Спектральный способ определения концентрации веществ Советский патент 1991 года по МПК G01N21/77 G01J3/42 

Изобретение относится к технической физике и предназначено для применения в спектральном приборо- ciроении.

Цель изобретения- обеспечение возможности использования атомизаторов, длительность работы которых меньше длительности возбуждения источников линейчатого и сплошного спектров.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источники линейчатого спектра 1 и сплошного спектра 2, оптическую систему, в простейшем случае полупрозрачное зеркало 3 и линзы 4. Световые лучки источников 1 и 2 пропускают через атомизатор 5 и спектральный прибор 6. 8 качестве спектрапьного прибора используется спектрограф типа ЦФС, который позволяет на выходной щели получить спектр, например 200-800 нм. Затем оптические сигналы выделяются фотодиодной линейкой (ЛДФ) 7 или линейкой ПЗС, являющейся линейно-координатным фотодетектором. Сигнал линейки считывается блоком 8, выполненным на основе ЭВМ, которая производит расчет концентрации и обработку результата.

Устройство работает следующим образом.

Световые потоки не одновременно работающих (в режиме модуляции для

исключения аддитивных помех методом вычитания или фильтрации) источников 1 и 2 поступают на спектрограф 6 и регистрируются /ЩФ 7. Прежде всего производится калибровка интенсивнос- тей ламп 1 и 2 без исключения атомизатора 5. Интенсивность источника сплошного спектра записывается в вид

Lcc

k I

p. iv

(1)

где k - коэффициент, Учитывающий разбаланс источников 1 и 2. В режиме калибровки источники включаются по очереди, сначала источник 1, а потом источник 2. Регистрация по выражению (1) производится на резонансной длине волны Ярц. После- этого источники включаются одновре- менно и начинается атомизация пробы. В этом случае интенсивность источника 1 на длине волны Яр записывается в виде

кои, которая считывает на длине волны Рц), имеют

т «VT (с} 12 1сее (о)

пусть н/с) /«ДО что практически всегда имеет место.

Используя теперь выражения (5) и (6), нетрудно найти концентрацию вещества в атомизаторе:

lg(4/I4)4«. С; С Igd-l/I /f.

(7)

Благодаря одновременному определению сигналов резонансного и нерезонансного поглощений достигается возможность использования атомизаторов, длительность которых меньше длительности возбуждения источников линейчатого и сплошного спектров, высокая точность измерения в нес-ационарных условиях, а также повышение быстродействия, о

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в спектральном приборостроении. Целью изобретения является обеспечение возможности использования атомизаторов, длительность которых меньше длительности возбуждения источников линейчатого и сплошного спектров. Для этого анализируемый атомный пар одновременно освещают излучением источников линейчатого и сплошного спектров. Выделение сигнала неселективного поглощения ведут на нерезонансной длине волны одновременно с выделением полезного сигнала. Выделение последнего ведут после предварительной калибровки, Б процессе которой определяют отношение интен- сивностей источника линейчатого и сплошного спектров на выбранной длине волны. Затем после атомизации и измерения указанных сигналов находят вклад сигнала источника сплошного спектра в полезный сигнал и вычитают из полезного сигнала. 1 ил.

I, - 1Р, ,-faWW. (2) 25 Ф

а интенсивность источника 2 на длине волны р.ц записывается в виде

-//(tied) -/Htt)jC(t) , . 1.2 « k- 1р.Л е1 е (3)

где w(t) - коэффициент атомного поглощения , C(t) - концентрация определяемо

элемента,

K4(t) - коэффициент неселективного поглощения, (t) - функция, описывающая неселективное поглощение. Учитывая, что регистрация прово- дится одновременно для сигналов источников 1 и 2, зависимость от времени можно исключить.

Суммарный сигнал на длине волны Цр.м выделяемый линейкой ЛФЦ:

Ic I4-H-i I kI I(1+k). (4)

Очевидно, что для выделения сигнала, описываемого выражением (2) достаточно из выражения (k) расчетн путем найти член kl. Окончательно, получают

I(1+k)-kl I,

(5)

После этого, определив посредством ЛФП 7 величину сигнала неселективного поглощения на длине волны п (по сигналу,-считываемому с соседних ячеек ЛФД, расположенных рядом с ячей-

ормула изобретения

0

j

Спектральный способ определения концентрации веществ, включающий облучение атомного пара, образованного исследуемым веществом с помощью атомизатора, резонансным и нерезонансным излучением от источников линейчатого и сплошного спектров, од- ,новременное -измерение аналитических сигналов, их вычитание, в результате которого выделяется сигнал, соответствующий резонансному поглощению, по интенсивности которого судят о концентрации анализируемого вещества, отли чающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования атомизаторов, длительность работы которых меньше длительности возбуждения источников линейчатого и сплошного спектров, дополнительно до измерений регистрируют интенсивности источников линейчатого и сплошного спектров, по ним определяют коэффициент, характеризующий разбаланс источников, гЙсле облучения атомного пара регистрируют одновременно сигналы источников линейчатого и сплошного спектров путем регистрации всего спектра линейно-координатным фотодетектором, регистрируют сумму резонансных сигналов указанных источников и сигналы нерезонансного излу- че,ния источника сплошного спектра,

51679306б

а разностный сигнал корректируют на точников излу-ен величину коэффициента разбаланса

О