RU1784875C - Двухлучевой пламенно-фотометрический прибор - Google Patents

Abstract

Прибор содержит оптически св занные источник резонансного излучени  1; зеркальную пр моугольную призму 2, раздел ющую свет от источника на два луча - рабочий и сравнительный; сферические зеркала 3 и 4, фокусирующие лучи в центре атомизаторов 5 и 6; трехлопастной модул тор 7 с углом между лопаст ми 120°, размещенный таким образом, что ось диска модул тора располагаетс  в центре апертуры монохроматора; сферические зеркала 8 и 9, отражающие рабочий и сравнительный лучи на боковые грани соединительной призмы 10; монохроматор 11 и фотоизмерительную схему. Фотоизмерительна  схема включает фотоэлектронный умножитель 12, усилитель импульсов 13 и измерительный прибор 14. Имеютс  также нагрузочное сопротивление 15 и конденсатор 16 дл  пропускани  импульсов тока, величина которого пропорциональна оптическому разбалансу, вызванному процессами, происход щими в атомизаторах. 2 ил. СП С

Description

Изобретение относитс  к аналитической химии, в частности катомно-абсорбци- онной аппаратуре,  вл ющейс  важной отраслью аналитического приборостроени , и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  количественного определени  химических элементов в различных веществах и материалах методом пламенной спектрофотометрии.

Известны спектрофотометры (С-302, СА-2, С-112, Сатурн и др). Они могут работать как в абсорбционном, так и в эмиссионном варианте. также по однолучевой или двухлучевой оптической системе. В основе двухлучевой оптической схемы всех известных приборов лежит один главный принцип: свет от источника раздел етс  на два луча, один из которых направл етс  в рабочий

измерительный канал, а другой - в канал сравнени .

Известен двухлучевой атомно-абсорб- ционный спектрофотометр, выбранный в качестве прототипа. Он содержит оптически св занные источник излучени , светоделитель дл  направлени  потока излучени  в два упом нутых канала, систему сферических и плоских зеркал дл  фокусировани  изображени  источника излучени  в центре атомизатора и на входной щели монохрома- тора, модул тор, полупрозрачное зеркало, совмещающее рабочий и сравнительные лучи в один световой поток, фотоэлектронный умножитель, электрически св занный с измерительной системой. В комплект прибора входит также блок пламенной атомизации, атомизатор которого расположен в рабочем

VI

00

Јь

с

XI

ел

канале. Одно из сферических зеркал установлено в рабочем канале за атомизатором по ходу потока, другое - в канале сравнени . Недостатком известного устройства  вл етс  усложненна  оптико-электронна  схема. Наличие большого числа отражающих оптических поверхностей вызывает су- ще.ственные потери световой энергии. Скважимйость импульсов (пор дка 20%) снижает зффективнрсть источника излучени . Конструкци  прибора не позвол ет ис- польз бв аЧь сравнительный луч дл  аналитических целей. Разделение лучей осуществл етс  только после их преобразовани  в электрические импульсы, что усложн ет электронную часть схемы прибора.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции прибора и расширение его аналитических возможностей.

Положительный эффект от использовани  изобретени  заключаетс  в том, что за счет сокращени  количества отражательных зеркал и использовани  пр моугольных призм дл  разделени  и совмещени  световых лучей значительно упрощаетс  схема прибора. Одновременно снижаютс  и потери световой энергии от источника излучени . Потери снижаютс  также благодар  применению модул тора предлагаемой конструкции, обеспечивающего нулевую скважинность. Наличие двух атомизаторов позвол ет осуществить замеры компенса- ционным способом, что до минимума сокра- щает затраты времени на расчетные операции. Кроме того, при атомно-эмисси- онных замерах в случае, когда конценграци  определ емого элемента в анализируемом веществе сравнительно мала , а фоновое излучение пламени имеет относительно большую величину, второй атомизатор автоматически компенсирует этот фон. При атомно-абсорбциошых замерах по вл етс  возможность определ ть более высокие концентрации элементов путем увеличени  световой энергии источника излучени , полага сь на то, что балансировка лучей происходит оптически. Таким обра- расшир ютс  аналитические возможности прибора. К тому же за счет 6VtM Metpvi4Horo расположени  оптических элементов облегчаетс  юстировка и на- стро йка Прибора. Предлагаема  схема создает возможность дл  оптического разделени  световых лучей i: б результате отпадает необходимость в электрическом разделении сигнала и выработкТсинхрони- зирующих импульсов. Несложна  перестройка позвол ет использовать прибор в качестве однолучевого, им Ъ щ ё о повышенную чувствительность.

Дл  достижени  поставленной цели в известном двухлучевом пламеннофотомет- рическом приборе, содержащем оптически св занные источник излучени , светоделитель дл  направлени  потока излучени  в канал сравнени  и в рабочий канал, блок пламенной атомизации, атомизатор которого размещен в рабочем канале, Два сферических зеркала, одно из которых

установлено в рабочем канале за атомизатором по ходу потока, а другое - в канале сравнени , оптический элемент дл  совмещени  рабочего потока и потока сравнени  в один световой поток, монохроматор, фотоэлектронный умножитель, электрически св занный с измерительной системой, светоделитель и оптический элемент выполнены в виде зеркальных пр моугольных призм, блок пламенной атомизации снабжен вторым атомизатором, размещенным в канале сравнени , дополнительно введены два сферических зеркала, одно из которых расположено в рабочем канале между светоделителем и атомизатором, а другое - в

канале сравнени  между вторым атомизатором и оптическим элементом дл  совмещени  потоков, а модул тор выполнен в виде трехлопастного диска, угол между лопаст ми которого 120°,

На фиг.1 показан предлагаемый двухлу- чевой пламенно-фотометрический прибор; на фиг.2 - модул тор в разрезе с проекци ми апертуры монохроматора.

Прибор содержит последовательно оптически св занные источник резонансного излучени  1, зеркальную пр моугольную разделительную призму 2, сферические зеркала 3 и 4, фокусирующие изображение источника излучени  в центре атомизаторов 5

и 6, модул тор 7, сферические зеркала 8 и 9, фокусирующие изображение источника излучени  через соединительную зеркальную пр моугольную призму 10 на входной щели монохроматора 11 и фотоизмерительную

схему, котора  состоит из фотоэлектронного умножител  (ФЭУ) 12, усилител  импульсов 13 и измерительного прибора 14. Кроме того, фотоизмерительна  схема содержит нагрузочное сопротивление 15 и конденсагор 16.

Пламенно-фотометрический прибор работает следующим образом. Свет от источника излучени  1, попада  на боковые грани зеркальной пр моугольной призмы 2, разделаетс  на два луча - рабочий и сравнительный . Оба луча посредством сферических зеркал 3 и 4 направл ютс  в блок пламенной атомизации, где фокусиру- ю тс  в центре пламен, На выходе из блока атомизации на пути рабочего и сравнительного лучей установлен модул тор 7. Он представл ет собой трехлопастной диск 3 (фиг,2), ось которого расположена в центре апертуры монохроматора 11 (фиг.1), если мысленно убрать призму 10. Грани двух любых лопастей диска модул тора дел т проекции апертуры лучей монохроматора 1 и 2 времени площадь освещени  остаетс  посто нной , т.е. когда один луч полностью за- крываетс , другой луч полностью открываетс . Таким образом создаетс  модул ци  с нулевой скважинностью и при световом балансе световых лучей на ФЭУ отсутствует электрический импульс.

Рабочий и сравнительный лучи, прошедшие через модул тор, затем с помощью сферических зеркал 8 и 9 и соединительной зеркальной пр моугольной призмы 10 попеременно фокусируютс  на входной щели монохроматора. Пройд  через монохрома- тор 11, оба этих световых луча поступают на фотоэлектронный умножитель 12. На выходе последнего формируютс  два электриче- ских сигнала, один из которых пропорционален потоку излучени  в рабочем канале, второй - в канале сравнени . Электрические сигналы после фотоумножител  12 представл ет собой последовательность чередующихс  импульсов нулевой скважЬнности. Импульсы, вызванные свз- товым потоком рабочего луча, чередуютс  с импульсами сравнительного луча. Юстиру  источник излучени  относительно оптической оси монохроматора, добиваютс  равенства обоих импульсов. В этом случае на ФЭУ будет наблюдатьс  посто нный потенциал и ток пойдет через нагрузочное сопротивление 15.

При введении исследуемого раствора в атомизатор 5 рабочего канала происходит поглощение света в рабочем луче. Возникший световой разбаланс приводит к по влению на фотоэлектронном умножителе 12 электрического импульса пропорциойаль- ного величине поглощени . Ток в этом случае будет протекать через конденсатор 16 и после усилител  цмпульсов 13 будет регистрироватьс  измерительным прибором 14.

Последовательно ввод т стандартные растворы в атомизатор б сравнительного канала , добиваютс  полного или частичного баланса световых потоков, о чем будет свидетельствовать посто нный потенциал на выходе детектора излучени . Методом сравнени  определ ют концентрацию искомого элемента в анализируемом веществе.

Непременным условием замера компенсационным способом  вл етс  предварительна  балансировка атомизаторов, котора  осуществл етс  распылением раствора однсй концентрации в обоих атомизаторах и регулировкой распылителей или

импакторов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Двухлучевой пламен ьо-фотометриче- ский прибор, содержащ. оптически св занные источник излучени , светоделитель

   дл  направлени  потоке излучени  в канал сравнени  и в рабочий канал, блок пламенной атомизации, атомизатор которого размещен в рабочем канале, модул тор, два сферических зеркала, одно из которых установлено в рабочем канале за атомизатором по ходу потока, а другое - о канале сравнени , оптический элемент дл  совмещени  рабочего потока и потока сравнени  Б один световой поток, монохроматор, фотоэлектронный ум: ожитель, электрически св занный с измори, ельной системой, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкцда. прибора и расширени  его аналитических возмохчостей, светоделитель и

   оптический элемент дл  совмещени  рабочего потока и потока сравнени  в один световой по-ок выполнены в виде зеркальных пр моугольных призм, блок пламенной ато- мизац 1 снабжен вторым атомизатором,

   рэзмв денным в канале сравнени , допол- нител.но введены два сферических зеркала, одно мз которых размещено в рабочем канале светоделителем и атомизатором, а втоУое - в канале сравнени  между вторым

   ато -шзатором и оптическим элементом дл  совмещени  потоков, а модул тор выполнен в виде трехлопастного диска, угол между лопаст ми которого равен 120°.