RU2094777C1

RU2094777C1 - Optical spectrum analyzer

Info

Publication number: RU2094777C1
Application number: RU93053500A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Козлов; Е.М. Рукин; Б.Д. Грачев; А.Я. Шайфер
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа Научно-производственная фирма "Мозаика-2"
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: examination and analysis of materials. SUBSTANCE: light source and signal processor of analyzer are manufactured to operate in absorption, fluorescence and emission modes. Signal processor is of analog design. In all the above-indicated modes data signal passes through the same amplifiers, integrators, etc., which enables compatibility of results of analysis performed by different methods. EFFECT: simplified construction of analyzer. 8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к спектральному анализу и может найти применение для качественного и количественного контроля состава пород, технологических продуктов, биологических объектов и т.п. The invention relates to spectral analysis and may find application for qualitative and quantitative control of the composition of rocks, technological products, biological objects, etc.

Типичная схема атомно-абсорбционного спектрофотометра содержит последовательно расположенные источник света, атомизатор, монохроматор и фотоприемник, выход которого через предварительный усилитель соединен с входом сигнального процессора или аналого-цифрового преобразователя. Как правило, в схеме имеется опорный канал и процессор, осуществляющий коррекцию данных (заявку ФРГ 2806145, кл. G 01 N 21/72, 1984, патенты США N 4991960, кл. G 01 N 21/72, 1991, N 5179423, кл. G 01 J 3/42, 1993 и N 4726679, кл. G 01 N 21/72, 1988 и N 4815847, кл. G 01 N 21/72, 1989). A typical scheme of an atomic absorption spectrophotometer contains a sequentially located light source, an atomizer, a monochromator and a photodetector, the output of which is connected to the input of a signal processor or analog-to-digital converter through a pre-amplifier. Typically, the circuit has a reference channel and a processor that performs data correction (German application 2806145, class G 01 N 21/72, 1984, US Pat. N 4991960, class G 01 N 21/72, 1991, N 5179423, class G 01 J 3/42, 1993 and N 4726679, class G 01 N 21/72, 1988 and N 4815847, class G 01 N 21/72, 1989).

Подобные анализаторы позволяют проводить измерения в сложных матрицах, однако характеризуются недостаточной чувствительностью. Such analyzers allow measurements in complex matrices, but are characterized by insufficient sensitivity.

Более высокой чувствительностью обладают флуоресцентные анализаторы, блок-схема которых аналогична вышеописанной (ЕПВ 0330183, кл. G 01 J 3/443, 1989 или патенты США 5194916, кл. G 01 J 3/443, 1993 и 4572668, G 01 J 3/443, 1986). Fluorescence analyzers have a higher sensitivity, the block diagram of which is similar to that described above (EPO 0330183, CL G 01 J 3/443, 1989 or US Patents 5194916, CL G 01 J 3/443, 1993 and 4572668, G 01 J 3 / 443, 1986).

Однако эти приборы не дают достоверных показаний в сложных матрицах. However, these instruments do not give reliable readings in complex matrices.

Известен гетеродинный анализатор, способный работать как в режиме абсорбции, так и в режиме флуоресценции (патент США N 5022757, кл. G 01 N 21/64, 1991). Known heterodyne analyzer capable of operating both in absorption mode and in fluorescence mode (US patent N 5022757, CL G 01 N 21/64, 1991).

Он содержит сканнер, спектральный фильтр, пространственный фильтр, детектор, полосовой фильтр, лазер с расщепителем луча и блоком сдвига частоты, сигнальный и центральный процессоры, процессор отображения и дисплей с соответствующими связями. На объект направляется два луча различной частоты, оба сигнала регистрируются. Сигнал на частоте биений используется для коррекции и определения количества вещества. Однако оптическая система и схема данного анализатора чрезвычайно сложны. It contains a scanner, a spectral filter, a spatial filter, a detector, a bandpass filter, a laser with a beam splitter and a frequency shift unit, a signal processor and a central processor, a display processor, and a display with corresponding connections. Two beams of different frequencies are sent to the object, both signals are recorded. The signal at the beat frequency is used to correct and determine the amount of substance. However, the optical system and circuitry of this analyzer are extremely complex.

Наиболее близким к предложенному является оптико-спектральный анализатор, содержащий последовательно расположенные источник света, измерительную камеру с постоянным магнитом и атомизатором в виде горелки, монохроматор и фотоприемник, а также последовательно соединенные усилитель, сигнальный процессор и дисплей или блок регистрации (патент США N 4718763, кл. G 01 N 21/72, 1988). Closest to the proposed one is an optical spectral analyzer containing a sequentially located light source, a measuring chamber with a permanent magnet and an atomizer in the form of a burner, a monochromator and a photodetector, as well as a series-connected amplifier, signal processor and display or registration unit (US patent N 4718763, C. G 01 N 21/72, 1988).

Этому прибору свойственен упомянутый выше недостаток атомно-абсорбционных анализаторов -недостаточная чувствительность. Кроме того, поскольку этот анализатор может работать только в одном режиме, его показания недостаточно достоверны. Все это сужает область возможного использования известного анализатора. This device is characterized by the above-mentioned disadvantage of atomic absorption analyzers - insufficient sensitivity. In addition, since this analyzer can work only in one mode, its readings are not reliable enough. All this narrows the scope of the possible use of a well-known analyzer.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является повышение чувствительности анализатора и достоверности его показаний, создание прибора, который обеспечивает точный количественный анализ веществ любого состава, являясь в то же время простым, недорогим и надежным. Thus, the technical result expected from the use of the invention is to increase the sensitivity of the analyzer and the reliability of its indications, the creation of a device that provides accurate quantitative analysis of substances of any composition, while being simple, inexpensive and reliable.

Указанный результат достигается тем, что оптико-спектральный анализатор, содержащий последовательно расположенные источник света, атомизатор, монохроматор и фотоприемник, выход которого соединен с входом сигнального процессора, информационный выход которого соединен с входом блока регистрации, снабжен блоком управления режимом работы, сигнальный процессор выполнен с возможностью работы в режимах абсорбции, флуоресценции и/или эмиссии, а источник света выполнен импульсным и управляемым с возможностью работы в режимах абсорбции и флуоресценции, при этом первая и вторая группы выходов блока управления режимом работы соединены с управляющими входами сигнального процессора и источника света, входы питания которого подключены к управляющим выходам сигнального процессора соответственно. Рекомендуется также подключить третью группу выходов блока управления к управляющим входам монохроматора. This result is achieved by the fact that the optical spectral analyzer containing a sequentially located light source, atomizer, monochromator and photodetector, the output of which is connected to the input of the signal processor, the information output of which is connected to the input of the registration unit, is equipped with an operating mode control unit, the signal processor is made with the ability to work in modes of absorption, fluorescence and / or emission, and the light source is pulsed and controlled with the ability to work in modes of absorption and flu and, in this case, the first and second groups of outputs of the operation mode control unit are connected to the control inputs of the signal processor and the light source, the power inputs of which are connected to the control outputs of the signal processor, respectively. It is also recommended to connect the third group of outputs of the control unit to the control inputs of the monochromator.

Кроме того, сигнальный процессор может быть выполнен в виде преобразователя ток-напряжение, блока компенсации фона, импульсного генератора, распределителя импульсов, двух интеграторов, логарифмического усилителя, ключа, инвертора, трех мультиплексоров, блока вычитания, источника опорного напряжения, блока масштабирования и блока выборки-хранения, при этом вход сигнального процессора соединен с входом преобразователя ток-напряжение, выход которого соединен с информационным входом блока компенсации фона, выход которого соединен с информационным входом первого интегратора, выход которого соединен с входами ключа и логарифмического усилителя, выходы которых объединены и соединены с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого мультиплексора, информационные входы которого соединены с выходом источника опорного напряжения и общей шиной соответственно, выход блока вычитания подключен к информационному входу блока выборки-хранения, выход которого соединен с входом инвертора и первым информационным входом второго мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с выходом инвертора, причем выход второго мультиплексора подключен к информационному входу второго интегратора и первому информационному входу третьего мультиплексора, второй информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго интегратора и входом блока масштабирования, выход которого подключен к информационному выходу сигнального процессора, управляющие входы которого подключены к управляющим входам мультиплексоров, ключа и второго интегратора, а выход импульсного генератора соединен с входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам блока выборки-хранения, блока компенсации фона и первого интегратора, а также к управляющим выходам сигнального процессора. In addition, the signal processor can be made in the form of a current-voltage converter, a background compensation unit, a pulse generator, a pulse distributor, two integrators, a logarithmic amplifier, a key, an inverter, three multiplexers, a subtraction unit, a reference voltage source, a scaling unit, and a sampling unit -storage, while the input of the signal processor is connected to the input of the current-voltage converter, the output of which is connected to the information input of the background compensation unit, the output of which is connected to the info the input input of the first integrator, the output of which is connected to the inputs of the key and the logarithmic amplifier, the outputs of which are combined and connected to the first input of the subtraction unit, the second input of which is connected to the output of the first multiplexer, the information inputs of which are connected to the output of the reference voltage source and the common bus, respectively, the output the subtraction unit is connected to the information input of the sample-storage unit, the output of which is connected to the inverter input and the first information input of the second multiplexer, the second the information input of which is connected to the output of the inverter, the output of the second multiplexer connected to the information input of the second integrator and the first information input of the third multiplexer, the second information input and output of which are connected respectively to the output of the second integrator and the input of the scaling unit, the output of which is connected to the information output of the signal processor, the control inputs of which are connected to the control inputs of the multiplexers, the key and the second integrator, and the output is pulse the second generator is connected to the input of the pulse distributor, the outputs of which are connected to the control inputs of the sample-storage unit, the background compensation unit and the first integrator, as well as to the control outputs of the signal processor.

Целесообразно также снабдить сигнальный процессор вторым ключом и блоком коррекции, выход и информационный вход которого подключены соответственно к третьему входу блока вычитания и выходу второго ключа, информационный и управляющий входы которого соединены с выходом блока выборки-хранения и одним из управляющих входов сигнального процессора. При этом второй выход блока коррекции может быть соединен с управляющим входом распределителя импульсов. It is also advisable to provide the signal processor with a second key and a correction unit, the output and information input of which is connected respectively to the third input of the subtraction unit and the output of the second key, the information and control inputs of which are connected to the output of the sample-storage unit and one of the control inputs of the signal processor. In this case, the second output of the correction unit can be connected to the control input of the pulse distributor.

Кроме того, сигнальный процессор может быть выполнен с двумя блоками сравнения, подключенными к выходам первого интегратора и блока коррекции. In addition, the signal processor can be performed with two comparison units connected to the outputs of the first integrator and the correction unit.

Рекомендуется также один из выходов блока управления режимом работы подключить к управляющему входу блока масштабирования и/или блока компенсации фона. It is also recommended that one of the outputs of the operating mode control unit be connected to the control input of the scaling unit and / or background compensation unit.

И, наконец, блок компенсации фона может быть выполнен в виде интегратора, мультиплексора и блока вычитания, причем информационный вход блока компенсации фона соединен с первым информационным входом мультиплексора и входами интегратора и блока вычитания, выход которого соединен с вторым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен с выходом блока компенсации фона, управляющие входы которого подключены к управляющим входам интегратора и мультиплексора. And finally, the background compensation unit can be made in the form of an integrator, multiplexer and subtraction unit, the information input of the background compensation unit being connected to the first information input of the multiplexer and the inputs of the integrator and subtraction unit, the output of which is connected to the second information input of the multiplexer, the output of which is connected with the output of the background compensation unit, the control inputs of which are connected to the control inputs of the integrator and multiplexer.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 схема блока компенсации фона. In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed analyzer; in FIG. 2 diagram of the background compensation unit.

Показанный на фиг. 1 анализатор содержит источники света 1 и 2, атомизатор (горелку) 3, монохроматор 4, фотоприемник (например, фотоэлектронный умножитель) 5, преобразователь 6 ток-напряжение, блок 7 компенсации фона, первый интегратор 8, первый ключ 9, логарифмический усилитель 10, блок 11 вычитания, блок 12 выборки-хранения, распределитель 13 импульсов, генератор 14 импульсов, источник 15 опорного напряжения, первый мультиплексор 16, блок 17 управления режимом работы, инвертор 18, второй мультиплексор 19, второй интегратор 20, третий мультиплексор 21, блок 22 масштабирования, блок 23 регистрации, блок 24 сравнения (перегрузка по максимуму), второй ключ 25, блок 26 коррекции и блок 27 сравнения (перегрузка по минимуму). Shown in FIG. 1, the analyzer contains light sources 1 and 2, an atomizer (burner) 3, a monochromator 4, a photodetector (for example, a photomultiplier tube) 5, a current-voltage converter 6, a background compensation unit 7, a first integrator 8, a first switch 9, a logarithmic amplifier 10, a subtraction unit 11, a sample-storage unit 12, a pulse distributor 13, a pulse generator 14, a reference voltage source 15, a first multiplexer 16, an operating mode control unit 17, an inverter 18, a second multiplexer 19, a second integrator 20, a third multiplexer 21, block 22 scaling bl ok 23 registration, block 24 comparison (overload to the maximum), the second key 25, block 26 correction and block 27 comparison (overload to the minimum).

Источники 1 и 2 образуют управляемый источник света, который может работать в режиме абсорбции (включен источник 1), флуоресценции (включен источник 2) и эмиссии (выключены оба). Sources 1 and 2 form a controlled light source that can operate in the absorption mode (source 1 is on), fluorescence (source 2 is on) and emission (both are off).

В качестве управляемого источника света может быть использован и один источник, способный изменять параметры излучения (спектр, интенсивность) или работать по меньшей мере в двух режимах без изменения параметров. As a controlled light source, one source that can change the radiation parameters (spectrum, intensity) or work in at least two modes without changing the parameters can also be used.

Сигнальный процессор образован элементами 6-16, 17-22, 24-27. Он выполнен с возможностью работы в режимах абсорбции, флуоресценции и эмиссии. The signal processor is formed by elements 6-16, 17-22, 24-27. It is configured to operate in absorption, fluorescence and emission modes.

Преобразователь 6 может быть выполнен в виде операционного усилителя. Converter 6 can be made in the form of an operational amplifier.

Выполнение блока 7 показано на фиг. 2. Он может содержать интегратор 28, блок 29 вычитания и мультиплексор 30. Последний обеспечивает отключение блока 7. В случае отсутствия мультиплексора 30 выходом блока 7 является выход блока 29. The implementation of block 7 is shown in FIG. 2. It may contain an integrator 28, a subtraction unit 29, and a multiplexer 30. The latter provides block 7 shutdown. In the absence of a multiplexer 30, the output of block 7 is the output of block 29.

Управляющие входы интеграторов 8,20 и 28 представляют собой управляющие шины, на которые подаются сигналы выборки (этот сигнал замыкает входной ключ интегратора, определяя таким образом время интегрирования) и/или сброса. The control inputs of integrators 8,20 and 28 are control buses to which sampling signals are applied (this signal closes the integrator input key, thus determining the integration time) and / or reset.

На второй вход блока 11 подается уменьшаемое, на остальные вычитаемые. At the second input of block 11, a decremented one is fed, and the rest are subtracted.

В качестве распределителя 13 используют стандартную микросхему (в этом случае возникает некоторая избыточность) или дешифратор, обеспечивающий требуемую временную диаграмму, вид которой однозначно определяется нижеприведенным описанием работы устройства. На выходах распределителя 13, подключенных к источникам 1 и 2, устанавливают усилители мощности, обеспечивающие запитку источников 1 и 2 импульсным током. Усилители могут быть отнесены и к источникам 1 и 2. Они могут снабжаться выходными ключами, управляемыми от блока 17. Возможно также использование одного усилителя мощности (блока импульсного питания), установленного между распределителем 13 и источниками 1 и 2, с выходным мультиплексором, управляемым от блока 17. Во всех описанных модификациях блок 17 обеспечивает включение и выключение любого из источников 1 и 2. На выходах блока 13, соединенных с управляющими входами интегратора 8 и/или интегратора блока 7, могут быть установлены управляемые формирователи импульсов, изменяющие (одновременно или раздельно) длительность (скважность) импульсов, задающих время интегрирования, под действием одного или двух сигналов, поступающих на распределитель 13 от блока 26. As a distributor 13, a standard microcircuit is used (in this case, some redundancy occurs) or a decoder that provides the required time diagram, the form of which is uniquely determined by the description of the operation of the device below. At the outputs of the distributor 13 connected to sources 1 and 2, power amplifiers are installed that provide power to the sources 1 and 2 by a pulse current. Amplifiers can be assigned to sources 1 and 2. They can be supplied with output keys controlled from block 17. It is also possible to use one power amplifier (pulse power supply) installed between the distributor 13 and sources 1 and 2, with an output multiplexer controlled from unit 17. In all of the modifications described, unit 17 provides for turning on and off any of the sources 1 and 2. At the outputs of unit 13 connected to the control inputs of the integrator 8 and / or integrator of unit 7, controlled forms irovateli pulses altering (simultaneously or separately), the duration (duty cycle) pulses defining an integration time, under the action of one or two signals in the distributor 13 from the block 26.

Блок 17 может быть выполнен в виде клавиатуры, наборного поля, блока тумблеров и т.п. снабженных таймером для управления интегратором 20 (задания времени интегрирования и сигнала сброса). Block 17 may be made in the form of a keyboard, typesetting field, toggle switch block, etc. equipped with a timer for controlling the integrator 20 (setting the integration time and reset signal).

Блок 22 выполняется в виде усилителя с изменяемым коэффициентом передачи. Block 22 is implemented as an amplifier with a variable transmission coefficient.

В качестве блока 23 может использоваться аналоговый или цифровой вольтметр. As block 23, an analog or digital voltmeter may be used.

Вышеуказанное выполнение сигнального процессора не является единственно возможным. Например, можно воспользоваться последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем и микропроцессором, а в качестве блока 23 использовать дисплей. Важна лишь способность сигнального процессора обеспечивать работу анализатора в двух или трех различных режимах. При этом программа работы процессора всецело определяется приведенным ниже алгоритмом, описанием работы анализатора. На выходах компараторов блоков 24 и 27 устанавливают индикаторы перегрузки. The above execution of the signal processor is not the only one possible. For example, you can use a series-connected analog-to-digital converter and a microprocessor, and use the display as block 23. The only important thing is the ability of the signal processor to provide the analyzer in two or three different modes. In this case, the processor operation program is entirely determined by the algorithm below, a description of the analyzer. At the outputs of the comparators of blocks 24 and 27 set indicators of overload.

Блок 26 может быть выполнен в виде источника постоянного напряжения, управляемого напряжением. Он может быть выполнен также в виде интегратора. Для управления длительностью выходных импульсов распределителя 13 блок 26 выполняется двухканальным (одинаковые каналы объединены по входу) или снабжается регулируемым источником напряжения, иным регулятором, воздействующим, например, на переменный резистор управляемого расширителя импульсов в распределителе 13. Block 26 can be made in the form of a constant voltage source controlled by voltage. It can also be made as an integrator. To control the duration of the output pulses of the distributor 13, the block 26 is performed two-channel (the same channels are combined at the input) or is equipped with an adjustable voltage source, another regulator acting, for example, on the variable resistor of the controlled pulse expander in the distributor 13.

Анализатор работает следующим образом. The analyzer works as follows.

В режиме абсорбции с помощью блока 17 включают источник 1, излучение которого поглощается атомами исследуемого вещества в атомизаторе 3. Прошедший монохроматор 4 свет регистрируется фотоприемником 5 и информационный сигнал в виде импульсов тока поступает на вход преобразователя 6. In the absorption mode, using block 17, a source 1 is switched on, the radiation of which is absorbed by the atoms of the test substance in the atomizer 3. The transmitted light monochromator 4 is registered by the photodetector 5 and the information signal in the form of current pulses is fed to the input of the transducer 6.

Блок 7 предназначен для исключения из информационного сигнала постоянной составляющей фона. В принципе этого можно достичь, используя блок выборки-хранения, запоминающий уровень сигнала между информационными импульсами, и блок вычитания, уменьшающий информационный сигнал на эту величину. Однако применение интегратора 28 предпочтительно, так как позволяет снизить влияние помех. Block 7 is designed to exclude from the information signal the constant component of the background. In principle, this can be achieved using a sampling-storage unit that stores the signal level between information pulses and a subtraction unit that reduces the information signal by this value. However, the use of integrator 28 is preferable, since it allows to reduce the influence of interference.

На выходе интегратора 8, интегрирующего каждый поступающий импульс, возникает напряжение, пропорциональное вольтсекундной площади очередного импульса. Логарифм этого напряжения (ключ 9 разомкнут) с выхода усилителя 10 поступает на блок 11, где вычитается из постоянного напряжения источника 15 (5B). После фиксации величины разности блоком 12 осуществляется сброс интегратора 8. В результате выходное напряжение блока 12 изменяется только под действием информативной составляющей сигнала. Это напряжение, минуя инвертор 18, поступает на блок 22 непосредственно или через интегратор 20, обеспечивающий экспозицию в течение заданного времени. Интенсивность данной спектральной линии отображается в блоке 23. The output of the integrator 8, integrating each incoming pulse, a voltage occurs proportional to the volt-second area of the next pulse. The logarithm of this voltage (key 9 is open) from the output of amplifier 10 is supplied to block 11, where it is subtracted from the constant voltage of source 15 (5B). After fixing the difference value by block 12, the integrator 8 is reset. As a result, the output voltage of block 12 changes only under the influence of the informative component of the signal. This voltage, bypassing the inverter 18, is supplied to the block 22 directly or through an integrator 20, which provides exposure for a given time. The intensity of this spectral line is displayed in block 23.

В режиме флуоресценции работает только источник 2. При этом ключ 9 замкнут, а на вход вычитаемого блока 11 подается нулевой сигнал с общей шины. Необходимое при этом изменение знака достигается инвертором 18, выходное напряжение которого через мультиплексор 19 поступает на интегратор 20 или непосредственно на блок 22. Рекомендуется также при переходе к режиму флуоресценции в атомизаторе 3 включатель круглую горелку, что может делаться автоматически по сигналу от блока 17. In fluorescence mode, only source 2 works. In this case, the key 9 is closed, and a zero signal from the common bus is applied to the input of the subtracted block 11. The required sign change is achieved by the inverter 18, the output voltage of which is supplied through the multiplexer 19 to the integrator 20 or directly to the block 22. It is also recommended that when switching to the fluorescence mode in the atomizer 3, a round torch switch is turned on, which can be done automatically by the signal from the block 17.

Точно также в автоматическом режиме, например, с использованием электропривода может осуществляться настройка монохроматора 4. Similarly, in automatic mode, for example, using an electric drive can be configured monochromator 4.

В режиме эмиссии отключают оба источника 1 и 2 и блок 7, подавая через мультиплексор 30 не выходной сигнал вычитателя 29, а выходной сигнал блока 7. В остальном этот режим совпадает с режимом флуоресценции (за исключением соответствующих изменения длины волны монохроматора 4, времени экспозиции и коэффициента передачи блока 22. In the emission mode, both sources 1 and 2 and block 7 are turned off, passing through the multiplexer 30 not the output of the subtractor 29, but the output of the block 7. Otherwise, this mode coincides with the fluorescence mode (with the exception of the corresponding changes in the wavelength of the monochromator 4, exposure time and block transfer ratio 22.

Настройку анализатора проводят на холостой и/или эталонной пробе. При этом в соответствующем режиме работы анализатора с помощью блока 17 замыкают ключ 25. Проще всего выполнить блок 26 в виде интегратора. При этом на выходе последнего возникает напряжение, компенсирующее входной сигнал блока 26. После размыкания ключа 25 это напряжение сохраняется, так что анализатор готов к работе в том или ином режиме. Если же блок 26 выполнен с двумя каналами и двумя выходами, то ключ 25 рекомендуется выполнить сдвоенным, с тем чтобы по соответствующим управляющим сигналам блока 17 производить раздельную подстройку напряжения на третьем входе блока 11 и длительности выходных импульсов распределителя 13. The analyzer is set up on a blank and / or reference sample. In this case, in the corresponding analyzer operation mode, using the block 17, close the key 25. The easiest way is to execute block 26 in the form of an integrator. In this case, a voltage appears at the output of the latter, which compensates for the input signal of block 26. After opening the key 25, this voltage is stored, so that the analyzer is ready for operation in one mode or another. If the block 26 is made with two channels and two outputs, then the key 25 is recommended to be doubled, so that according to the corresponding control signals of the block 17, separately adjust the voltage at the third input of the block 11 and the duration of the output pulses of the distributor 13.

Таким образом, предлагаемый анализатор позволяет работать в двух или трех выбранных режимах. При этом весьма существенно, что в режиме абсорбции, флуоресценции или эмиссии используются одним и те же блоки и элементы анализатора и сигнального процессора. Это позволяет не только упростить устройство, снизить его стоимость и габариты, но и обеспечивает сопоставимость результатов анализа, проведенного различными методами. Это необходимо для уточнения результатов анализа, проведенного одним из методов. Необходимость использования одновременно нескольких режимов работы возникает и при анализе объектов неопределенного состава. Например, при анализе сточных вод сначала в режиме абсорбции определяют солевой состав, влияние матрицы и в случае незначительного неселективного поглощения переходят к режиму флуоресценции. Натрий и калий лучше идентифицировать в режиме эмиссии, а при определении меди необходимо использовать как режим абсорбции, так и режим флуоресценции. Thus, the proposed analyzer allows you to work in two or three selected modes. It is very significant that in the absorption, fluorescence or emission modes, the same blocks and elements of the analyzer and the signal processor are used. This allows not only to simplify the device, reduce its cost and dimensions, but also provides comparability of the results of the analysis carried out by various methods. This is necessary to clarify the results of the analysis carried out by one of the methods. The need to use several operating modes at the same time also arises in the analysis of objects of uncertain composition. For example, in the analysis of wastewater, the salt composition is first determined in the absorption mode, the influence of the matrix and in the case of insignificant non-selective absorption go to the fluorescence mode. Sodium and potassium are better identified in the emission mode, and when determining copper, it is necessary to use both the absorption mode and the fluorescence mode.

Проведение испытания показали, что в режиме абсорбции чувствительность анализатора составляет 0,02 мкг/мл, а в режиме флуоресценции 0,001 скг/мл. Testing showed that in the absorption mode, the analyzer sensitivity is 0.02 μg / ml, and in the fluorescence mode, 0.001 skg / ml.

Благодаря своим малым габаритам анализатор может быть выполнен переносным и использован для автоматизированного экспресс-анализа. Due to its small dimensions, the analyzer can be portable and used for automated express analysis.

Claims

1. Optical spectral analyzer containing a sequentially located light source, atomizer, monochromator and photodetector, the output of which is connected to the input of the signal processor, the information output of which is connected to the input of the registration unit, characterized in that it is equipped with a control unit for the operation mode, the signal processor is made with the ability to work in modes of absorption, fluorescence and / or emission, and the light source is made pulsed and controlled with the ability to work in modes of absorption and fluorescence, when this, the first and second groups of outputs of the operating mode control unit are connected to the control inputs of the signal processor and the light source, the power inputs of which are connected to the control outputs of the signal processor.

2. The analyzer according to claim 1, characterized in that the third group of outputs of the control unit is connected to the control inputs of the monochromator.

3. The analyzer according to claim 1, characterized in that the signal processor is made in the form of a current-voltage converter, a background compensation unit, a pulse generator, a pulse distributor, two integrators, a logarithmic amplifier, a key, an inverter, three multiplexers, a subtraction unit, a reference voltage source , a scaling unit and a sample-storage unit, while the input of the signal processor is connected to the input of the current-voltage converter, the output of which is connected to the information input of the background compensation unit, the output of which connected to the information input of the first integrator, the output of which is connected to the inputs of the key and the logarithmic amplifier, the outputs of which are combined and connected to the first input of the subtraction unit, the second input of which is connected to the output of the first multiplexer, the information inputs of which are connected to the output of the reference voltage source and a common bus accordingly, the output of the subtraction unit is connected to the information input of the sample-storage unit, the output of which is connected to the inverter input and the first information input of the second mule an multiplexer, the second information input of which is connected to the inverter output, the output of the second multiplexer being connected to the information input of the second integrator and the first information input of the third multiplexer, the second information input and output of which are connected respectively to the output of the second integrator and the input of the scaling unit, the output of which is connected to the information the output of the signal processor, the control inputs of which are connected to the control inputs of the multiplexers, the key and the second integrator a, and the output of the pulse generator is connected to the input of the pulse distributor, the outputs of which are connected to the control inputs of the sample-storage unit, the background compensation unit and the first integrator, as well as to the control outputs of the signal processor.

4. The analyzer according to claim 3, characterized in that the signal processor is equipped with a second key and a correction unit, the output and information input of which is connected respectively to the third input of the subtraction unit and the output of the second key, the information and control inputs of which are connected to the output of the sample-storage unit and one of the control inputs of the signal processor.

5. The analyzer according to claim 4, characterized in that the second output of the correction unit is connected to the control input of the pulse distributor.

6. The analyzer according to claim 4, characterized in that the signal processor is made with two comparison units connected to the outputs of the first integrator and the correction unit.

7. The analyzer according to claim 3, characterized in that one of the outputs of the operation mode control unit is connected to a control input of the scaling unit and / or background compensation unit.

8. The analyzer according to claim 3, characterized in that the background compensation unit is made in the form of an integrator, multiplexer and subtraction unit, wherein the information input of the background compensation unit is connected to the first information input of the multiplexer and the inputs of the integrator and subtraction unit, the output of which is connected to the second information the input of the multiplexer, the output of which is connected to the output of the background compensation unit, the control inputs of which are connected to the control inputs of the integrator and multiplexer.