Способ анализа газов, жидкостейи твердых тел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-еу(22) Заявлено 050379 (21) 2733773/18-25 ®) W.

Cams Советских

Социалистических

Республик с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

g 01 У 3/12

f осударственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.02.81. бюллетень Жб

Дата опубликования описания 15.02 81 (53) ДК535.243 (088. 8, /

A.C.Ôåäÿíèí (I

-" .- А Я

) „а

-4. 4g ФЦ

Специальное конструкторское бюро автомат зироя)йЩац с, газоаналитическнх систем Производственного н е нияз (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ, ЖИДКОСТЕЙ

И .ТВЕРДЫХ TEJI

Изобретение относится к абсорбционному анализу и может быть использовано в спектрофотометрических или оптических абсорбционных анализаторах для определения состава среды.

Известны способы абсорбционного анализа, в которых точность измерений зависит от стабильности источника излучения, пропускания оптической сис- 1О темы и т.д. 11(.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ анализа газов, жидкостей и твердых тел путем измерения оптико-а6сор5ционных свойств однолучевым фотомет- I5 ром с модуляцией поглощения измеряемой пробы (2J, Недостатком данного способа является малая точность измерений.

Цель изобретения — повышение точ- 20 ности измерений.

Она достигается тем, что электромагнитное излучение после прохождения через измеряемую пробу фильтруют по спектральным составляющим неизмеря-25 емых компонент и пропускают через эталонную пробу с модулируемым поглощением, причем модуляцию поглощения анализируемой пообы осуществляют по закону AC„F(t), а модуляцию поглоще- 30 ния эталонной; пробы — bio закону

ВСОF(t. + Т/2), где А — амплитуда модуляции поглощения анализируемой пробы;

 — амплитуда модуляции поглощения эталонной пробы;

C концентрация измеряемого компонента в аналнзируемой пробе;

С0- концентрация измеряемого компонента в эталонной пробе;

Т вЂ” период модуляции, а периодическая функция p(t) удовлетворяет соотношение

F(t) + F(t + >> ) = const (1)

Затем, изменяя амйлитуду модуляции поглощения эталонной пробы В, уравнивают амплитуды модуляции к при С, В= АСк по глубине модуляции поглощения эталонной пробы определяют концентрацию измеряемого компонента в анализируемой пробе в соответствии с зависимостью

Ск — -В

A (2)

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит источник 1 излучения, кювету с анализируемой про805079 бой 2, фильтр 3, кювету с эталонной пробой 4, приемник 5 излучения, усилитель б, элемент 7 изменения поглощения анализируемой пробы, элемент

8 .изменения поглощения эталонной пробы, генератор 9 для управления элементами изменения поглощения, испол,нительный механизм 10, заслонку 11.

Работа устройства происходит следующим образом.

Элемент изменения поглощения периодически облучает анализируемую пробУ . fÎ

При облучении происходит периодическое изменение населенностей энергетических уровней молекул (или атомов) и, таким образом, осуществляется мо-. дуляция поглощения анализируемого образца. Интенсивность потока излучения прощедшего через анализируемую пробу .1;(9 ) равна

Опр =К,р Х 3 (М) Е Х„(}Е СХГCDASt где J (I))- интенсивность потока излу0 чения на входе н анализируемую пробу; 25

У; (I))- спектральный коэфФициент поглощения j ãо компонента в анализируемой пробе,"

С вЂ” концентрация 1 — го компоненХ1 та в анализируемой пробе, Я длина хода лучей электромагнитного излучения в анализируемой пробе:

А — амплитуда модуляции поглощения анализируемой пробы; З5

Г(t) — закон модуляции поглощения анализируемой пробы;

n — число компонентов.

В анализируемой пробе в качестве фильтра 3 может использоваться элемент, содержащий все неизмеряемые компоненты, содержащиеся в анализируемой пробе.

Пусть измеряемым компонентом является I -й компонент в анализируемой пробе, тогда интенсивность потока 45 излучения прошедшего через фильтр определится как (8) Тогда

32{")} эО {Ю хг (4) 50

-х ()}с Ед(-.{ }

Формула изобретения и

З 1)} ) (,)}Е { <Х„{4>}СХ„}ЛГ() 0

Эталонная проба содержит измеряемый компонент с из вестной концентрацией Со и интенсивность потока изОI лучения Q>(4) может быть определена как

В - амплитуда модуляции пожгло- 60 щения эталонной пробы;

1 .- длина хода лучей в эталон9 ной пробе.

В к<..ес : зе приемника излучения использует.я приемник, выходной сиг- Я нал которого пропорционален скорости изменения потока излучения на его входе где к — коэф4>ициент определяемый конструктивными параметрами приемника излучения;

h9 — рабочий спектральный диапазон;

Я(1) — спектральная чувствительность приемника излучения, т.е. приемник не реагирует на постоянную составляющую потока излучения.

Из выражения (4) и (5) при P,=О при выполнении условия (1) значение выходного сигнала приемника излучения имеет вид

Выходной сигнал приемника. 5 излучения усиливается усилителем б и посту пает на исполнительный механизм 10, который перемещает заслонку ll и, таким образом, изменяет амплитуду модуляции поглощения эталонного образца до тех пор, пока выходной сигнал приемника излучения не станет равным нулю.

Из выражения (7) видно, что равенство выходного сигнала приемника излучения нулю наступит при выполнении условия: (9)

При выполнении условия (8) по выражению (9) определяют концентрацию измеряемого комг онента в анализируемом образце.

Условию (1) удовлетворяет большинство периодических функций, в том числе и разрывные. Поэтому реализация модуляции поглощения по предлагаемому способу не может вызвать технических трудностей.

Предлагаемый способ используется для прецизионного анализа веществ и на его основе возможно создание оптических абсорбционных анализаторов на различные вещества в широком диапазоне концентраций.

Способ анализа газов, жидкостей и твердых тел путем измерения оптикоабсорбционных свойств однолучевым фо805079 тометром состоящий в том, что излучение пропускают через измЕряемую пробу с модулируемым поглощением> о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений излучение, прошедшее через измеряемую пробу, фильтруют по спектральным составляющим неизмеряемых компонент и пропускают через эталонную пробу с модулируемым поглощением, причем модуляцию поглощения измеряемой пробы осуществляют по закону AC„F(t), а модуляцию поглощения эталонной пробы по законУ ВСОГ(t + Т/2), где А — амплитуда модуляции поглощения анализируемой пробы;

 — - амплитуда модуляции погло- 5 щения эталонной пробы;

C - концентрация измеряемого компонента в анализируемой пробе;

С вЂ” концентрация измеряемого ком0 понента в эталонной пробе>

Т вЂ” период модуляции, а периодическая функция удовлетворяет соотношенйю

F(t) + F(t + Т/2) = const, Затем, изменяя амплитуду модуляции поглощения эталонной лробы В, уравнивают амплитуды модуляции и по глубине модуляции поглощения эталонной пробы определяют концентрацию измеряемого компонента в анализируемой пробе в соответствии с зависимостью

С = Са-.в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шишловский A.A.Ïðèêëàäíàÿ физическая оптика.N., Физматгиэ, c. .629-645, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 421888, кл. G 01 J 3/12, 1974.

ВНИИПИ Заказ 10865/60

Тираж 918 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, .Ул. Проектная,4