Способ определения поля концентрации атомов металлов нестабильных источников света

133052Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано при диагностике плазмы для определения размеров и концентрационной,) структуры плазменных образований.Целью изобретения является повышение информативности способа за счет получения пространственного распределения линий поглощения и излучения одновременно.Способ реализуют следующим образом.Просвечивают параллельным пучком резонансного излучения исследуемое пространство. Причем часть просвечивающего пучка, соответствующую зоне собственного излучения источника, экранируют, чтобы препятствовать прохождению света через эту зону. Про ектируют в плоскость щели спектрографа изображение исследуемого источника света вместе с проходящим через него излучением, Выделяют зондирующий пучок так, чтобы в его сечение вписы валось все исследуемое пространство, в том числе и неизлучающая зона, а щель раскрывают до размеров изображения. При выборе максимального размера зондирующего пучка исходят из того, 30 что диаметр изображения сечения пучка на спектрограмме не должен превышать расстояния между резонансной линией и ближайшей к ней линии, испускаемой исследуемым источником просвечивающего излучения. В результате на спектрограмме в свете одной длины волны получают теневую проекцию исследуемого пространства на фоне равномерно засвеченного пятна, образованного зондирующим пучком света. Полученную картину фотометрируют по выбранной сетке.Определяют вдоль нескольких сечений распределение интенсивности спектральной линии, которая из эмиссионной в приосевой части разряда плавно переходит в линию поглощения на его периферии,и рассчитывают радиальное распределение концентрации атомов в этих сечениях. Определяют поле концентрации атомов, включая зону, лежащую за пределами собственного излучения плазмы исследуемого источника, сопоставляя радиальные распределения концентрации атомов во всех рассмотренных сечениях.Предлагаемым способом приведены определения полей коыцентрации атомовКонцентрацию атомов рассчитывалипо формуле2 КТ щс 1 3. ш еэ 1 1 число поглощенных атомов;длина пути зондирующего пучкавдоль зоны поглощения;универсальная газовая постоянная;температура;атомный вес;масса электрона;скорость света;длина волны аналитическойлиниисила осциллятора;интенсивность зондирующегоизлучения;интенсивность излучения, прошедшего через поглощающий участок. где п 1Т -ш о с 02в пространстве, окружающем цугу переменного тока и включающем неизлучающую зону. Особый интерес при этом представляет зона, расположенная за пределами внешнеи боковой стенки канала электрода с пробой, Эти определения были проведены с целью уточнения граничных условий при моделировании процесса массопереноса в этом наиболее распространенном источнике света для эмиссионного спектрального анализа, а также с целью оптимизации условий анализа щелочно-галоидных монокристаллов.Интервал концентраций, для которого определялись поля, соответствовал содержаниям в пробе исследуемых элементов 1 10 -1 10 вес 7. Основой для приготовления образцов служили щелочно-галоидные соединения натрия и калия. Образцы смешивали с угольным порошком и испаряли из канала нижнего электрода дуги переменного тока (=10-12 Л), дуговой промежуток поддерживался во времени экспозиции постоянным - 5 мм, время испарения, после которого регистрировали спектр, соответствовало 1, 5, 15, 20 с с момента зажигания дуги. Форму электродов задавали глубиной канала 4-10 мм, диаметром канала 1-3 мм и толщиной стенки канала. 0,5-2 мм. Для зондирования пространства испольэовали безэлектродные лампы.1Составитель Б. ШироковТехред А.Кравчук Корректор А. Зимокосов Редактор Л. Повхан Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3575/45 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 313305Сопоставляя распределение концентрации атомов в выбранных сечениях исследуемого пространства определили поле концентрации..5Применение изобретения позволяет оценить роль масссообмена между испаряемой из канала электрода пробой и окружающей средой в формировании аналитического сигнала. При этом поток атомов через стенки канала электрода обнаруживается на всей глубине кана- . ла и задает концентрацию атомов в спутном конвективном потоке. Концентрация атомов в спутном конвективном потоке сравнима с,концентрацией атомов в дуговом столбеКонцентрация атомов в спутном конвективном потоке увеличивается с уменьшением толщины стенки канала электрода. Причем абсорбционный сигнал, характеризующий поток атомов через стенки канала электрода, нарастает так, что соответствующий график, построенный в логарифмическом масштабе, имеет наклон 25 больше единицы (эмиссионного сигнала наклон меньше единицы). В процессе испарения, в то время как интенсивность аналитического сигнала падает, поток атомов примеси через стенки . канала и у его дна нарастает.Таким образом, благодаря соотношению площадей сечений зондирующего пучка и исследуемого источника способ позволяет получить более точную информацию о концентрационном поле атомов металлов нестационарных плохо воспроизводящихся во времениисточников света. 20 4 Формула изобретенияСпособ определения поля концентра ции атомов металлов нестабильных источников света, включающий просвечивание объема исследуемого пространства источника параллельным пучком резонансного излучения, проецирование его в плоскость щели спектрографа одновременно с проходящим через него пучком света, регистрацию интенсивности излучаемых атомов, определение пространственного распределения интенсивности линии поглощения, расчет радиальных распределений концентраций вдоль нескольких сечений и определение по ним поля концентрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности способа за счет получения пространственного распределения линий поглощения и излучения одновременно, просвечивание и регистрацию интенсивности излучаемых атомов производят одновременно для всего исследуемого пространства, охватывая и неизлучающую зону, выбирая размер зондирующего пучка таким, чтобы диаметр изображения сечения пучка не превышал расстояние между резонансной линией и ближайшей к ней линии, испускаемой исследуемым источником и источником просвечиваемого излучения, для чего щель спектрографа раскрывают до размеров, равных или превышающих характерный размер исследуемого пространства источника све - та.