Устройство для дистанционного спектрохимического анализа

 

О П И С А Н И Е,),960549

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено15.12.80 (22) 3218222/18-25 (51)Я. Кл

G 01 J 3/42 с присоединением заявки .%—

3Ьеударетеепвй квтаитет

СССР

ll0 делам кзабретенкй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.p9.82. Бюллетень № 35 (53) УдК535.8

Г088.8) Дата опубликования описания 23,р9.82 (72) Авторы изобретения

В. Л. Перовский, Н, П. Солдаткин и В. д. Корольков

7 о прй64Ьс т - оиенчия я АН БИЫЖОВ:КА

Специальное конструкторское бюро научно

"Оптика" Сибирского отделен (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО СПЕКТРОХИИИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа с источником излучения оптического диапазона и может быть использовано для анализа химического состава твер5 дых, жидких и газообразных веществ..

Известно устройство для сгтектрохимического анализа, содержащее источник импульсного излучения оптического диапазона, оптическую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, блок контроля мощности, фотоприемное устройство, блок обработки информации и устройство индикации (1 ). т5

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Наиболее близким техническим решением является устройство для ди- 20 станционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучения оптического диапазона, оптическую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, пороговое устройство, диспергирующий элемент систему световодов, фотоприемное уст" ройство, блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контроля мощности 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, 3 96054 . 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 1о контроля температуры, первым и вторым устройством вычисления, блоком сравнения и цифропечатающим устройством, при этом дополнительная светоделительная пластинка раэмещена между 35 светоделительной пластинкой и пороговым устройством и оптически связана с блоком контроля температуры, вы" ход которого подключен к первому устройству вычисления, подсоединенного. рр к первым входам блока сравнения и второго устройства вычисления, а выход блока сравнения соединен с вторым входом второго устройства вычисления, блок обработки спектраль- 2s ной информации соединен с вторым входом блока сравнения и третьим . входом второго устройства вычисления, выход которого подключен к цифропечатающему устройству. 30

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для дистанционного спектрохимического ана. лиза.

Устройство содержит источник импульсного излучения оптического диапазона 1, светоделительную пластинку 2, оптическую систему 3, мишень 4, блок 5 контроля мощности, пороговое устройство 6, диспергирующий элемент

7, схему 8 управления задержкой во времени, систему световодов 9, фотоприемное устройство 10, блок 11 обработки спектральной информации, устройство 12 индикации, блок 13 контроля температуры, первое устройство

14 вычисления, блок 15 сравнения, второе устройство 16 вычисления, цифропечатающее устройство 17, дополнительную светоделительную пластинку 18.

Устройство работает следующим образом, Излучение от мощного импульсного источника 1 излучения оптического диапазона, проходит через светодели- 55 тельную пластинку 2, с помощью оптической фокусирующей системы 3 фокусируется на мишень 4, которой яв9 4 ляется исследуемое вещество. Светоделительная пластинка 2 служит для разделения излучения на зондирующий

1 и опорный канал 11.

Под действием мощного импульса излучения, проходящего по каналу 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 III 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 световодов 9 фокусируется на фотокатоде фотоприемного устройства 10.

Контроль мощности источника 1 импульсного излучения осуществляется по опорному каналу II- 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 преобразованйем оптического 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 14 вычисления, где происходит вычисление теоретического зна-, чения концентрации:компонент плазмы, соответствующей данной температуре плазмы путем сравнения измеряемых значений температуры плазмы с калибровочными величинами, которые хра960549 нятся в блоке памяти (на чертеже не показан ). Калибровочные величины определяются на входе тарировки всего устройства для дистанционного спектрохимического анализа. Методика опре- 5 деления укаэанных величин 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 зна- чений и позволяющие проводить их 15 сравнение с измеряемыми величинами температур плазмы °

С выхода блока 11 обработки спектральной информации на второй вход блока 5 сравненяя поступает электри- 20 ческий сигнал, амплитуда которого пропорциональна полученной с помощью канала 1!! .концентрации химических компонент плазмы. На первый вход блока 15 сравнения подается электри- 35 ческий сигнал, величина которого пропорциональна теоретическому значению концентрации химических компонент плазмы; С помощью блока 15 сравнения происходит сравнение этих двух з0

1 величин. С выхода блока 15 снимается сигнал рассогласования. Сигналы с выходов. блоков 14, 15 и 11 поступают соответственно на входы 1-3 второго устройства 16 вычисления, где происходит вычисление истинного значения концентрации химических ком- . понент плазмы с учетом параметров снимаемых с этих блоков. Результаты вычисления подаются на цифропечатающее устройство 17.

Таким образом, при помощи предлагаемого устройства достигается большая точность при проведении спектро15 химического анализа, особенно в атмосфере, поскольку .оно позволяет secти температурный контроль образовавшейся плазмы.

Формула изобретения

Устройство для дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча истрчник импульсного излучения оптического диапазона, светоделительную пластинку, оптическую фокусирувщуе систему, пороговое устройство, диспергируащий элемент, систему световодов, фотоприемное устройство иэлектрически 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,и ч аю щ е е с я 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 поро-. говым устройством и оптически связана с блоком контроля температуры, выход которого подключен к первому устройству вычисления, подсоединенного 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 Ю 3723007, кл 4 01 > 3/44, оупблик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 2696291/18-25, кл. Q 01 J 3/30, 13 ° 12.78.

960549

Составитель A. Смирнов

Редактор А. Козориз Техред И. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 7249/46 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4