SU805079A1 - Способ анализа газов, жидкостейи ТВЕРдыХ ТЕл - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к абсорбцио ному анализу и может быть использовано в. спектрофотометрических или опт ческих абсорбционных анализаторах, дл определени  состава среды. Известны способы абсорбционного ангшиза, в которых точность измерени зависит от стабильности источника из лучени , пропускани  оптической системы и т .д. 1 . Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому  вл етс  способ анализа газов, жидкостей и твердых тел пут м измерени  оптико-абсор ционных свойств Ъднолучевым фотометром с модул цией поглощени  измер емой пробы 2 . Недостатком данного способа  вл етс  мала  точность измерений. Цель изобретени  - повышение точности измерений. . . Она достигаетс  тем, что электромагнитное излучение после прохождени  через измер емую пробу фильтруют по спектральным составл ющим неизмер емых компонент и пропускают через эталонную пробу с модулируемым погло щением, причем модул цию поглощени  анализируемой пообы осуществл ю гто закону ACyF(t), а модул цию поглощеи  эталонной:пробы - по закону CoF{t + Т/2), где А - амплитуда модул ции поглощени анализируемой пробы; В - амплитуда модул ции поглощени  эталонной пробы; концентраци  измер емого компонента в анализируемой пробе-; CQ- концентраци  из5лер ёмого компонента в этаионной пробе; Т - период модул адчи, а периодическа  функци  ) удовлетвор ет соотношение F(t) +F(t+X.) const (1) Затем,., измен   амплитуду модул ции поглощени  эталонной прОбы В, уравнива- ют амплитуды модул ции и при СдВ- RC по глубине модул ции поглощени  эта- лонной пробы определ ют концентрацию измер емого компонента в анализируемой пробе в соответствии с зависимостью (2) На чертеже приведена c2ieMa устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа. Устройство содержит источник 1 излучени , кювету с анализируе 4ой пробой 2, фильтр 3, кювету с эталонной пробой 4, приемник 5 излучени  , усилитель б, элемент 7 изменени  поглощени  анализируемой пробы, элемент 8 .изменени  поглощени  эталонной пробы , генератор 9 дл  управлени  элементами изменени  поглощени , испол .нительный механизм 10, заслонку ц.

Работа устройства происходит следующим образом.

. Элемент изменени  поглощени  периодически облучает анализируемую пробу. При облучении происходит периодическое изменение населенностей энергетических уровней молекул (или атомов) И, таким образом, осуществл етс  мо-. дул ци  поглощени  анализируемого образца. Интенсивность потока излучени  прощедшего через анализируемую пробу Л ( -О ) равна

з,(,)f(t), ,,)

где ОдСл))- интенсивность потока излучени  на входе н анализируемую пробу; У(л))- спектральный коэффициент

поглощени  i-го компонента в анализируемой пробе; С - концентраци  1-го компонента в анализируемой пробе; 2 - длина хода лучей электромагнитного излучени  в анализируемой пробе: А - амплитуда модул ции поглощени  аг1ализирусмой пробы,F (t) - модул ции поглощени  анализируемой пробы; п - число компонентов. В анализируемой пробе в качестве фильтра 3 может использоватьс  элемент , содержащий все нeизмep e 1ыe компоненты, содержащиес  в анализируемой пробе.

Пусть измер емым компонентом  вл етс  1л -и компонент в анализируемой пробе/ тогда интенсивность потока излученр   прошедшего через фильтр определитс  как

3,()-:i,a)).f(J (4)

Эталонна  проба содержит измер емый компонент с известной концентрацией С{,|, и интенсивность потока излучени  3jCi)) может быть определена ка

з()о/;.;)Г(т)2эт , (г где В - амплитуда модул ции прглощеии  эталонной пробы; 9д.-- длина хода лучей в эталонной пробе. В .ес.зе приемника излучени  испольа/ет:  приемник, выходной сигнал которого пропорционален скорости изменени  потока излучени  на его входе

np PJIj PblVJSC- Jdi )

где КПР коэффициент определ емый

конструктивными параметрами приемника излучени ; Дл) - рабочий спектральный диапазон;

S (-0 ) - спектральна  чувствительность приемника излучени , т.е. приемник не реагирует на посто нную составл ющую. 5потока излучени .

Из выражени  (4) и (5) при выполнении услови  (1) значение выходного сигнала приемника излучени  имеет вид

3 (f)rVC-)eC DDH5t,

&V

4t rM 4 or0-Cx..I-)|s(,,( .

Выходной сигнал приемника- 5 излучени  усиливаетс  усилителем б и поступает на исполнительный механизм 10,

который перемещает заслонку 11 и,

таким образом, измен ет амплитуду модул ции поглощени  эталонного образца до тех пор, пока выходной сигнал приемника излучени  не станет

равным нулю.

Из выражени  (7) видно, что равенство выходного сигнала приемника излучени  нулю наступит при выполнении услови :

:8)

q,A О

GO, В

Тогда

В

(9)

При выполнении услови  (8) по выражению (9) определ ют концентрацию измер емого компонента в анализируемом образце.

Условию (1) удовлетвор ет большинство периодических функций, в том 0 числе и разрывные. Поэтому реализаци  модул ции поглощени  по предлага .емому способу не может вызвать технических трудностей.

Claims (2)

1. Предлагаемый способ используетс  дл  прецизионного анализа веществ и на его основе возможно создание оптических абсорбционных анализаторов на различные вещества в широком диапазоне концентраций. Формула изобретени  Способ анализа газов, жидкостей и твердых тел путем измерени  оптико65 абсорбционных свойств однолучевым фотометром состо щий в том, что излучение пропускают через измер емую пробу с модулируемым поглощением отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений излучение , прошедшее через измер емую пробу , фильтруют по спектральным составл ющим неизмер емых компонент и пропускают через эталонную пробу с модулируемым поглощением, причем модул цию поглощени  измер емой пробы осуществл ют по закону (t), а модул цию поглощени  эталонной пробы по закону BCoF(t + т/2),

   где А - амплитуда модул ции поглощени  анализируемой пробы; В - амплитуда модул ции поглощени  этсшонной пробы; Cjj- концентраци  измер емого компонента в анализируемой пробе;

   Ср- концентраци  измер емого компонента в эталонной пробе; Т - период модул ции,

   .а периодическа  функци  удовлетвор ет т;оотношенйю

   F(t) + F(t + Т/2) const. 5 Затем, измен   амплитуду модул ции поглощени  эталонной лробы В, уравнивают амплитуды модул ции и по глубине модул ций поглощени  эталонной пробы определ ют концентрацию измер емого 0 компонента в анализируемой пробе в соответствии с зависимостью

   ,

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 5 1. Шишловский А.А.Прикладна  физическа  оптика.М., Физматгиз, с. 629-645, 1961.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 421888, кл. G 01 J 3/12, 1974.