Способ определения элементного состава аэрозольных частиц

67 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) ( 1) ОПИСАН РЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРС У СВИД именталь акела лазерой фазойб элеразмеров,3 г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИР(71) Институт экспер нойметеорологии(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 234733, кл. С 01 Н 21/12,1967,2. Патент США В 3463591,кл, С 01 й 21/00, 1969 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ, включающий воздействие на аэроэольную среду импульсным лазерным излучением,инициирующим оптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения факела, образовавшего" 4(51) С О 1 й 15/00, 21/00 при пробое, по которому судят об лементном составе частиц, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона размеров анализируемых частиц в сторону меньших размеров, на аэрозольную среду вначале воздействуют излучением с интенсивностью в несколько раз меньшей порога оптического пробоя в течение 10 - 10" с, после чего интен сивность излучения увеличивают выше порога оптического пробоя и дополни тельно регистрируют адсорбционный спектр поглощения паров аэрозольных частиц, используя излучение ф прошедшее через образованный ным пучком канал с парообраз аэрозоля, по которому судят ментном составе частиц малыхИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может исполь.зоваться в метеорологии, в службеконтроля загрязнения природной сре"ды и контроле технологических процес-сов.Известен способ определения элементного состава аэрозольных частиц,заключающийся в осаждении или фильтрации частиц, смешивании их с газообразной взрывчатой средой, проведениивзрыва и исследовании элементногосостава частиц спектральными методами 11 .Недостатками являются необходимость 1длительной фильтрацииаэрозоля исложность приготовления пробы для анализа.,Наиболее близким техническим решением к описываемому является способопределения элементного составааэрозольных частиц, включающий воздействие на аэрозольную среду импульснымлазерным излучением, инициирующимоптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения 25факела, образовавшегося при пробое,по которому судят об элементном составе частиц 2.В результате воздействия интенсивного лазерного излучения аэрозоль" ЗОные частицы испаряются и их пары,нагреваясь до высокой температуры,служат источником эмисионного спектра,по которому судят о наличии тех илииных элементов, входящих в состав 35аэрозольных частиц,Цель изобретения - расширениедиапазона размеров анализируемыхчастиц в сторону меньших размеров,Поставленная цель достигается 4 Отем, что в способе определения элементного состава азрозольных частиц,включающем воздействие на аэрозольную среду импульсным лазерным излучением, инициирующим оптический пробой в среде, и регистрацию эмиссионного спектра излучения факела, образовавшегося при пробое, по которомусудят об элементном составе частиц,на аэроэольную среду вначале воздействуют излучением с интенсивностью в несколько раз меньшей порога оптичессфкого пробоя в течение 10 - 10 с,после чего интенсивность излученияувеличивают выше порога оптического пробоя и дополнительно регистрирунп адсорбционный спектр поглощения паров аэрозольных частиц, исполь"зуя излучение факела, прошедшее через образованный лазерным пучкомканал с парообразной фазой аэрозоля,по которому судят об элементном составе частиц малых размеров,На фиг. 1 изображен лазерныйимпульс, воздействующий на аэрозольную среду; на фиг. 2 - схема реализации способа определения элементногосостава аэрозольных частиц.На фиг, 1 показано, что интенсивность лазерного излученияв телчение времени .1 ниже оптическогопробоя, а при 3 -вышеоптического пробоя, На фиг.2 показаны импульсный лазер 1, пучок лазерного излучения 2, аэрозольная среда 3, зонаоптического пробоя 4, зеркало 5, регистрирующая спектральная аппарату-.ра 6,Слабосфокусированное излучениеимпульсного лазера облучает аэрозоль"ную среду, причем вначале интенсивность лазерного импульса в несколько раз меньше порога оптическогопробоя в данной среде и составляет5 - 50 Дж/см , а время облучения -й1 от 10 ф до 10 ф с, при этом частицы,меньшие 10 мкм, испаряются. Затеминтенсивность лазерного импульсаувеличивают выше порога оптическогопробоя 10 Вт/см , что приводита 2к образованию плазмы оптического пробоя. Свечение плазмы оптического разряда собирается зеркалом таким образом , чтобы оно при этом проходилочерез область испарения аэрозольныхчастиц. По резонансным линиям поглощения на фоне сплошного спектра излучения плазмы оптического пробоя, полученньач спектрорегистрирующей аппаратурой, определяют элементный состав частиц аэрозольной среды. Адсорбционный спектр позволяет определитьэлементный состав частиц и получитьколичественные оценки концентрацииисследуемых элементов. Описываемый способ чувствителен к веществу аэрозоля тонкодисперсных фракций и позволяет получать информацию о поступлении в атмосферу вредных веществ, загрязняющих окружающую среду.1111567 Составитель ЛЛакальскийРедактор С.Титова ТехредТ.фантаКорректор,О.Тигор Фили ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная каз 4515/5 Тираж ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 113035, Иосква, Ж, Рауш 97 Подписномитета СССРоткрытий,кая наб., д. 4/