RU1793339C - Устройство дл атомно-абсорбционного анализа микропримесей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к атомно-аб- со )бционной спектрометрии, в частности

сонструкции устройства дл  атомно-аб- со )бционного анализа микропримесей, и может быть использбвано во всех отрасл х пр)мыщленности, где требуетс  определенна следовых количеств металлов или другие веществ в продуктах этих отраслей,

фимер в химической, пищевой, золото- до бывающей, нефтедобывающей и нефте- пе ерабатывающей.

Известно устройство аналогичного на- знзчени , содержащее источник света, приемник излучени , две фокусирующие линзы и f езонатор в виде четырех вогнутых зеркал с гоглощающей  чейкой между ними, в ка- чеотве которой используетс  щелева  горелка . Система расположена в вертикальной плоскости таким образом, что осуществл етс  п тикратное пр&хождениё пучка света через поглощающую  чейку.

Такое устройство имеет следующие недостатки: факел щелевой горелки значительно уже зондирующего луча, поэтому вклад в полезный сигнал дает лишь небольша  Масть регистрируемого Световода потб- ка и кроме того, поскольку в устройстве описанной конструкции пучок света при каждом новом прохождении смещаетс  по высоте, число его полезных прохождений ограничено высотой аналитической зоны пламени. Оба эти фактора ограничивают увеличение полезного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к за вл емому техническому решению  вл етс  устройство дл  атомно-абсорбционного

XI о со

00

и ю

Ч.л

анализа мйкропрймесей, выбранное в качестве прототипа.; ..-- : -.- :-:. ...: :- -.

УстройствЬ-прототип содержит йсточг ник света, пртЛрщзю щую  чейку, приемник из/ уче и / |йф; торг1В;6йдё йи(тёмы опти-. ческичсвлзанныхГ междусобой и вогнутых зеркал, при этом осиисточника иПриемника совмещены под углом,- f;Л i tv ,; .:

Недостатками устройства  вл ютс  большие размерьг резонатора и; невозможность использовани  поглощающих  чеек с малой угловой апертурой, кроме того, невысока  величина полезного сигнала не позвол ет снизить предел обнаружени  в тех случа х, когда он оп редел етс  дробовыми шумами приемника : ;, ч ;

Сущность изобретени  заключаетс  в т ом, что в устройстве дл  атомно-абсорбци- оннрго анализа микропримесей, содержащем источник света, приемник излучени , резонатор в виде системы оптически св занных между собой вогнутых зеркал с расположенной между ними поглощающей  чейкой, отражающие поёерхности зеркал совпадают с поверхност ми противолежащих вершинных частей выт нутого эллипсоида вращени , на большой оси которого расположена поглощающа   чейка, при этом одно из зеркал выполнено полупрозрачным , между источником излучени  и полупрозрачным зеркалом на оси источника расположена линза, фокус которой совмещен с фокусом эллипсоида, а после полупрозрачного зеркала на продолжении большой оси эллипсоида установлена дополнительна  собирающа  линза, в фокусе которой расположен приемник излучени .

На чертеже схематично изображено устройство дл  атомно-абсорбционного анализа микропримесей.

Устройство дл  атомно-абсорбционного анализа микропримесей содержит источник 1 света, в качестве которого может быть использована спектральна  лампа, например с полым катодом, или лазер, приемник 2 излучени  (монохроматор) и резонатор, выполненный в виде двух вогнутых зеркал 3 й 4: первого и второго от источника 1 света соответственно. Отражающие поёерхности зеркал 3 и 4 составл ют вершинные масти выт хутрго эллипсоида вращени  с фокусами FI и Fa, ближним и дальним от источника 1 света соответственно. Зеркала 3 и 4 р с- ;прложёны на большой оси эллипсоида. (Обозначенна  штриховой линии ей часть поверхности эллипсоида отсутствует). Первое от истрчника 1 света зеркало 3 выполне- %io непрозрачным, а второе зеркало 4 выполнено полупрозрачным. Между зеркалами 3 и 4 на бдной оси с ними расположёна

поглощающа   чейка 5, в качестве которой в описываемом варианте используетс  плам  щелевой или полутрубчатой горелки.

Кроме того, за вл емое устройство содержит две фокусирующие линзы б и 7. На оптической оси линзы б установлен источник 1 света, фокус линзы б совмещен с фокусом эллипсоида F2 и она установлена под углом к большой оси эллипсоида, обеспечивающим попадание светового потока на второе от источника 1 света зеркало 4.

Линза 7 также оптически св зана с зеркалом 4 и, кроме того, с приемником 2 излучени .

Взаимное расположение источника 1 света, фокусирующей линзы 6 и резонатора позвол ет вводить пучок света в резонатор, мину  первое зеркало 3, что позвол ет избежать значительных потерь светового потока при входе его в резонатор, имеющих место в устройстве-прототипе. Это также позвол ет выполнить первое от источника света зеркало 3 непрозрачным, что дополнительно уменьшает потери светового потока.

Выполнение зеркал вогнутыми в виде вершинных частей выт нутого эллипсоида вращени  и совмещение фокуса первой линзы с дальним от источника света фокусом эллипсоида необходимо дл  обеспечени  многократного прохождени  светового потока через поглощающую  чейку без его рассе ни  и размывани .

Принцип действи  за вл емого устройства основан На том, что вс кий луч, прошедший через один из фокусов выт нутого эллипсоида вращени  после зеркального отражени  от его поверхности проходит через второй фокус эллипсоида.

За вл емое устройство работает следующим образом.

Включают источник 1 света. Пучок света попадает на линзу 6 и фокусируетс  в точке, совпадающей с дальним от источника 1 света фокусом Fa эллипсоида. После прохождени  через фокус Рг все лучи пучка света падают на полупризрачное зеркало 4 с коэффициентом отражени  г - 1. При этом небольша  часть пучка света, равна  I - г «1, проходит сквозь зеркало 4 и с помощью 0 линзы 7 фокусируетс  на входной щели приемника 2 излучени . Остальна , больша  часть пучка света, равна  г, отражаетс  от зеркала 4, проходит через поглощающую  чейку 5 и собираетс  по указанному выше свойству эллипсоида в ближнем от источника 1 света фокусе FI эллипсоида. Затем, пройд  через фокус FI, пучок света попадает на зеркало 3. выполненное непрозрачным, отражаетс  от него, проходит через поглощающую  чейку 5 и по тому же свойству

0

5

0

5

0

5

0

5

5

эллипсоида, собираетс  в фокусе F2 эллипсоида и затем попадает на зеркало 4. При s том оп ть небольша  часть пучка света, f авна  1 -т « 1, проходит через зеркало 4 i линзу 7. направл ющую его на щель приемника 2 излучени , а больша  часть пучка света отражаетс  от зеркала 4 и весь про- i есс повтор етс , ., /

При каждом очередном отражении пучка света угол между ним и большой осью

ллипсоида уменьшаетс , так что весь пучок света остаетс  в пределах резонатора и сжимаетс  к его оси. Благодар  этому обесечиваетс  неограниченное число прохож0

5

дений пучка света через поглощающую  чейку 5 и тем самым достигаетс  максимально возможное отношение сигнал/фон.

Таким образом описанна  конструкци  устройства дл  атомно-абсорбционного анализа микропримесей позвол ет минимизировать потери светового потока,поступающего в резонатор, и увеличить тем самым по сравнению с прототипом на два пор дка и более величину полезного сигнала, что видно из приведенного ниже расчета величины полезного сигнала в за вл емом устройстве и устройстве-прототипе.

Формул а изобретени  Устройство дл  атомно-абсорбционно- анализа микропримесей, включающеё о Г1тически св занные источник излучени , поглощающую  чейку, резонатор и приемuk излучен и , при этом оси иСточ ни ка и п зиемника совмещены под углом, а резонар выполнен в виде системы оптически св - зжных между собой вогнутых зеркал,

жду которыми размещена поглощающа   11ейка, о т л И чаю щ вес   тем, что, с целью

(сличени  отношени  сигнал/шум, умёнь- 11 ени  размеров резонатора и обеспечени  в (зможности использовани  поглощающих

еек с малой угловой апертурой, отражающие поверхности зеркал совпадают с поверхност ми противолежащих вершинных частей выт нутого эллипсоида вращени , на большой оси которого расположена поглощающа   чейка, при этом одно из зеркал выпрлнено полупрозрачным, между источ- никбм излучени  и полупрозрачным, между источником излучени  и полупрозрачным зеркалом на оси источника расположена линза, фокус которой совмещен с фокусом эллипсоида, а после полупрозрачного зер- на продолжении большой оси эллипсоида установлена дЬполнительна  собирающа  линза, в фокусе которой расположён приёмник излучени .