СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА СРЕДЫ Советский патент 1974 года по МПК G01J3/12 

1

Изобретение относится к области аналитического измерения состава жидких и газообразных сред и может быть использовано в спектрофотометрических анализаторах состава.

Точность измерений спектрофотометрических анализаторов в значительной степени зависит от стабильности источника света, пронускания оптической системы, чувствительности приемного тракта, коэффициента передачи измерительного устройства и т. д.

Применение предлагаемого способа из.мерения состава среды однолучевым фотометро.м позволяет значительно уменьшить влияние дестабилизируюндих факторов и соответственно повысить точность анализа.

Сущность способа определения состава среды путем измерения оптико-абсорбционных . свойств однолучевым фотометром переменного тока с модуляцией поглощения измеряемой пробы заключается в том, что поток излучения, пропускаемый через определяемую среду, модулируют по интенсивности в противофазе с модуляцией поглощающей способности измеряемой среды, уравнивают амплитуды модуляции и по глубине амплитуды модуляции светового потока судят о составе среды. Это дает возможность охватить приемник излучения 100%-ной обратной связью и значительно уменьшить влияние чувствительности приемного тракта на результат определения состава среды.

Пример. Зависимость поглощения излучения определенной длины волны от концентрации поглощающего вещества и от толщины слоя, в котором происходит поглощение, количественно описывается законом Ламберта-Бэра:

-К;. Cd

,-е

(1)

где /о - ннтенсивность падающего монохроматического излучения;

I - интенсивность излучения после прохождения слоя контролируемого вещества;

Kl

коэффициент поглощения, характеристический для данного вещества, зависящий от используемой длины волны и условий опыта;

С - концентрация измеряемого вещества; d - толщина слоя.

Из соотношения (1) видно, что для определения концентрации вещества по поглощению излучения существенны являются не абсолютные значения / и /о, а только их отнощение:

/ Cd

(2)

- е

/о

Д

величина /„-г- - АТх С-й л: - экстинкция.

30 Пусть у. меняется по гармоническому закону с частотой со: /,;-/„(1-fa-coscD),(3) где хо ()o, а - амплитуда модуляции. Тогда выражение / -х°(1 +a-COS(oi) -.of-COSm

соответствует модуляции поглощения измеряемой пробы. При малых значениях а () второй множитель в выражении (4) можно разложить в степенной ряд:

g,a.cos«t - I COS 10 + (5)

Подставив (5) в (4), получим:

; /„..(1 - Хоа-созш/)(6)

Теперь предположим, что и падающий свет модулирован по интенсивности с той же частотой со:

(1 + Ь-С08шО,(7)

где /00 - постоянная составляющая интенсивности падающего светового потока; b - амплитуда модуляции. Тогда интенсивность излучения после прохождения исследуемой пробы равна

/ /р(, (1 - у„а cos ш() (1 + 6 cos ш/) - е-- (8)

Переменная составляющая, регистрируемая приемником излучения,

0 (t ча) cos ш (9)

Г - (П)

---Tf-T

Из формулы (11) следует, что результат измерений не зависит в момент баланса от чувствительности приемного тракта и изменений светового потока на частоте, отличной от частоты модуляции.

Предмет изобретения

Способ определения состава среды путем измерения онтико-абсорбционных свойств однолучевым фотометром с модуляцией ноглощеПИЯ измеряемой нробы, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, поток излучения, проходящий через определяемую среду, модулируют по интенсивности в противофазе с модуляцией поглощающей способности измеряемой среды, уравнивают амплитуды модуляции и ио глубине модуляции потока излучения определяют состав среды. в момент выравнивания амплитуд модуляции падающего света и поглощения среды обращается в нуль, что соответствует равенствам /„ 0; 6-х.а :::0; х„ .:. Для концентрации анализируемого вещества, таким образом, получаем выражение