RU2051338C1

RU2051338C1 - Atom-emission multichannel spectrometer

Info

Publication number: RU2051338C1
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Карцев; Максим Николаевич Коваленко; Александр Германович Замотин
Original assignee: Андрей Владимирович Карцев; Максим Николаевич Коваленко; Александр Германович Замотин
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: atom-emission spectral analysis. SUBSTANCE: spectrometer has spectrum excitation source, polychromator, unit for transforming light signal, multichannel photodetector, provided with control unit, and spectrometer control unit. EFFECT: improved capability of modifying spectral lines registered. 4 dwg

Description

Изобретение относится к атомно-эмиссионному спектральному анализу химического состава веществ. The invention relates to atomic emission spectral analysis of the chemical composition of substances.

Известен атомно-эмиссионный многоканальный спектрометр, включающий источник возбуждения спектра, входную щель, пару световодов, многоканальный фотоприемник, диспергирующий элемент, блоки: управления, сопряжения и сравнения [1]
Недостаток известного спектрометра заключается в отсутствии возможности предварительного выбора и обработки только тех участков многоканального фотоприемника, на которые попадают спектральные линии анализируемых элементов.Known atomic emission multichannel spectrometer, including a source of spectrum excitation, an entrance slit, a pair of optical fibers, a multichannel photodetector, a dispersing element, blocks: control, pairing and comparison [1]
A disadvantage of the known spectrometer is the inability to preselect and process only those sections of the multichannel photodetector that receive the spectral lines of the analyzed elements.

Наиболее близким к предлагаемому является атомно-эмиссионный многоканальный спектрометр, содержащий источник возбуждения спектра, полихроматор, многоканальный фотодетектор, включающий набор щелей, за каждой из которых установлен одноканальный фотодетектор, преобразующий проходящий через щель свет в электрический сигнал. Фотодетекторы подключены к блоку сопряжения, который соединен с блоком управления спектрометра [2]
Недостаток этого спектрометра заключается в отсутствии возможности изменения положения щелей с целью перестройки на другие аналитические линии определяемого химического элемента или на линии других химических элементов.Closest to the proposed one is an atomic emission multichannel spectrometer containing a source of spectrum excitation, a polychromator, a multichannel photodetector, including a set of slots, each of which has a single-channel photodetector that converts the light passing through the slit into an electrical signal. Photo detectors are connected to the interface unit, which is connected to the spectrometer control unit [2]
The disadvantage of this spectrometer is the inability to change the position of the slots in order to restructure to other analytical lines of the determined chemical element or to the line of other chemical elements.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении настройки атомно-эмиссионного многоканального спектрометра на любой набор аналитических линий химических элементов, расширение номенклатуры одновременно определяемых элементов и повышение точности анализа. The technical result of the invention is to provide tuning atomic emission multichannel spectrometer to any set of analytical lines of chemical elements, expanding the range of simultaneously determined elements and improving the accuracy of analysis.

Для этого у атомно-эмиссионного многоканального спектрометра, включающего источник возбуждения спектра, полихроматор, узел преобразования светового сигнала с фотодетектором, установленным в фокусной полости полихроматора, подключенный к входу блока управления спектрометром, в узел преобразования светового сигнала введены блоки управления соответственно узла преобразования светового сигнала и фотодетектора и последовательно соединенная цепь из усилителя, аналого-цифрового преобразователя и оперативно-запоминающего устройства, фотодетектор выполнен многоканальным с входом, подключенным к его блоку управления, и выходом, подключенным к усилителю, при этом блок управления узлом преобразования светового сигнала первым выходом подключен к блоку управления фотодетектором, вторым к блоку управления спектрометром, первым входом к выходу оперативно-запоминающего устройства, а вторым входом к выходу блока управления спектрометром. For this, an atomic emission multichannel spectrometer, including a spectrum excitation source, a polychromator, a light signal conversion unit with a photodetector installed in the focal cavity of a polychromator, connected to the input of the spectrometer control unit, has control units for a light signal conversion unit and a photodetector and a series-connected circuit of an amplifier, an analog-to-digital converter and random access memory, f the todetector is multichannel with an input connected to its control unit and an output connected to an amplifier, while the control unit of the light signal conversion unit is connected to the photodetector control unit, the second to the spectrometer control unit, and the first input to the output of the RAM, and the second input to the output of the spectrometer control unit.

На чертеже изображена блок-схема спектрометра. The drawing shows a block diagram of a spectrometer.

Атомно-эмиссионный многоканальный спектрометр содержит источник 1 возбуждения спектра, в качестве которого может быть взят генератор дуги спектра ИВС-28, полихроматор 2, например спектрограф ДФС 452, узел 3 преобразования светового сигнала с многоканальным фотодетектором 4, представляющим собой линейку фотодиодов, установленным в фокусной плоскости полихроматора 2 и подключенным к выходу блока 5 управления фотодетектором. К выходу многоканального фотодетектора 4 последовательно подключен усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и оперативно-запоминающее устройство 8. Блок 9 управления узлом 3 преобразования светового сигнала, например микропроцессор 1816 ВЕ 48, подключен первым выходом к блоку 5, вторым к блоку 10 управления спектрометром, который представляет собой ЭВМ, например IBМ РС АТ. Выход оперативно-запоминающего устройства 8 подключен к первому входу блока 9, второй вход которого подключен к выходу блока 10. An atomic emission multichannel spectrometer contains a spectrum excitation source 1, which can be taken as an IVS-28 spectrum arc generator, a polychromator 2, for example, an DFS 452 spectrograph, a light signal conversion unit 3 with a multi-channel photodetector 4, which is a line of photodiodes mounted in a focal the plane of the polychromator 2 and connected to the output of the photodetector control unit 5. An amplifier 6, an analog-to-digital converter 7, and random-access memory 8 are connected in series to the output of the multi-channel photodetector 4. The control unit 9 for the light signal converting unit 3, for example, the microprocessor 1816 BE 48, is connected with the first output to block 5 and the second to the spectrometer control unit 10 , which is a computer, for example IBM RS AT. The output of the RAM 8 is connected to the first input of block 9, the second input of which is connected to the output of block 10.

Спектрометр работает следующим образом. The spectrometer works as follows.

Свет от источника 1 возбуждения спектра попадает в полихроматор 2 и разложенный по длинам волн проектируется на многоканальный фотодетектор 4. Блок 10 управления спектрометром через блок 9 управления узлом 3 преобразования светового сигнала подает на блок 5 управления многоканальным фотодетектором 4 сигнал старта времени накопления светового сигнала на многоканальном фотодетекторе 4. По окончании времени накопления сигналы со всех каналов фотодетектора 4 последовательно усиливаются усилителем 6, оцифровываются в аналого-цифровом преобразователе 7 и запоминаются в оперативно-запоминающем устройстве 8. В блоке 10 управления спектрометром содержится информация о спектральном положении аналитических линий определяемых элементов. Эта информация передается в блок 9 управления узлом 3 преобразования светового сигнала в виде номеров каналов многоканального фотодетектора 4, в которые будут попадать спектральные линии исследуемого объекта. The light from the spectrum excitation source 1 enters the polychromator 2 and is projected in wavelengths and is projected onto a multi-channel photodetector 4. The spectrometer control unit 10, through the control unit 9 of the light signal conversion unit 3, supplies the control unit 5 of the multi-channel photodetector 4 with a start signal for the accumulation time of the light signal on the multi-channel photodetector 4. At the end of the accumulation time, signals from all channels of photodetector 4 are sequentially amplified by amplifier 6, digitized in an analog-to-digital conversion 7 and stored in the random access memory 8. In block 10 control the spectrometer contains information about the spectral position of the analytical lines of the determined elements. This information is transmitted to the control unit 9 of the light signal conversion unit 3 in the form of channel numbers of the multi-channel photodetector 4, into which the spectral lines of the object under study will fall.

Затем блок 9 считывает из оперативно-запоминающего устройства 8 и передает в блок 10 значения сигналов только тех каналов, которые были заранее заданы от блока 10 управления спектрометром. Then block 9 reads from the random access memory 8 and transmits to block 10 the signal values of only those channels that were previously set from block 10 of the spectrometer control.

Таким образом возможно формирование любого набора регистрируемых спектральных линий. Thus, it is possible to form any set of recorded spectral lines.

Claims

ATOMIC-EMISSION MULTI-CHANNEL SPECTROMETER containing a spectrum excitation source, a polychromator, a light signal conversion unit with a multi-channel photodetector installed in the focal plane of a polychromator, connected to the input of the spectrometer control unit, characterized in that the spectrometer contains a control unit for the signal conversion unit, a light signal conversion unit contains an additional photodetector control unit and a series-connected amplifier, an analog-to-digital converter, and a portable memory device, the photodetector being made with an input connected to the photodetector control unit and an output connected to an amplifier, while the control unit of the light signal conversion unit is connected to the photodetector control unit, the second to the spectrometer control unit, and the first input to the output is operatively -memory device, and the second input to the output of the control unit of the spectrometer.