Атомно-абсорбционный спектрометр

 

Изобретение относится к атомно-абсорбционному спектральному анализу . Цель - повышение точности атомно-абсорбционных измерений и расширение диапазона измеряемых концентраций анализируемых атомов.Это достигается тем, что в атомно-абсорбционный спектрометр, содержащий источник излучения, аналитическую ячейку, монохроматор,фотоумножитель, предварительный усилитель, формирователь синхроимпульсов, логарифмический усилитель, введены три усилителя переменного: напряжения, коммутатор , два детектора и устройство деления. Выход предварительного усилителя соединен с входом первого усилителя переменного напряжения. Выход первого усилителя переменного напряжения соединен с входом коммутатора . Выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом управления коммутатором. Первый выход коммутатора соединен с входом второго усилителя переменного напряжения . Вьгкод второго усилителя переменного напряжения соединен с входом первого детектора, второй выход коммутатора - с входом третьего усилителя переменного напряжения, выход третьего усилителя переменного напряжения - с входом второго детектора , выход первого детектора - с входом Делимое, выход второго детектора - с входом Делитель устройства деления, а выход устройства деления соединен с входом логарифмического усилителя. 2 ил. § «Л ьо vj 00 Од Itc

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ ЛИН д11 4 G 01 Х 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3738048/31-25 (22) 06.04.84 (46) 23.12,86. Бюл. № 47 (71) Грузинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.Д.Эристави, 1А.М,Садагов, Ю.P.Бахтадзе и B.К.Иванов (53) 535.853.33(088.8) (56) Патент СНА ¹ 3937577, кл, G 01 7 3/42, 1974, Патент СИА № 4035083, кл. 356-115, кл. 21/40, 1975. (54) АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫИ СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к атомно-абсорбционному спектральному анализу. Цель — повышение точности атомно-абсорбционных измерений и расширение диапазона измеряемых кон- центраций анализируемых атомов.Это достигается тем, что в атомно-абсорбционный спектрометр, содержащий источник излучения, аналитическую ячейку, монохроматор,фотоумножитель, предварительный усилитель, формиро„,SUÄÄ1278612 А 1 ватель синхроимпульсов, логарифмический усилитель, введены три усилителя переменного напряжения, коммутатор, два детектора и устройство деления. Выход предварительного усилителя соединен с входом первого усилителя переменного напряжения.

Выход первого усилителя переменного напряжения соединен с входом коммутатора. Выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом управления коммутатором. Первый выход коммутатора соединен с входом второго усилителя переменного напряжения, Выход второго усилителя переменного напряжения соединен с входом первого детектора, второй выход коммутатора — с входом третьего усилителя переменного напряжения, выход третьего усилителя переменного напряжения — с входом второго детектора, выход первого детектора — с входом "Делимое", выход второго детектора — с входом "Делитель" устройства деления, а выход устройства деления соединен с входом логарифмического усилителя. 2 ил.

1278612

Изобретение относитс.я к атомноабсорбционному спектральному анализу, а более конкретно к устройству атомно-абсорбционных спектрометров, и может быть использовано B химикоаналитических лабораториях различных отраслей народного хозяйства и в научнь!х исследованиях.

Цель изобретения -- повышение точйости атомно-абсорбционных измерений и расширение диапазона измеряемых концентраций анализируемых атомов.

На фиг, 1 изображена блок-схема атомно-абсорбционной спектрометрии, на фиг ° 2 — осциллограммы электри- ческих сигналов в некоторых точках схемы, Атомно-абсорбционный спектрометр содержит последовательно установленные источник l излучения, аналитическую ячейку 2 и электромагнит 3 переменного тока с датчиком 4 производной магнитной индукции, причем электромагнит 3 снабжен отверстиями для пропускания излучения, а аналитическая ячейка 2 располагается между его полюсами, так что линии магнитной индукции электромагнита 3 параллельны оптической оси, монохроматор 5 и фотоумножитель 6, последовательно соединенные предварительный усилитель ?, первый усилитель 8 переменного напряжения и коммутатор 9, причем фотоумножитель 6 соединен с входом предварительного усилителя ?, датчик 4 производной магнитной индукции соединен с входом формирователя 10 синхроимпульсов, выход формирователя 10 синхроимпульсов соединен с входом управления коммутатора 9, последовательно соединенные второй усилитель 11 переменного направления и первый детектор

I2, причем первый выход коммутатора

9 соединен с входом второго усилителя 11 переменного напряжения, последовательно соединенные третий усилитель 13 переменного напряжения и второй детектор 14, причем второй выход коммутатора 9 соединен с входом третьего усилителя 13 переменного напряжения, последовательно сое диненные устройство 15 деления и логарифмический усилитель 16, причем выход первого детектора 12 соединен с вхоДом иДелимое", а выход второго детектора 14 — с входом "Делитель" устройства !5 деления.

1 о () sinai, где k — коэффициент поглощения света анализируемыми атомами при нулевом значении магнитной индукции, т,е. в моТ ( менты 1;= --, где г,=0,1, (1 — коэффициент, определяющий степень расщепления G-êoìпонент линии поглощения.

Интенсивность света, прошедшего через аналитическую ячейку, опреде-, ляется выражением

y {>-у ls,ì - II I-1

Z(+)=(1 .{)т . +а! е { ) о о где 1 —:интенсивность света, падающего на аналитическую ячейку; с(— доля рассеянного света; 10 коэффициент фонового поглощения.

Выходной сигнал (оптическая плотность) в известном устройстве определяется выражением

1(В ) 2

- D=0,431n - -- =0,431r, 1(— n) и1 — k",(- Y) (1 — с{) е, с{ (3) =0,431n

- k,,"

Ii e)e "ы

Зто выражение не зависит от фоно9 вого поглощения k „а зависит от концентрации анализируемых атомов ч

n < (k nÄ ) и доли рассеянного света

Ы. При малых значениях п, (соответственно малых значениях k",), когда .1<а a {{ т) е "{",1 и тем более е { влиянием рассеянного света можно пренебречь

Атомно-абсорбционный спектрометр работает следующим образом.

В переменном периодическом магнитном поле электромагнита 3 пере5 менного тока происходит расщепление линий поглощения атомов пробы,присутствующих в аналитической ячейке

2. Каждая линия поглощения расщепляется на две компоненты, равноотстающие от положения нерасщепленной линии поглощения, причем величина расщепления пропорциональна величине магнитной индукции.

Если магнитная индукция меняется

15 по синусоидальному закону В=В sin

1278612 и D=0,43 1:", Однако с ростом и относительный вклад < в выражение (3) — к ", - k (1-1 ) растет и в пределе, когда е и e стремятся к нулю, выражение (3) так— же стремится к нулю. Таким образом, наличие рассеянного света приводит к загибу градуировочной зависимости

D(n ) к концентрационной оси, вплоть до йоявления отрицательного угла наклона, что сужает концентрационный 10 диапазон и снижает точность измерений °

Рассмотрим прохождение сигналов (фиг ° 1). Напряжение на входе первого усилителя 8 переменного напряже- 15 ния пропорционально выражению (2), Коммутатор 9, управляемый формирователем 10 синхроимпульсов, формирует два сигнала (фиг. 2). Второй 11 и третий 13 усилители переменного напряжения выделяют переменные составляющие сигналов, поступающих на детекторы 12 и 14. На выходе первого детектора 12 напряжение пропорционально а

o (1) (k, (1- !я ь > (1) .+.

U (1d) Т (е -е ) е (4) напряжение пропорционально

Мо 1 /Sin - ) е е" 1 -е " г 1э Л ) . 1

U — f

11 (6) 45

На выходе второго детектора 14 напряжение пропорционально

-k (t- 1 (; д(1) ф ) ч (.1 =(1-ы)? 1е р ).р, (5)

На выходе устройства 15 деления где 2Т вЂ” длительность паузы сынхроимпульс ов .

Выражение (6) является функцией

Q т.е ° и „не зависит ни от фоно P вого поглощения k, ни от рассеянного света d в отличии от выходного сигнала (3) известного устройства.

Если к тому же 1з п<Л)= —, то выра; 1д жение (6) принимает вид U=e т.е. после логарифмирования выходной сигнал пропорционален концентрации анализируемых атомов, Напряжение U подается на логарифмический усилитель 16, на выходе которого формируется уровень напряжения, пропорциональный концентрации

:анализируемых атомов.

Использование новых элементов усилителей переменного напряжения, детекторов и устройства деления выгодно отличает предлагаемый атомноабсорбционный спектрометр от известного, так как исключается влияние фонового поглощения, а также фактора рассеянного света, т.е, излучения, поглощаемого только фоном, но не поглощаемого анализируемыми атомами °

В результате улучшается правильность измерения концентраций анализируемых атомов.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Атомно-абсорбционный спектрометр, содержащий оптически связанные и расположенные последовательно источник резонансного излучения, аналитическую ячейку, помещенную в магнитное поле электромагнита переменного тока, линии магнитной индукции которого параллельны оптической оси,монохроматор и фотоумножитель, соединенный с входом предварительного усилителя, а также датчик производной магнитной индукции, соединенный с входом формирователя синхроимпульсов, и логарифмический усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности атомнеабсорбционных измерений и расширения диапазона измеряемых концентраций анализируемых атомов, в него введены усилители переменного напряжения, коммутатор, детекторы и устройство деления, причем выход предварительного усилителя соединен с входом пер1 вого усилителя переменного напряжения, выход первого усилителя переменного напряжения соединен с вхо. дом коммутатора, выход формирователя синхроимпульсов соединен с управляющим входом коммутатора, выходы коммутатора соединены с входами усилителей переменного напряжения, выходы которых соединены с входами детекторов, выход первого детектора соединен с входом Делимое", выход второго детектора соединен с входом "Делитель" устройства деления, а выход устройства деления соединен.с входом логарифмического усилителя.

1278612

2Т

Составитель Б.1 1ироков

Редактор О,Головач Техред Л.Сердюкова Корректор С.йекмар

Заказ 6821/35

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ° по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4