Фотоэлектрическая установка для спектрального анализа Советский патент 1982 года по МПК G01J3/38 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО Изобретение относится к технической физике,, а именно к спектральным приборам с фотоэлектрической регистрацией излучения, использующим импульсные источники света, и может быть использовано для спектрального анализа различных материалов. Известна фотоэлектрическая установка для спектрального анализа, состоящая из источника света, спектрального прибора, фотоприемников, коммутаторов, интеграторов и измерительного устройства 1. Недостаток установки заключается в том, что вместе С полезным сигналом от аналитических линий на интеграторах происходит накопление сигнала от мешающих линий, сплошного спектра (фона) и темнового тока фотоприемников. Это приводит к уменьщению отношения сигнал/щум и, соответ.ственно, к ухудшению чувствительности и точности спектрального анализа. Наиболее близкой к предлагаемой является фотоэлектрическая установка для спектрального анализа, содержащая установленные по ходу пучка источник света, сяектральный прибор, электрически связанные фотоприемники, электронные ключи, генератор селектирующих импульсов, генеАНАЛИЗАратор задержки, интеграторы и измерительное устройство.. Применение системы временной селекции излучения позволяет производить накопление полезного сигнала от исследуемой линии искрового разряда в течение определенного промежутка . времени, равного или меньшего длительности разряда, причем накопление может начинаться с некоторой заданной задержкой «о .времени относительно начала разряда, что приводит к повышению чувствительности спектрального анализа в сравнении с интегральной (без разрешения во времени) регистрацией излучения 2. Недостатком такого устройства является низкая воспроизводимость и точность спектрального анализа, так как оно не позволяет учесть некотролируемые изменения начальных условий проведения анализа (разброс величины аналитического промежутка, чистота поверхности пробы, состав газовой среды в промежутке .и т.д.) и медленные изменения условий возбуждения спектра, которые всегда имеют место вследствие воздействия разряда на поверхность электродов. Цель изобретения - повышение воспроизводимости и точности спектрального анализа. Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическую спектральную установку, состоящую из установленных по ходу пучка источника света, спектрального прибора, электрически связанных фотоприемникое, электронных ключей, генератора задержки, генератора селектирующего импульса, коммутатора, интеграторов и измерительного устройства, введены дополнительно два фотоприемника, два электронных ключа, коммутатор, два интегратора, блок отношения, блок управления, при этом выходы дополнительных фотоприемников через дополнительные электронные ключи с помощью введенного коммутатора соединены с дополнительными интеграторами и через блок отношения с блоком управления, а выход блока управления соединен с генератором задержки. Критерием времени задержки служит отношение ионной и атомной линии основной составляющей пробы (фикспары). На чертеже приведена структурная схема установки. Фотоэлектрическая спектральная установка содержит источник света 1, спектральный прибор 2, за выходными щелями которого установлены фотоприемники 3. Выходы фотоприемников через электронные ключи 4 и коммутатор 5 соединены с интеграторами 6, величина заряда на которых измеряется устройством 7. Электронные ключи 4 управляются импульсами отрицательной полярности, вырабатываемыми генератором селектирующих импульсов 8, задержки селектирующего импульса относительно начала разряда определяется генератором задержки 9. Дополнительные фотоприемники 10 через электронные ключи 11 и коммутатор 12 соединены с интеграторами 13, сигналы с которых поступают В блок отношения 14, выход которого соединен с блокомуправления 15. Установка работает следующим образом. Световое излучение от источника света 1 разлагается в спектр спектральным прибором 2, через выходные щели которого оно попадает на фотоприемники 3. Электронные ключи 4 пропускают фототок на интеграторы 6 только в момент подачи на них селектирующего импульса из блока 8. Селек-. тирующий импульс может быть задержан относительно начала разряда на время tj, определенное блоком 9. Чтобы учесть неконтролируемые изменения условий проведения анализа, изменяют величину задержки селектирующего -импульса в соответствии с величиной отношения интенсивностей линий фикспары, которую измеряют при проведении обжига, для чего используют часть времени обжига перед экспозицией (время предэкспозиции). В блоке 8 устанавливают начальное время задержки селектирующего импульса Tjo , при котором производится измерение отнощения интенсивностей линий фикспары. Коммутатор 12 подключает дополнительные фотоприемники 10 через ключи 11 к интеграторам 13 только на время предэкспозиции. В блоке 14 происходит измерение величины отношения интенсивностей линий фикспары. С выхода блока 14 в блок управления 15 поступает сигнал, пропорциональный величине отнощения интенсивностей линий фикспары. Из блока 15 в блок 9 поступает сигнал, изменяюший величину задержки селектирующего импульса в соответствии с величиной отнощения и устанавливающий задержку, равную tjc . С началом экспозиции коммутатор 5 подключает выходы фотоприемников 3 через электронные ключи 4 к интеграторам 6, причем экспозиции производятся уже при задержке tj i После окончания экспозиции источник света 1 выключается, и устройство 7 измеряет сигналы, полученные на интеграторах 6. В таблице приведены коэффициенты вариации (относительная средняя квадратическая погрешность) для двух элементов, полученных при работе на макете предлагаемой установки в трех режимах регистрации.

Обычная (интегральная)

С использованием

системы временной

селекции

Временная селекция с автоматически регулируемой задержкой

3,7 4,0

Из таблицы видно, что применение в системе регистрации временной селекции излучения с автоматически регулируемой длительностью задержки повышает воспроизводимость результатов анализа в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Фотоэлектрическая установка для спектрального анализа, содержащая установленные но ходу пучка источник света, спектральный прибор, электрически связанные фотоприемники, электронные ключи, генератор селектирующих импульсов, генератор задержки, коммутатор, интеграторы и измерительное устройство, отличающаяся тем, что, с целью повышения воспроизводимости и точности спектрального анализа, в нее введены дополнительно до два фотоприемника, электронных ключа и интегратора, коммутатор, блок отношения, блок управления, при этом выходы дополнительных фотоприемников через дополнительные электронные ключи с помощью введенного коммутатора соединены с дополнительными интеграторами и через блок отношения с блоком управления, а выход блока управления соединен с генератором задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Zyncler I, Crouch S. A Miniature,Low Energee Spark Discharge System for Emitton. Spectrometrical Analysis of Solutions. Applied Spectroscopy, v. 29, № 3, 1975, p. 244-255.