Атомно-абсорбционный спектрометр

.Ленинаов,В,Садаов 197 етение относитсяионному спектраль- повышение точ нии х конмов,Эт но-абдержащ ескуюожитель,ормироОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 23,12,86, Бюл, Р ( 71) Грузинский ордена дена Трудового Красног технический институт и (72) В.Д,Эристави, Ю.М Ю,Р.Бахтадзе и В,К.Ива (53) 535.853.33(088,8) (56) Патент СНА И 3937 кл, С 01 У 3/42, 1974,Патент П 1 А Ф 403508 кл, 356-115, кл, 21/40(57) Изобрк атоно-абсорбц номулизу. Цель ности атомно-абсорбционных измер ширение диапазона измеряем центраций анализируемых ат достигается тем, что в ато сорбционный спектрометр, с источник излучения, аналит ячейку, монохроматор,фотоум предварительный усилитель,80.1278612 ватель синхроимпульсов, логарифмический усилитель, введены три усилителя переменного напряжения, коммутатор, два детектора и устройстводеления. Выход предварительного усилителя соединен с входом первогоусилителя переменного напряжения.Выход первого усилителя переменногонапряжения соединен с входом коммутатора, Выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом управления коммутатором, Первый выходкоммутатора соединен с входом второго усилителя переменного напряжения, Выход второго усилителя переменного напряжения соединен с входомпервого детектора, второй выход коммутатора - с входом третьего усилителя переменного напряжения, выходтретьего усилителя переменного напряжения - с входом второго детектора, выход первого детектора - свходом "Делимое", выход второго детектора - с входом "Делитель" устройства деления, а выход устройстваделения соединен с входом логарифмического усилителя. 2 ил.Изобретение относитс.я к атомноабсорбционному спектральному анализу, а более конкретно к устройству атомно-абсорбционных спектрометров, и может быть использовано в химико- аналитических лабораториях различных отраслей народного хозяйства и н научных исследованиях.Цель изобретения - поныв(ение точйости атомно-абсорбционных измерений и расширение диапазона измеряемых концентраций анализируемых атомов.Ба фиг, 1 изображена блок-схема атомно-абсорбционной спектрометрии,. на фиг, 2 - осциллограммы электри-ческих сигналов в некоторых точкахсхемы,Атомно-абсорбционный спектрометрсодержит последовательно установленные источник 1 излучения, аналитическую ячейку 2 и электромагнит 3переменного тока с датчиком 4 производной магнитной индукции, причемэлектромагнит 3 снабжен отверстиямидля пропускания излучения, а аналитическая ячейка 2 располагается между его полюсами, так что линии магнитной индукции электромагнита 3параллельны оптической оси, монохроматор 5 и фотоумножитель 6, последовательно соединенные предварительный усилитель 7, первый усилитель 8 переменногс напряжения и коммутатор 9, причем фотоумножитель 6соединен с входом предварительногоусилителя , датчик 4 производноймагнитной индукции соединен с входомформирователя 1 О синхроимпульсов,выход Формирователя 10 синхроимпульсов соединен с входом управления коммутатора 9, последовательно соединенные второй усилитель 11 переменного направления и первый детектор12, причем первый выход коммутатора9 соединен с входом второго усилителя 11 переменного напряжения, последова.тельно соединенные третий усилитель 13 переменного напряжения ивторой детектор 14, причем второйвыход коммутатора 9 соединен с входом третьего усилителя 13 переменного напряжения, последовательно ссединенные устройство 15 деления и логарифмический усилитель 16, причемвыход первого детектора 12 соединенс вхоДом Делимое , а выход второгодетектора 14 - с входом "Делитель"устройства 5 деления.(( 1 о ( 1зп.))где К, - коэффициент поглощения снета анализируемыми атомами при нулевом значении магнитной индукции, т,е. в мо 7(,менты 1;= , где г,=0,1у с 1 - коэффициент, определяющийстепень расщепления б -компонент линии поглощения.30Интенсивность света, прошедшегочерез аналитическую ячейку, опреде-,ляется вь(ражением",1-у 1 э ь-) 1 1- ч1 ( . ) = ( 1 -) Т Р +а Е 1)о огде 1 - :интенсивность снета, падающего на аналитическуюячейку;с - доля рассеянного света;11 коэффициент фонового поглощения.Выходной сигнал (оптическая плотность) н известном устройстве определяется выражением(1-с)е "ы Зто выражение не зависит от фононого поглощения еа зависит отконцентрации анализируемых атомовЧ55 и(Е п) и доли рассеянного светаЫ, При малых значениях и, (соответственно малых значениях К",), когда.1 а коп т)е "),"1 и тем более е,"1 влияниемрассеянного света можно пренебречь Атомно-абсорбционный спектрометрработает следующим образом,В переменном периодическом магнитном поле электромагнита 3 пере 5 менного тока происходит расщеплениелиний поглощения атомов пробы,присутстнующих в аналитической ячейке2, Каждая линия поглощения расщепляется на две компоненты, равноотстающие от положения нерасщепленнсй линии поглощения, причем величина расщепления пропорциональна величинемагнитной индукции.Если магнитная индукция меняется15по синусоидальному закону В=В нылА,то коэффициент поглощения светаанализируемыми атомами является следующей Функцией времени, а значитмагнитной индук) (иии О=0,437 К ", Однако с ростом и, относительный вклад ы в выражение (3)а(" 1) растет и в пределе, когда е и естремятся к нулю, выражение (3) также стремится к нулю. Таким образом, наличие рассеянного светаприводит к загибу градуировочной зависимости Р(п ) к концентрационной оси, вплоть до йоявления отрицательного угла наклона, что сужает концентрационный 10 диапазон и снижает точность измеренийРассмотрим прохождение сигналов (фиг1). Напряжение на входе первого усилителя 8 переменного напряже ния пропорционально выражению (2), Коммутатор 9, управляемый формирователем 1 О синхроимпульсов, формирует два сигнала (Фиг, 2). Второй 11 и третий 13 усилители переменного напряжения выделяют переменные составляющие сигналов, поступающих на детекторы 12 и 14. На выходе первого детектора 12 напряжение пропорционально ао( ) (к, (1-313 о 31) + ц,=(1-с) 1 е -ее (4) напряжение пропорционально1 о 1 5 ь о 1)ее"1-е" у(% д .1.1 Ц -Ц(6) 45 На выходе второго детектора 4 напряжение пропорционально. 1(1. 11%Л 1) Ф, (.1 =(1-ы)1 1 е е 1 е (5)На выходе устройства 15 деления где 2 Т - длительность паузы сынхроимпульсов,Выражение (6) является функциейт.е. пне зависит ни от фонового поглощения К , ни от рассеянного света д в отличии от выходного сигнала (3) известного устройства,1Если к тому же 1 з 1 и й ( = - , то выра 2 а 11 джение (6) принимает вид У=ет,е, после логарифмирования выходнойсигнал пропорционален концентрациианализируемых атомов,Напряжение У подается на логарифмический усилитель 16, на выходе которого Формируется уровень напряжения, пропорциональный концентрации ,анализируемых атомов. 20 25 30 35 40 Использование новых элементов усилителей переменного напряжения, детекторов и устройства деления выгодно отличает предлагаемый атомноабсорбционный спектрометр от известного, так как исключается влияние Фонового поглощения, а также Фактора рассеянного света, т.е, излучения, поглощаемого только фоном, но не поглощаемого анализируемыми атомами, В результате улучшается правильность измерения концентраций анализируемых атомов.Ф о р м у л а и э о б р е т е н и яАтомно-абсорбционный спектрометр, содержащий оптически связанные и расположенные последовательно источник резонансного излучения, аналитическую ячейку, помещенную в магнитное поле электромагнита переменного тока, линии магнитной индукции которого параллельны оптической оси,монохроматор и фотоумножитель, соединенный с входом предварительного усилителя, а также датчик производной магнитной индукции, соединенный с входом формирователя синхроимпульсов, и логарифмический усилитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности атомнеабсорбционных измерений и расширения диапазона измеряемых концентраций анализируемых атомов, в него введены усилители переменного напряжения, коммутатор, детекторы и устройство деления, причем выход предварительного усилителя соединен с входом пер 1 вого усилителя переменного напряжения, выход первого усилителя переменного напряжения соединен с входом коммутатора, выход Формирователя синхроимпульсов соединен с управляющим входом коммутатора, выходы коммутатора соединены с входами усилителей переменного напряжения, выходы которых соединены с входами детекторов, выход первого детектора соединен с входом "Делимое", выход второго детектора соединен с входом "Делитель" устройства деления, а выход устройства деления соединен .с входом логарифмического усилителя,1278 б 2 Риг,тель Б.Широко Сос Голова орректор С.Шекм да.Сердюко з 6821 78 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ВНИИПИ Госу по делам и 035, Москва