Фотоэлектрический спектроанализатор Советский патент 1981 года по МПК G01J3/02 G01N21/27 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР

вого преобразователя 9. Один выход второго ключа 8 соедийен со вторым цифроаналоговым преобразователем 11. Второй выход второго ключа 8 содинен с третьим цифроаналоговым преобразователем 12, а выходы второго цифроаналогового преобразователя 11 и третьего цифроаналогового преобразователя 12 подключены соответственно на первый и второй входы второго нуль-органа 13.

Генератор 14 импульсов через импульсный ключ 15 подключен к пересчетному устройству 16 и через второй импульсный ключ 17 - к пересчетному устройству 18. Выход пересчетного устройства 16 подключен к первому цифроаналоговому преобразов телю 9 и второму цифроаналоговому преобразователю 11, а выход пересчетного устройства 18 подключен к третьему цифроаналоговому преобразователю 12 и индикатору 19.Управление генератором 20 возбуждения спектра пробы 21 осуществляется синхронизатором 22.

Работа устройства поясняется на примере определения концентрации элемента в пробе при эмиссионном спектральном анализе. В этом случае в промежутки между цугами искры или дуги вводятся световые импульсы и производится в дальнейшем временное разделение электрических сигналов.

Спектры пробыанализируемого образца 21 возбуждаются генера тором 20, работой которого управляет синхронизатор 22. Из излучения анализируемого образца в оптической системе 1 выделяется аналитическая линия, световой поток которой воспринимается фотоприемником 3-, и линия сравнения, световой поток которой направлен на фотоприемник 4. Сигналы U фотоприемника 3, пропорциональные аналитической линии, усиливаются усилителем 5, выделяются линейным ключом 6 и направляются на первый вход первого нуль-органа 10 Сигналы U/j, пропорциональные аналитической линии, с фотоприемника 4 усиливаются усилителем 7, вкщеляются ключом 8 и поступают на третий цифроаналоговый преобразователь 12.

В промежутки между цугами искры (дуги) синхронизатором 22 подаются сигналы на контрольный источник 2 света л Излучение этого источника подается на те же фотоприемники, что и сигналы основного источника. Сигналы U .j, контрольного источника света,прошедшие через фотоприемник 3, усилитель 5, выделенные синхронным детектором 6, направляются на первый цифроаналоговый преобразователь 9. Сигналы

Уф контрольного источника света, прошедшие через фотоприемник 4, усилитель 7, выделенные синхронным детектором 8, направляются на второй цифроаналоговый преобразователь 11.

Напряжение УЗ с выхода цифроаналогового преобразователя 9, поступающее на второй вход нульоргана 10, сравнивается с напряжением - и, поступающим на первый . вход Hyjib-органа 10. Напряжение .с выхода нуль-орган а 10 управляет прохояадением импульсов с генератора 14 через ключ 15 в пересчетное устройство 16. В зависимости от знака разности ли увеличивается либо уменьшается число импульсов в накопителе пересчетного устройства 16, а, следовательно, увеличивается или уменьшается напряжение на выходе циф0 роаналогового преобразователя 9, работой которого управляет пересчетное устройство 16. Напряжение на выходе преобразователя устанавливается таким, чтобы разностьди была близка

5 к,нулю, т.е. наступило равенство ,. Одновременно с изменением напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9 изменяется напряжение. Уд на выходе цифроаналогового

Q преобразователя 11-, работой которого также управляет пересчетное устройство 16.,

Напряжение Уд поступающие с выхода цифроаналогового преобразователя 11

на второй вход нуль-органа 13, сравнивается с напряжением Uj , поступающим с выхода цифроаналогового преобразователя 12 на первый вхйд нульоргана 13. Напряжение )-и/ с выхода нуль-органа 13 управляет прохождением импульсов с генератора 14 через ключ 17 в пересчетное устройство 18. В зависимости от знака разности д У число импульсов в накопителе . пересчетного устройства 18 либо уре5 личивается, либо уменьшается, соответственно увеличивается или уменьшается напряжение на выходе цифроана.логового .преобразователя 12, работой которого управляет пересчетное уст0 РОйство 18. Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя устанавливается таким, чтобы разность ди была близка к нулю, т.е. чтобы наступило равенство . Одновременно с изменением напряжения U/ на выходе

цифроаналогового преобразователя 12 пропорционально, изменяется сигнал, поступающий на индикатор 19.

Напряжение на выходе цифроаналого0 вых преобразователей пропорционально числу импульсов, зафиксированных в накопителях пересчетных устройств, управляющих работой соответствующих цифроаналоговых преобразователей. 5 Поэтому на выходе цифроаналоговых

образователей 9, 11, 12 получаютсигналы соответственно

..I Ug и njn,

(k

(1)

4 1Г/.

Uo

Ua

где пр- максимальное число ступеней цифроаналогового преобразователя;п- - числи импульсов, зафиксированных в накопителе перасчетного устройства 16; rt- число импульсов, зафиксированных в накопителе ;пересчетного устройства 18 Так как в момент определения результата измерения U2, U и ,

(2)

. Jik и a

(3)

1,3

Пг, 1

По 1 1о 2- следовательно, учитывая (2), из (3)

можно записать,, ,, Ut U4.

% ..

(4)

Как видно из уравнения (4), величи на и/2, характеризующая ре зультат измерений, поступающая на индикатор 19, определяется только величиной светового потока, характеризующего ко центрацию анализируемого элемента в пробе и не зависит от колебаний интенсивностей основного и контрольного источников света, от колебаний чувствительности фотоприемников и колеба НИИ коэффициентов усиления усилителей. . .

В фотоэлектрическом спектоанализаторе не требуется регулирование коэффициентов усиления усилителей, что позволяет повысить точность измереНИИ. Спектроаналйзатор обеспечивает возможность применения импульсных и цифровых элементов вместо аналоговых, что также повышает точность измерений и обеспечивает возможность вывода информации в цифровом виде, а также его простое согласование с вычислительными машинами, предназначенными для управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Фотоэлектрический спектроанализатор по авт.св. 541093, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены цифроаналоговые преобразователи , пересчетные устройства, импульсные ключи и генератор, причем выход первого ключа соединен с первым входом первого нуль-органа и .входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен со вторым входом первого нульоргана, выход второго ключа соединен со входом второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены на входы второго нуль-органа, а генератор импульсов подключен через первый импульсный ключ и первое пересчетное устройство к первому и второму цифроаналоговому преобразователю и через второй импульсный ключ и второе пересчетное устройство к третьему преобразователю и регистрирующему устройству, а выходы первого и второго нуль-органов подключены соответственно к первому и второму импульсным ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3640625,кл.356-2 1972.

2.Авторское свидетельство СССР №. 541093, кл. G 01 J 3/00.