Атомно-абсорбционный спектрофотометр Советский патент 1980 года по МПК G01J3/42 

(54) АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ СПЕКТРОФОТОМЕТР

1

Изобретение относится к области спектрального приборостроения, в частности к атомно-абсорбционной спектрометрии.

Известны атомно-абсорбционные спектрофотометры с использованием просвечивающего излучения с непрерывным спектром 1}.

Наиболее близким техническим решением является атомно-абсорбционный спектрофотометр, содержащий оптический прерыватель, выполненный в виде вращающегося диска с отверстиями, и блок периодического сканирования спектра в окрестности ана лиэируемых спектральных линий с синхронным электроприводом и приемно-регистрирующее устройство с синхронным детектором (23

Недостатками его являются низкая чувствительность и точность измерений из-за помех, вызванных биениями, возникающими из-за нестабильностей частот оптического прерывания и периодического сканирования спектра.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений .

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в диске оптического прерывателя атомно-абсорбционного спектрофотометра выполнены дополнительные отверстия, при этом в спектрофотометр введены датчик сигнала синхронизации от дополнительных отверстий и преобразователь частоты сигнала синхронизации, выход которого соединен с синхронным электроприводом блока периодического сканирования спектра.

На чертеже поясняется сущность изобретения, где на фиг. 1 приведена блок-схема атомно-абсорбционног э спектрофотометра; на фиг. 2 - вид

(5 диска оптического прерывателя; на

фиг. 3 - временная диаграмма светового сигнала j) (t) , возникаквдего на входе приемно-регистрирующего устройст-

ва.

20 Атомно-абсорбционный спектрофотометр содержит источник 1 света, оптический прерыватель 2, установленный между источником 1 света и поглощающей ячейкой 3, за которой расположен монохроматор 4. В монохроматоре 4 установлен блок 5 периодического сканирования спектра, связанный с синхронным электроприводом 6 , питаемым от датчика 7 сигнала синхронизации через преобразователь 8 (делитель или умножитель) частоты. На выходе спектрального прибора за его выходной щелью 4 установлено приемно регистрирующее устройство 9, в соста которого входит синхронный детектор. Оптический прерыватель выполнен в виде диска, в котором выполнены основные отверстия 10.для прерывания измеряемого светового потока и допол нительные отверстия 11 для подачи на датчик сигнала синхронизации светового потока от лампы 12. На фиг.2 оптический прерыватель 2 с отверстия ми 11 и 12 показан с лицевой стороны. Работа спектрофотометра происходит следующим образом. Излучение от источника 1 света модулируется оптическим прерывателем 2 с периодом Т 2lU/iJ i (см.фиг.3) проходит через поглощающую ячейку 3 и поступает на вход монохроматора 4, где оно разлагается в спектр и через выходную щель поступает в приемно-регистрирующее устройство 9. Блок 5 с периодом Ti перемещает изображение спектра относительно выходной щели монохроматора 4. В результате в промежутки времени, когда оптичес кий канал спектрофотометра не перекрыт прерывателем 2, с выхода монохроматора 4 на приемно-регистрирующ устройство 9 попеременно поступают световой поток от оптического фона Фо (см.фиг.3) и разность светового потока от фона и потока поглощенного линией атомной абсорбции вещества Ф.( . Таким образом, световой сигн на входе приемно-регистрирующего устройства 9 содержит периодическую составляющую сигнала от оптического фона имеющую период Т и дважды модулированный (за счет периодического сканирования спектра и прерыва ния излучения источника 1) сигнал от линии Ф( атомной абсорбции. Сигнал от фона фд содержит гармонические составляющие на частотах (2tt+l)U где п - целое число. Сигнал от спек ральной линии - гармонические соста ляющие на частотах l2k + + + 2t + l)oJn, где k и 2 - целые чи ла. Частота uJg сканирования спектр жестко привязана к частоте Ы| преры ния излучения источника 1 света, благодаря питанию синхронного элект ропривода б от датчика 7 через преoбpaзoвateль 8 частоты. Приемно-регистрирующее устройство ,9 с помощью синхронного детектора выделяет одну гармоническую составляющую, например, на разностной (LOiz. - W, ) или суммарной (() + Ыа) частоте, с1мплитуда которой пропорциональна интенсивности сигнала от спектральной линии, и не реагирует на сигнал от оптического фона Ф. Благодаря жесткой привязке частоты LUij периодического сканирования к частоте Ы, прерывания влияние биений за счет нестабильности частоты и)п вращения оптического прерывателя / полностью исключены. Количество отверстий в диске прерывателя 2 и коэффициент деления (умножения) преобразователя 8 частоты выбирают такими, чтобы гармоники полезного сигнала от линии не совпадали с гармониками сигнала от фона. Для этого должно выполняться неравенство (2п + DWi C(2k + l)u), + + (2t + 1)102. Наилучшее соотношение частот такое, при котором отношение частоты оптического прерывания к частоте модуляции, вызванной периодическим сканированием, равно отношению четного числа к нечетному, в этом случае гармоники полезного сигнала будут расположены в центре промежутков мехзду гармониками помехи, которой является сигнал от оптического фона. Формула изобретения Атомно-абсорбционный спектрофотометр, содержащий оптический прерыватель в виде вращаемого диска с отверстиями и блок периодического сканирования спектра в окрестности анализируемых спектральных линий с синхронным электроприводом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в диске оптического прерывателя выполнены дополнительные отверстия и в спектрофотометр введены датчик сигнала синхронизации от дополнительных отверстий и преобразователь частоты сигнала синхронизации, выход которого соединен с синхронным электроприводом блока периодического сканирования спектра. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз 1.. Славный В. А. и др. Некоторые специальные способы регистрации спектральных линий. ЖПС, 25, вып.6, с.984, 1976. 2. EEser R.C. at аЕВ- DoubEe modu ation optica scanning and mechanical chopping in atomic absorption spectrometry using a continuum source Analyt. Chem 44, 4, 1972, .p. 698. Фиг I Риг2