежутка 8, электрод 6 - к конденсатору 9 (2 мкФ), вторая обкладка которого присоединена к электроду 10 вспомогательного разрядного промежутка 8, угольный электрод 11 аналитического разрядного промежутка расположен также под углом к горизонтальной плоскости и сдвинут в этой плоскости относительно электрода 6; Конец электрода 11, заточенный на конус, расположен над концами электродов 5 и 6 на расстоянии около 3 мм и подсоединен к обкладке- конденсатора 12 (2-k мкФ), вторая клемма которого подсоединена к электроду 10 вспомогательного разрядного промежутка 8.

Устройство работает следующим образом.

Электроды 5 и 6 располагают на расстоянии менее 1 мм. Осуществляют зарядку конденсатора 9 до направления 1600-2000 В, а конденсатора 12 - до 6000-100000 В (устройство для зарядки конденсаторов на схеме не показано). После этого облучают лазером 1 выбранное место образца 3. Высокотемпературный факел, содержащий испаренное вещество исследуемого образца 3, поднимается вверх и осуществляет ионизацию межэлектродного промежутка (электроды 5 и 6). В этом случае происходит разряд конденсатора 9 через аналитический разрядный промежуток электродов 5 и 6 и вспомогательный промежуток 8.

Пробой разрядного и появление плазмы в аналитическом разрядном промежутке между электродами 5 и 6 способствует возникновению второго электрически мощного разряда конденсатора 12 между электродами 11 и 5, при этом пары исследуемого вещества не успевают покинуть аналитический разрядный промежуток. Спектр излучения плазмы регистрируют с помощью оптической сие темы, спектрографа на фотопластинке.

Интенсивность аналитических линий в данном случае возрастает в раз при испарении одного и того же количества исследуемого вещества по срав нению с известным способом (прототип) возбуждения спектра при локально-лазерном спектральном анализе.

..

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Устройство позволяет осуществить загорание двух высоковольтных разря- i дов в момент поступления исследуемого вещества в их межэлектроднье промежутки, повысить коэффициент-использования исследуемого вещества, увеличить время пребывания атомов определяемых элементов в зоне возбуждения, т.е. повысить чувствительность локально-лазерного анализа.

Увеличение размеров высокотемпературной зоны способствует не топько повышению чувствительности анализа, но и повышает точность анализа, как за счет снижения нижней границы определяемых содержаний, так и за счет уменьшения реабсорбции, которая обычно приводит к искривлению градуированных графиков при относительно высоких содержаниях элементов. Особо эффективно применение предлагаемого устройства в случае лазерных факелов малого размера при малых выбросах исследуемого вещества, кратерах менее 50 мкм, когда особо важно повышение чувствительности локально-лазерного спектрального анализа и осложнено использование высоковольтных разрядов. Формула изобретения

Устройство для локального лазерного спектрального анализа, содержащее лазер, расположенный под ним предметный столик для объекта исследования, два электрода аналитического разрядного промежутка, размещенные над поверхностью объекта, конденсаторы, вспомогательный разрядный промежуток, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа за счет увеличения высокотемпературной зоны плазмы высоковольтного разряда в момент появления исследуемого вещества в аналитическом межэлектродном промежутке, оно снабжено дополнительным электродом, установленным в анал1ти- ческом промежутке, рабочий конец которого размещен над рабочими концами основных электродов и соединен с одной из обкладок первого конденсатора, причем один из основных электродов аналитического разрядного промежутка присоединен к одной из обкладок второго конденсатора, а другой соединен с одним из электродов вспомогательного разрядного промежутка, к другому электроду которого присоединены свободные обкладки конденсаторов.

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано в спектральном анализе как атомизатор и источник возбуждения атомов при локальном испарении исследуемых объектов лазерным излучением. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности анализа. Устройство содержит лазер, излучение которого фокусируется на исследуемый объект, располагаемый на предметном столике. Над поверхностью образца относительно близко друг к другу размещены концы двух электродов, подсоединенных через вспомогательный разрядный промежуток к заряженному до напряжения порядка 2000 В конденсатору. Над концами электродов размещен конец третьего дополнительного электрода, подсоединенного к конденсатору, заряженному до большего напряжения. При облучении лазером исследуемого объекта возникает факел, ионизирующий межэлектродное пространство электродов. В результате между этими электродами возникает разряд, плазма которого ионизирует межэлектродное пространство между основными и дополнительными электродами. Возникает мощный высоковольтный разряд второго конденсатора. Излучение этой плазмы используется при эмиссионном спектральном анализе. 1 ил.