Способ пламенного спектрофотометрического анализа Советский патент 1980 года по МПК G01N21/58 

чония и регистрируют основное излучение и сигнал сравнешя одним фотоприем ником. Сущность способа заключается в создании сигнала сравнения, основатгаого на том, что свет, вызванный флюоресценцией атомов, если возбуждающий свет не поляризован, является не поляризованным, а свет, рассея шый частицами пламени, частично пол5физован. Степень поляризации максимальна, когда угол между направлениями падающего и рассеянного света составляет 9О и возрастает при уменьщении размеров частиц пламени. Если поместить между пламенем и монохроматором линейно-поляризующий поляризатор .круглой формы, то при вращении поляризатора свет, вызванный флюоресцен цией атомов, который не поляризован, остается постоянным, а рассеянный свет который частично поляризован, будет мо дулирован. Если число оборотов поляризатора в секунду п , то частота модуля ции также равна п . Сигнал , вызвагдаы модулированной составляющей света, слу жит сигналом сравнения. Повыщение яркости источника падающего света вызывает такое же повыщение яркости флюоресцентного и рассеянного света и, пос кольку cTeneiib поляризации рассеянного света не меняется, то интенсивность поляризованной составляющей рассеянного света повышается во столько же раз. Это означает, что закон изменения во времени интенсивности флюоресцентного света и поляризованной составляющей рассеянного света, один и тот же. Путе усиления сигнала сравнения можно добиться того, что изменение этих сигналов, вызванное флюктуациями источшжа света или поглощающей ячейки, будет одинаково по величине, а это, в свою очередь, позволяет из основного сигнала Bbi4HTaHH«vi сигнала сравнения устра нить щумы, вызванные нестабильностью источника света, флюктуациями поглощаю щей ячейки и нестабильностью регистри рукяцей аппаратуры. Предложенный способ может быть ре лизован, например, в атом1Ю-флюоресцевг ном анализаторе (АФЛ). На фиг. 1 изображена схема АФЛ; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - зависимость напряжения на вы ходе синхродетектора от времени. Атом1ю-флюоресцентный анализатор содержит последовательно соединенные источник света 1, конденсор для фокусировки падающего света 2, прерыватв вета 3, горелку 4, конденсатор 5 для окусировки света, получаемого от плаени горелки 4, линейно-поляризующий оляризатор круглой формы 6, монохроатор 7, ФЭУ 8, усилитель 9, синхроетектор 10, служащий для выделе шя игнала, соответствующего частоте модуляции, осуществляемой с помощью преывателя 3. К второму входу синхродетектора 10 подключен фоторезистор 11 ля получения опорного сигнала и усилитель 12 для усиления опорного сигнала. Выход синхродетектора 10 соединен с блоком 13 выделения сигнала сравнения, из общего. Один из выходов блока 13 соединен непосредственно с блоком 14, служащим для вычитаьшя сигнала сравнения из общего сигнала, а другой соединен с блоком 14 через усилитель сигнала сравнения 15. Для регистрации выходного сигнала служит самописец 16, соединенный с блоком 14. Анализатор работает следующим образом. Свет от источника 1 с помощью конденсора 2 фокусируется на пламя 2 горелки 4 через прерыватель 3. Свет, исходящий от пламени, через конденсор 5и линейно-поляризующий поляризатор 6круговой формы падает на вход монохроматора 7. Угол между направлениями падающего света и флюоресцентного, собирающегося на входной щели монохроматора, составляет 90 . Свет после монохроматора падает на ФЭУ 8. Полученный переменный электрический сигнал после усиления усилителем 9 подается на синхродетектор 1О, опорный сигнал к которому подается от фоторезистора 11 через усилитель 12. Полученный после синхродетектора переменный сигнал имеет частоту, совпадакяцую с частотой прерывания, и частично модулирован с частотой п I где п -число оборотов поляризатора 6. Сигналом сравкегшя служит модулированная часть общ&го сигнала U , который отделяется от общего сигнала радиотехническими средствами в блоке 13 и после усиления усилителем 15 подается в блок 14 непосредственно с блока 13. Полученный сигнал после вычитания сигнала сравнения из о&цего подается на электронный самописец 16. Второй вариант конструкции для осуществления способа обусловлен зависимостью интенсивности рассеянного света от поляризации падающего, излучения. Глубина модупяшт максимальна при регнст57ратши сигнала в направлении перпевдикулярном падающему свету. Свет от источника 1 с помощью кондесора 2 фокус руется иа пламя горелки 4 через прерыватель и находящийся с ним на одной ос линейно-поляризующий поляризатор 6. В остальном схема по второму варианту работает, как и в случае варианта 1. До начала измерений выбирается коэф фициент усиления, соответствующий минимальным шумам на входе самописца 1 Для этого в блоке питания источника предусмотрена возможность модутшции яркости источника с частотой, находящейся в той области интервала частот, в котором предусмотрено подавление шумов. Зат&л включают горелку и подбором коэффициента усиления добиваются, чтобы показания самописца соответствовали наименьшим шумам. При интервале частот 0,1-2 ГЦ выбирают частоту общего сигнала (частоту прерывания) 400 гц и частоту сигнала сравнения 40 гц, а частоту модуляции яркости источника 0,1-2 ГЦ. На самописце регистрируется синусоида соответствующей частоты, которую подбором коэффициента можно превратить в прямую лшшю. После этого модуляцию яркости источюпса света,имитирующего шумы, прекращают и измеряю концентрации, т.е. измеряют сигналы, по лученные после распыления в пламени эталонного и исследуемого растворов,вычитают--из них сигнал, полученный пос ле распыления в пламени чистого растворителя и из соотношения исследуемого раствора, и по результатам вычисляют концентрацию. Предложенный способ может быть осуществлен и без механического прерывателя 3, если использовать электрн5ческую модуляцию яркости источника света. В этом случае и для ик-штации шумов в блоке питания источника света должна быть предусмотрена возможность двойной модуляции яркости с соответствующими частотами, а опорный сигнал к синхродетектору следует подавать от блока питания источника света. Уменьшение шумов вызванных флуктуацнями источника света позвдляет идпользовать в качестве источника света нестабильные лампы, которые часто обладают наибольшей яркостью. Уменьше- i ние шумов, вызванных флуктуациями регистр1фующей аппаратуры, позволяет отказаться от применения сложных систем стабилизации. Формула изобретения Способ пламенного спектрофотометрического анализа, заключающийся в регистрации основного излучения и сигнала сравнения отличающийся тем, что, с целью снижения уровня шумов при регистрации , сигнал сравнения получают от рассеянного пламенем излучения лутем вращения линейного поляризатора на пути рассеянного излучения и р.егистрируют основное излучение и сигнал сравнения одним фотоприемняком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Айдаров Т. К. , Ильин Ю. А. Простой пламенный атомно-флуоресцентный фотометр ЖПС ХУП 5, 924 1,972. 2,Fo2som TR., и DP. Peome photome.ter specidtlred (or cesium (Cs) AppK. Speetr. 22, № 2, pp. 1O9-114 (1968) (прототлп).

(риг. 2