Устройство для дистанционного спектрохимического анализа Советский патент 1982 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа с источником излучения оптического ди апазона и может быть использовано для анализа химического состава тве дых, жидких и газообразных веществ. Известно устройство для сгтектрохимического анализа, содержащее источник импульсного излучения оптиче кого диапазона, оптическую фокусирующую систему, светоделительную пл стинку, блок контроля мощности, фотоприемное устройство, блок обработ ки информации и устройство индикации 1. Недостатком этого устройства является ограниченность функциональны возможностей. Наиболее близким техническим решением является устройство для дистанционного спектрохимического ана лиза, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучения оптического диапазона, опти ческую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, пороговое устройство, диспергирующий элемент систему световодов, фотоприемное устройство, блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контроля мо1чности и схему управления с задержкой во времени, связанные с фотоприемным устройством 2. К недостаткам можно отнести недостаточно полную информацию об объекте исследования, отсутствие температурного контроля плазмы. Цель изобретения - получение более полной информации об объекте спектрохимического анализа. Эта цель достигается тем, что устройство для дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучения оптического диапазона, светоделительную пластинку, оптическую фокусирующую систему, .пороговое устройство, диспергирующий элемент,.систему световодов, фотоприемное устройство и электрически связанные блок обработки спектральной информации, устройство индикации а также блок контроля мощности и схему управления с задержкой во времени, связанные с фотоприемным устройством, снабжено дополнительной светоделительной пластинкой, блоком контроля температуры,, первым и вторы устройством вычисления, блоком сравнения и цифропечатающим устройством, при этом дополнительная светоделительная пластинка размещена между светоделительной пластинкой и порого вым устройством и оптически связана с блоком контроля температуры, выход которого подключен к первому уст ройству вычисления, подсоединенного к первым входам блока сравнения и второго устройства вычисления, а выход блока сравнения соединен с вторым входом второго уст|Ьойства вычисления, блок обработки спектральной информации соединен с вторым вхо дом блока сравнения и третьим входом второго устройства вычисления, выход которого подключен к цифропечатающему уст ойству. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства для дистанционного спектрохимического анализа. Устройство содержит источник импульсного излучения оптического диапазона 1, светоделительную пластинку 2, оптическую систему 3, мишень блок 5 контроля мощности, пороговое устройство 6, диспергирующий элемент 7, схему 8 управления задержкой во времени, систему световодов 9 фотоприемное устройство 10, блок 11 обра ботки спектральной информации, устройство 12 индикации, блок 13 контроля температуры, первое устройство И вычисления, блок 15 сравнения, вт рое устройство 16 вычисления, цифропечатающее устройство 17, дополнительную светоделительную пластинку Устройствр работает следующим образом. Излучение от мощного импульсного источника 1 излучения оптического диапазона, проходит через светодели тельную пластинку 2, с помощью с птической фокусирующей системы 3 фокусируется на мишень k, которой является исследуемое вещество, Светоделительная пластинка 2 служит для разделения излучения на зондирующий и опорный канал II. Под действием мощного импульса излучения, проходящего по каналу ti в веществе происходит возбуждение эмиссионного спектра излучения. Это излучение с помощью оптической фокусирующей системы 3 подается на дополнительную светоделительную пластинку 18, которая служит для разделения эмиссионного излучения плазмы на канал I И спектральной обработки сигнала и канал IV определения температуры плазмы. Излучение по каналу III подается на пороговое устройство 6, где происходит ослабление принимаемого излучения по заданной интенсивности. С этого устройства подается сигнал на диспергирующий элемент 7, где осуществляется разложение излучения в линейчатый спектр и с помощью системы све товодов 9 фокусируется на фотокатоде фотоприемного устройства 10. Контроль мощности источника 1 импульсного излучения осуществляется по опорному каналу I с помощью блока 5 контроля мощности. С этого блока подается сигнал на схему 8 управления задержкой во времени, которая служит для выдачи команды на включение фотоприемного устройства 10 с задержкой по времени относительно посылки зондирующего импульса. Поступающая информация подается на устройство 11 обработки спектральной информации и с него на устройство 12 индикации. Температура образовавшейся плазмы определяется с помощью блока 13 контроля температуры. По каналу IV осуществляется, прием эмиссионного излучения плазмы с последующим преобразованием бптического сигнала в электрический, амплитуда которого на выходе блока 13 контроля температуры пропорциональна температуре плазмы в данный момент времени. С выхода блока 13 контроля температуры сигнал подается на вход первого устройства И вычисления, где происходит вычисление теоретического знаг чения концентрациикомпонент плазмы, соответствующей данной температуре плазмы путем.сравнения измеряемых значений температуры плазмы с калибровочными величинами, которые хранятся в блоке памяти чертеже не. показан). Калибровочные величины определяются на входе тарировки всего устройства для дистанционного спектрохимического анализа. Методика опре деления указанных величии заключается в измерении зависимости температуры плазмы от элементного состава аэрозоля и мощности зондирующего импульса. Для реализации устройства могут быть использованы блоки, обладающие требуемым объемом памяти и длительностью хранения калибровочных значений и позволяющие проводить их сравнение с измеряемыми величинами температур плазмы. С выхода блока 11 обработки спектральной информации на второй вход блока 5 сравнения поступает электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна полученной с помощью канала II .концентрации химических компонент плазмы. На первый вход блока 15.сравнения подается электрический сигнал, величина которого про порциональна теоретическому значению концентрации химических компонент плазмы-. С помощью блока 15 срав нения происходит сравнение этих двух величин. С выхода блока 15 снимается сигнал рассогласования. Сигналы с вы ходов, блоков Н, 15 и 11 поступают соответственно на входы 1-3 второго устройства 16 вычисления, где про исходит вычисление истинного значения концентрации химических компонент плазмы с учетом параметров снимаемых с этих блоков. Результаты вычисления подаются на цифропечатающее устройство 17Таким образом, при помощи предлагаемого устройства достигается большая точность при проведении спектрохимического анализа, особенно в атмосфере, поскольку оно позволяет вес ти температурный контроль образовав шейся плазмы. Формула изобретения Устройство для дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча истрчник импульсного излучения оптического диапазона, светоделител.ьнуо пластинку, оптическую фокусирующую систему, пороговое устройство, диспергирующий элемент, систему световодов, фотоприемное устройство и электрически связанные блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контроля мощности и схему управления с задержкой во времени, связанные с фотоприемным устройством, о.т л J1 чающееся тем, что, с целью получения более .полной информации об объекте спектрохимического анализа, оно снабжено дополнительной светоделительной пластинкой, блоком контроля температуры, первым и вторым устройством вычисления, блоком срав нения и цифропечатающим устройством, при этом дополнительная светоделительная пластинка размещена между светоделительной пластинкой и пороговым устройством и оптически связана с блоком контроля температуры, выход которого подключен к первому устройству вычисления, г одсоединенного к первым входам блока сравнения и второго устройства вычисления, а выход блока сравнения соединен с вторым входом второго устройства вычисления, блок обработки спектральной информации соединен с вторым входом блока сравнения и третьим входом второго устройства вычисления, выход которого подключен к цифропечатающему устройству. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3723007, кл. Q 01 J , оупблик. 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 2696291/18-25, кл. Q 01J 3/30, 13.12.78.