Способ определения длины волны спектральной линии Советский патент 1993 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к. спектральному анализу и может найти применение при эмиссионных и атомно абсорбционных измерениях с использованием многоэлементных фотоприемников.

Целью изобретения является повышение точности определения длины волны для определяемой и реперной линии.

На фиг.1 схематично изображен вариант спектрального устройства для осуществления способа определения длины волны спектральных линий; на фиг.2 - два участка многоэлементного фотоприемника с изображением величин сигналов, соответствующих интенсивностям реперной и определяемой спектральных линий.

Способ реализуется следующим образом: с помощью источника 1 излучения через щель 2 освещает диспергирующий элемент 3 спектрального устройства, разлагающий излучение в спектр, который регистрируют с помоицью многоэлементного фотоприемникз 4, расположенного в фо кальной плоскости спектрального устройства. Сигнал с фотоприемника 4 поступает на устройство 5 обработки информации (например ЭВМ) и отображается в виде номеров элементов фотоприемника со своими величинами сигналов на индикаторном устройстве 6.

Нахождение длины волны определяемой спектральной линии производят следующим образом.

Возбуждают спектр исследуемого образца. Регистрируют спектр многоэлементным фотоприемником. Последовательно измеряют значения сигналов со всех элементов фотоприемника, фиксируют номера элементов фотоприемника,для которых зарегистрированы сигналы от максимальных до фоновых значений, для определяемой и реперной линии. Определяют точные положения максимумов интенсивностей реперной и определяемой спектральных линий. Находят длину волны определяемой спектральной линии.

(Л

С

00

ю ел ел о

Пример. Сравнивали способы определения длины волны спектральной линии методом, описанном в прототипе и предлагаемым. Использовали макет спектрографа с неклассической дифракционной решеткой со средним значением обратной линейной

о

дисперсии 0.22А (элемент). Ширина входной щели устанавливалась равной 0,05 мм.

Источником излучения служила лампа с полым катодом на элемент никель с источником питания ИПС-01. Использовалась безлинзовая система освещения. Спектр регистрировался многоэлементным твердотельным фотоприемником, содержащим 500 элементов. Размеры площадки элемента 0,026x0,5 мм. Полученные данные усреднялись из 5 значений и выводились на экран монитора в виде номеров элементов фотоприемника со значением сигнала на них, причем возрастание порядковых номеров соответствовало росту длин волн спектральных линий.

В качестве реперной была выбрана спектральная линия с длиной волны

3012.00А(3).

В табл.1 приведены длины волн спектральных линий и соответствующие им номе- ра элементов фотоприемника со значениями сигналов на них.

В табл.2 приведены сравнительные данные значений длин волн спектральных линий, определенные известным способом и предлагаемым.

Из рассмотрения табл.2 видно, что абсолютная погрешность определения длины волны предлагаемым способом по сравнению с известным уменьшается в 1,2-1,5 раза.

Использование предлагаемого способа определения длины волны спектральных линий позволит уменьшить ошибки измерений и повысить точность.

Формула изобретения Способ определения длины волны спектральной линии, включающий возбуждение спектра образца, использование для регистрации спектра многоэлементного фотоприемника, состоящего из X элементов, регистрацию максимальных значений ин- тенсивностей определяемой и реперной спектральных линий, определение расстояний Ki и Кг между первым элементом фотоприемника и элементами, регистрирующими максимальные значения интенсивностей определяемой и реперной спектральных линий, и нахождение длины волны Ах определяемой линии по формуле

Ах Ai ±(K2-Ki) P,

где Ai - длина волны реперной линии;

Р - среднее значение обратной линейной дисперсии;

в выбранном участке длин волн, приходящемся на ширину одного элемента фотоприемника, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью

0 повышения точности, для определяемой и реперной линий последовательно измеряют значения сигналов со всех элементов фотоприемника, фиксируют номера элементов фотоприемника, для которых зарегистриро5 ваны максимальные и фоновые значения сигналов для определяемой и реперной линий и рассчитывают величины К2 и Ki из соотношений:

0 к, АЦ-fo KJ Baj-Bij

где ,2, при этом

соответствует определяемой линии,2 ре- 5 перной линии,

NMatfCj, WMOKC; 2 Ммакс7 махе;

ГУ; Г А; ЕX; Y, Е

0

# WMQKC

5 Д2/

NMQHCL/ ™мале. .2

М;,ГXi-(rX0

V J

Nqojy.

Ј Y; Z x2-Ј .. A; NPIQKC, Np,aKCf Wmancj

Fw. (Е х;Г

такг-iи

Mokcj.Чтаксд NMOKCJГ xt У, -Е Y; E x, , f,j

В

r xf-rr- х,)г

4 „

5

V

Т- ъ-Ј .у-Ј

xiKCj niaKCf

WtnoKCi.

N,

2 /

ФЧг . -Vis.

N2 (ГX;)

wrrjQKc HmaiKCf

VV

0 NMSKCJ - номера элементов фотоприемника с максимальными значениями сигналов;

, - номера элементов фотоприемника с фоновыми значениями сигналов;

5 j| - величина сигнала с 1-го элемента фотоприемника (НИ....);

Nl NMaKCj N( N2) N( - NMSKCJ

Таблица 1

Способ определения длины волны спектральных линий, заключающийся в регистрации спектра многоэлементным фотоприемником, нахождение расстояния между элементами фотоприемника с максимальными значениями интенсивности ре- перной и определяемой спектральных линий и нахождении определяемой длины волны по формуле Ах Ai ± ().P. 2 ил., 2 табл.

Таблица 2

®-

,-i

..

.

,J

J-

A/pzjf

Фиг. 2.

Фиг.7

tfpjz. з, л/f, z г

/

- Ј.