Способ фотометрического анализа жидкостей,аэрозолей и газов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (щ 879329 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14. 11. 79 (21) 2838803/18-25 (53)hh. Кл з с присоединением заявки ¹

G 01 3 1/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1131, Бюллетень МЯ 41 (53) УДК 535. 242. 2 (088.8) Дата опубликования описания 07. 11. 81 (72) Авторы изобретения

В.A Балакин, А. И. Попов и Е.Д. Проценко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЖИДКОСТЕЙ, АЭРОЗОЛЕЙ И ГАЗОВ

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в абсорбционной фотометрии при количественном анализе ослабляющих излучение жидкостей, газов, аэрозолей, при измерении малых усилений лазерных сред и при проведении других измерений, в процессе которых имеет место изменение оптической плотности прозрачных сред.

Известен способ фотометрического анализа, заключакщийся в том, что свет от источника излучения пропускают через оптическую систему, предназначенную для разделения луча на два равных по интенсивности луча эталонный и измерительный, модулируют их по интенсивности на 100% по глубине и в противофазе, объединяют их и направляют на фотоприемник, подключенный к электронной аппаратуре, регистрирующей действующее значение переменного электрического сигнала f13. Этот способ относится к тому случаю, когда интенсивности разделенных лучей модулируют беэ темновых промежутков, т.е. так, что временные интервалы Д с уменьшения интенсивности одного луча и возрастания второго совпадают.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ фотометрического анализа изменения оптической плотности D различных веществ, заключающийся в том, что путем просвечивания модулированных световых потоков через образец и эталон, определяется разностный сигнал двух световых потоков (21.

Недостатком известного способа является его низкая чувствительность к измерению О. Это связано с тем, что в известном способе при D = 0 на выходе фотоприемника присутствует не15 стабильный по амплитуде переменный фоновый электрический сигнал U . Это приводит к непредсказуемым флуктуациям нулевых показаний регистрирующей схемы при 9 = 0 и ограничивает

20 чувствительность способа. Происхождение сигнала Нф связано с тем,что в моменты ьс, когда на фотоприемник попадают световые потоки от обоих лучей, вследствие волновой природы

25 света интенсивность объединенного луча Зо зависит от разности фаз 9 между световыми волнами складываемых лучей. В результате при =Щ2.временная зависимость док содержит перио3Q дические всплески или уменьшения в .

879329 моменты Д с,что приводит к появлению на выходе фотоприемника фонового переменного электрического сигнала

0Ф.Вследствие флуктуаций показателя преломления воздуха, заполняющего фотометр, изменений расстояний между оптическими элементами, вследствие температурного расширения и других факторов величина флуктуирует и вслед за ней флуктуирует непред-. сказуемям образом 0р.

Целью изобретения является по- 30 вышение чувствительности способа.

Цель достигается тем, что в способе фотометрического анализа жидкостей, аэрозолей и газов путем пропускания модулированных с час- 3S тотой (й световых потоков через образец и эталон и определения разности оптических плотностей с помощью измерительной схемы, с помощью модулятора, установленного в одном из 2О световых потоков, осуществляют модуляцию разности фаз световых волн с частотой Ж такой, что (V / И)-ИУ, / у-guy (>y e-, где Т вЂ” время отклика измерительной схемы на изменение действующего значения электрического переменного сигнала.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа на фиг. 2 — график зависимости нулевых показаний этого устройства в различных режимах его работы.

Луч от источника света 1 .(фиг.1) пропускают через полупрозрачные зеркала 2 и полностью отражающие зерка- 35 ла 3, модулируют интенсивности разделенных лучей с помощью модулятора 4, помещают на пути лучей измеряемый

5 и эталонный 6 объекты, направляют на фотоприемник 7, соединенный с 4р регистрирующей электронной схемой переменного тока 8, модулируют разность фаз разделенных световых потоков с помощью модулятора 9, выполненного, например, в виде двух взаимно скомпенсированных клиньев, один из которых закреплен неподвижно, а другой укреплен на вибраторе 10.

Модуляция разности Фаз световых потоков с частотой M)>> C и амплитудой kK приводит к тому, что за время быстродействия электроизмерительного прибора величина 9 многократно принимает все возможные значенйя от 0 до 21k, вслед за ней с периодом 1/си быстро осциллирует зна- 55 ченуе сигнала Оф. Электроизмерительный прибор не отслеживает этих осцилляций, а вместО этого регистрирует стабильное во времени среднее значение сигнала 0ф -ОФ. Вследствии стабильности значения 0ф достигается стабильность нулевых показаний электронной регистрирующей аппаратуры 7 и повышается чувствительность фотометра в целом. Анализ частотного спектра сигнала 0ф показывает, что он состоит из гармоник с частотой (9 и 2(6. Для того, чтобы исключить возйикновение медленных вариаций значения U> на частотах биений /Ю -N / и )(Ю-2N / выполняют приведенные ограничения на эти разности. На-фиг.2 приведены записи нулевых показаний электронной регистрирукщей схемы 7 0ф от времени в процентах к величине U показания при перекрытом одном из лучей. Запись 1 получена при выключенном .вибраторе 10, т.е. без модуляции что соответствует реализации способа прототипа. Запись tt получена, когда модулируют величину (модулятор

9 включен). Из сравнения записей видно, что девиации нулевых показаний при наличии модуляции Р в 10 раз меньше, а, следовательно, чувствительность фотометра выше во столько же раз, чем в ее отсутствие.Таким образом, предложенный способ позволил в 10 раз поднять чувствительность фотометра.

Формула изобретения

Способ фотометрического анализа жидкостей, аэрозолей и газов путем пропускания модулированных с частотой g) световых потоков через образец и эталон и определения разности оптических плотностей с помощью измерительной схемы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, с помощью модулятора, установленного в одном из световых потоков, осуществляют модуляцию разности фаз световых волн с частотой 0lтакой,что

Щ f щ - (р /, t6--2m / ъ C-, где С время отклика измерительной схемы иа изменение действующего значения электрического переменного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 542915, кл. G 01 У 1/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 658409,кл. G 01 7 1/04, 1972 (прототип).

879329

Составитель В. Юртаев

Техред A. Бабинец Корректор A. Ференц

Редактор Н. Коляда

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9703/7

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4