Устройство дистанционногоСпЕКТРОХиМичЕСКОгО АНАлизА Советский патент 1981 года по МПК G01J3/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО СПЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к устройствам спектрального анализа с источником излучения оптического диапазона и может быть использовано для анализа химического состава твердых, жидких и газообразных веществ. Известно устройство спектрохимического анализа, содержащее источ ник излучения, оптическую фокусирующую систему, фотоприемное устройство 1. Однако указанное устройство н« позволяет проводить дистанционный спектрохимический анализ веществ. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство дистанционного спектрохимического анализа, содержащее источник импульсного излучения оптического диапазона, оптическую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, блок контроля мощности, фотоприемное устройство, -блок обработК1И информации и устройство индикации 2. Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей, так как оно не позволяет проводить исбйедование спектрохимического -состава веществ, находящихся при квазиоднородйых энергетических условиях, а также регистрировать одновременно весь спектр излучения в широком диапазоне длин волн. Цель изобретения - .расширение функциональных возможностей устройства. Для вьшолнения поставленной цели в устройстве к выходу блока контроля мощности .подключена схема управления с задержкой во времени, выход которой соединен с фотоприемным устройством, причем между светоделительной пластинкой и фотоприемным устройством установлены последовательно соединенные диспергирующий элемент и система световодов, а между светоделительной пластинкой и диспергирующим элементом установлено пороговое устройство. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для дистанционного спектрохимического анализа; на фиг. 2 :- график, поясняющий работу устройства. ; Устройство для дистанционного спектрохимического анализа веществ содержит источник/импульсного излучения оптического диапазона, светоделительную пластинку: 2, оптическую систему 3, мишень 4, блок 5 контроля мощности, пороговое устройство 6, диспергирующий элемент 7, схему S управления с задержкой во времени, систему световодов 9, фотопрнемное устройство 10 блок И обработки спектральной информа-ции, устройство 12 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от мощного импульсного источлика / излучения оптического диапазона, проходя через светоделительную пластинку 2 с помощью оптической фокусирующей системы 3, фокусируется на мишень4, которой является исследуемое вещество.

Свётоделительная пластилжа 2 служит для разделения излучения на зондирующий .и опорный каналы.

Под действием мощного «м.пульса излучения в веществе происходит возбуждение эмиссионного спектра излучения. Это излучение с помощью системы 5 подается на дисперги-рующий элемент 7, где происходят разложение излучения в линейчатый спектр и с помощью системы световодов 9 фокусируется на фотокатоде фотоприемного устройства W.

Контроль мощности излучателя I осуществляется по опорному .каналу с помощью блока контроля мощности. С этого блока подается сигнал на схему 8 управления с задержкой. Схема 5 служит для выдачи команды на включение фотоприемного устройства 10 с задержкой по времени относительно посылки зондирующего импульса. Поступающая информация подается на устройство обработки спектральной .информации 11 и с него на устройство индикации 12.

Регулируя величину задержки по времени, можно проводить измерения эмиссионного спектра вещества, находящегося в заданном интервале в квазиоднородном энергетическом состоянии. Начало интервала определяется величиной задержки г,, а ширина интервала временем регистращии Тр. Меняя величину задержки, снижают завясимость интенсивности свечения плазмы от 1времени, что характеризует динамику ее эмиссионного спектра и пояснЯется графиком (фиг. 2), где Р,.в - мощность зондирующего импульса сфокусированная на мишень; t - время действия излучения.

Таким образом, с каждого интервала на фотоприемное устройство поступает линейчатый спектр излучения, лежащий в диапазоне длин волн 0,5-0,8 мкм. Каждая составляющая спектра соответствует определенной компоненте вещества, вызывает появление на выходе фотоприемного усг.ройства электрич-еского импульса, амплитуда которого пропорциональна ее количественному составу. Считывание электрических импульсов осуществляется от управляющего сигнала, поступающего .с устройства управления.

Пороговое устройство 6 с регулируемой велячиной порога служит для ослабления принимаемого излучевия до заданной интенсивности Pi с целью измерения эмиссионного спектра плазмы лри одинаковой начальной величине интенсивности в заданном интервале времени . Нижняя граница интервала определяется пороговым устройством, а верхняя - временем регистрации.

В качестве фотоприемного устройства может быть использован диссектор или набор ФЭУ.

В качестве диспергирующего элемента может быть использована дифракционная рещетка или монохроматор.

Использование схемы управления работой фотоприемного устройства с задержкой по времени относительно посылки зондирующего импульса и выдачи команды на считывание эмиссионного спектра исследуемых компонент и порогового устройства с регулируемой величиной порога по интенсивности регистрируемого излучения выгодно отличается от прототипа, так как дает возможность исследовать эмиссионный спектр вещества, находящегося в квазиоднородном энергетическом состоянии, и провест.ч исследования дина мических характеристик большого числа химических компонент вещества в широком интервале длин волн и энергии при изменении его энергетического состояния.

Формула и 3 о б р е т е н и .я

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

3/44, опублик. 1972. Фаг. 2 &tn