Способ измерения оптической плотности и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в спектральном, преимущественно атомно-абсорбционном, приборостроении. Цель изобретения - повышение точности измерений оптической плотности. Для достижения цели световые сигналы в каналах непоглощенного излучения задерживают и в этот момент ведут измерения в канале поглощенного излучения. Потом канал поглощенного излучения блокируют и ведут измерения в канале непоглощенного измерения. Для задержки сигнала служит линия задержки 6, которая может быть выполнена на основе волоконной оптики в виде световода, подключенная между входом и выходом оптической системы 3. Электронно-оптический затвор 5 служит для блокирования канала поглощенного излучения. Затвор 5 управляется одновибраторами 15 и 14. Спектральные лампы 1, 2 управляются генератором 13. Световой сигнал выделяется монохроматором 7 и фотоприемником 8. Система регистрации 9 обрабатывает световые сигналы 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 Т 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4378850/31 — 25 (22) 16.02.88 (46) 07.04,90. Бюл. ¹ 13 (71) Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина (72) К.П.Курейчик, Г.В,Валеев и А.И.Клейнерман (53) 535.853 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 705276, кл . G 01 Х 3/42, 1978.

Атомно-абсорбционный спектрометр фирмы "Перкин-Эльтер модели 5000 (фирма Perkin-Elmer C3A, 1982, инструкция по эксплуатации),, (54) СПОСОБ ИЗЬЖРЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ

ПЛОТНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в спектральном, преимущественно атомно-абсорбционном,приборостроении. Цель . изобретения — повьппение точности иэмерений оптической плотности. Для достижения цели световые сигналы в каналах непоглощенного излучения задерживают и в этот момент ведут измерения в канале поглощенного излучения. Потом канал поглощенного излучения блокируют и ведут измерения в канале непоглощенного измерения. Для задержки сигнала служит линия 6 задержки, которая может быть выполнена на основе волоконной оптики в виде световода, подключенная между входом и выходом оптической системы 3. Электронно-оптический затвор 5 служит для блокирования канала поглощенного излучения. Затвор 5 управляется одновибра- а торами 15 и 14. Спектральные лампы I и 2 управляются генератором 13. Световой сигнал выделяется монохроматором 7 и фотоприемником 8. Система 9 регистрации обрабатывает световые сигналы. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1555624

5О

Изобретение относится к технической физике и может быть применено в спектральном приборостроении, -атомноабсорбционной спектрометрии.

Цель изобретения — повышение точности измерений оптической плотности в режиме разделения времени, На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый 1р способ; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит источники (лампы) 1 и 2 сплошного и линейчатого спектров соответственно, свето- 15 делитель З.Между,. входом и выходом светоделителя 3 включены последовательно атомизатор 4 и электронно-оптический затвор 5. Линия 6 задержки (затвор) подключена параллельно (между2О входом и выходом) атомизатору 4 и затвору 5. Необходимый интервал выделяется монохроматором 7, фотоприемник 8 преобразует световой сигнал в электрический, который поступает на систему 9 регистрации. Она состоит из логарифматора 10, аналого-цифрового преобразователя 11 и устройства 12 управления и расчета, выполненного на базе микроЭВМ (например, комплекс ИВК-2), Импульсный генератор 13, входящий в состав ИВК-2, вырабатывает сигналы управления блоками питания (не приведены) источников 1 и 2. Он может быть выполнен >о основе двух по< ле- 35 довательно включенных генераторов Г554 выходы которых кроме управления источниками 1 и 2 через элементарную схему ИЛИ объединены и подключены на вход одновибратора 14, который через 4п одновибратор 15 управляет затвором 5.

Кроме того, генератор 13 синхронизирует работу прибора, Устройство работает следующим образом, 45

Импульсный генератор 13 вырабатывает импульсы управления источников

1 и 2, которые последовательно представлены на фиг. 2, В исходном состоянии затвор 6 открыт, на источник 1 поступает сигнал (фиг. 2а) . Световой импульс источника 1 в этот момент представлен на фиг. 2б, Одновременно запускается одновибратор 14 (фиг. 2r), который вырабатывает импульс длитель55 ностью с (фиг. 2г) . Длительность это1

ro импульса численно равна задержке светового импульса (фиг, 2в), вносимой линией. Часть светового сигнала (фиг. 2б) в течение с, регистрируется системой 9, По окончании интервала л с, запускается одновибратор 15, который вырабатывает импульс длительностью ь (фиг. 2д), Этот импульс управляет блоком 6, так что последний блокирует прохождение света (поглощенного излучения) на вход блока 7. Но в течение этой же длительности на входе блока

7 действует световой сигнал, который поступает с затвора 5 (фиг. 2в), Система 9 регистрирует в течение длительности, задержанный сигнал (фиг. 2в), В общем случае длительности с, и с могут быть различны, но могут быть и равными. Необходимо только, чтобы эти длительности были не .менее времени формирования световых сигналов до установившегося значения, поскольку до этого этапа амплитуды сигналов малы, а явление нестационарности ее может привести к большей погрешности измерений. На фиг, 2 г, д эти длительп. A ности не равны (а,(

После окончания интервала с затвор б включается и пропускает излучение в поглощенном канале, схема приходит в исходное состояние и готова к обр аботк е сигнала, поступающе го с лампы 2, Здесь цикл работы полностью аналогичен описанному.

Поскольку времена формирования световых сигналов 1 и 2 могут быть различными, целесообразно установить длип A тельности с, и с наибольшими для одной из ламп. Длительности сигналов управления ламп (фиг. 2а) следует выбирать равными, При измерении оптической плотности сигнал, полученный в момент времени можно записать в виде

V =1дХ,е 1 (, (т.1 задержанный сигнал

UR=-lgI, r, (Ч, сигнал лампы 2 ,= а " 12(Че (1, задержанный сигнал лампы 2 и,,-=-хднф - p,(Ì.

1555624

Тогда оптическая плотность атомных паров в атомизаторе 4 равна

D-" -U -U -U =»C

< 2 3 4 р В где I - -интенсивность ламп;

5 (Ц вЂ” коэффициент атомного поглощения;

С вЂ” концентрация атомных паров; (— флуктуации светового сигнала;

f â€, коэффициент неатомного (несе- lg лективного) поглощения.

Таким образом, использование линии задержки и электронно-оптического затвора приводит к повышению точности измерений эа счет исключения влияния 15 флуктуаций световых сигналов в канале измерений (поглощенного излучения), что эквивалентно использованию двух- . лучевых систем, отличающихся большой сложностью, особенно при работе при- 20 бора с двумя источникаы излучений.

Формула изобретения

l. Способ измерения оптической 25 плотности в режиме разделения времени, при котором последовательно измеряют интенсивность световых импульсов в каналах поглощенного и непоглощенного излучения от источника линейчатого Зр или сплошного спектров и расчетным путем определяют искомый результат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, световые импульсы в канале непоглощенного излучения соответствующего источника дополнительно з адерживают на время, не меньшее времени их формирования до установившегося значения, при этом регистрацию сигнала в канале поглощенного излучения ведут в течение вшбранной задержки, после чего канал поглощенного излучения отключают и ведут регистрацию сигнала в канале непоглощенного излучения, причем время регистрации устанавливают не меньше времени формирования упомянутых световых импульсов до установившегося значения и не больше времени их длительности.

2. Устройство для измерения оптической плотности, содержащее источники линейчатого и сплошного спектров, измерительный канал, включающий атомнзатор и монохроматор, и канал сравнения, причем на выходе каналов установлены фотоприемник, соединенный с системой регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введен светоделитель, установленный на входе опорного и измерительного каналов, в опорном канале дополнительно установлена оптическая линия задержки светового излучения, а между атомизатором и выходом оптической системыэлектронно-оптический затвор, управляющий вход которого связан с одним из выходов системы регистрации °

1555624

Составитель Б,Лироков

Техред М,Ходанич

Редактор А,Козориз

Корректор Т.Малец

Заказ 551 Тираж 426 Поднис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101