SU819640A1 - Method and device for flame photometric detection of susbstances - Google Patents

Method and device for flame photometric detection of susbstances Download PDF

Info

Publication number
SU819640A1
SU819640A1 SU772510732A SU2510732A SU819640A1 SU 819640 A1 SU819640 A1 SU 819640A1 SU 772510732 A SU772510732 A SU 772510732A SU 2510732 A SU2510732 A SU 2510732A SU 819640 A1 SU819640 A1 SU 819640A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
flow
amplifier
substance
signal
Prior art date
Application number
SU772510732A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вессе Арнольдович Иоонсон
Эйно Павлович Лоог
Калле Рудольфович Арновер
Ааре Кальювич Лийн
Елена Васильевна Белова
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюроан Эстонской Ccp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюроан Эстонской Ccp filed Critical Специальное Конструкторское Бюроан Эстонской Ccp
Priority to SU772510732A priority Critical patent/SU819640A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU819640A1 publication Critical patent/SU819640A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ПЛАМЕННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD FOR FLAME-PHOTOMETRIC DETECTION OF SUBSTANCES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

1one

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и предназначено дл  определени  низких концентраций некоторых элементорганических веществ, например, в системе детектировани  серусодержащих веществ в газовой хроматографии.The invention relates to analytical instrumentation and is intended to determine low concentrations of certain organo-elemental substances, for example, in a system for detecting sulfur-containing substances in gas chromatography.

Известен способ пламенно-фотометрического детектировани  веществ, который заключаетс  в сжигании потока детектируемого вещества в водородном пламени при избытке водорода с последующей регистрацией молекул рной эмиссии возбужденных частиц на характерных дл  определ емого элемента длинах световых волн при помощи спектрофотометрического устройства 1The known method of flame photometric detection of substances, which consists in burning the flow of the detected substance in a hydrogen flame with an excess of hydrogen, followed by recording the molecular emission of excited particles at characteristic wavelengths of the detectable element using a spectrophotometric device 1

Дл  многих элементорганических соединений , в том числе и дл  серусодержащих веществ, наблюдаетс  приблизительно квадратична  зависимость величины выходного сигнала от вход щего в детектор потока детектируемого вещества. Зависимость выражаетс  уравнением:For many organo-organic compounds, including for sulfur-containing substances, an approximately quadratic dependence of the magnitude of the output signal on the flow of the detected substance entering the detector is observed. Dependence is expressed by the equation:

J E. (1)J E. (1)

где J - выходной сигнал спектрофотометрического устройства;where J is the output signal of the spectrophotometric device;

Е - коэффициент преобразовани ;E is the conversion factor;

j - ПОТОК (массовый расход) определ емого вещества;j is the FLOW (mass flow rate) of the analyte;

п - показатель линейности.n - linearity indicator.

Показатель линейности пламенно-фотометрического детектора дл  серусодержащих веществ имеет значени  от 1,6 до 2,0 и величина его в этих пределах зависит от режима горени  пламени детектора, а также от структуры молекул серусодержащего- вещества .The linearity index of a flame photometric detector for sulfur-containing substances ranges from 1.6 to 2.0, and its value within these limits depends on the burning mode of the detector flame, as well as on the structure of sulfur-containing molecule molecules.

Нелинейна  зависимость намного усложн ет обработку данных анализа и требует построени  калибровочного графика дл  каждого детектируемого вещества и дл  каждого режима работы детектора.The nonlinear dependence makes the analysis data much more difficult and requires the construction of a calibration graph for each detected substance and for each detector operation mode.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  способ пламенно-фотометрического детектировани , состо щий в линеаризации выходного сигнала пламеннофотометрического детектора при помощи функционального преобразовател  2.The closest to the proposed invention is a flame photometric detection method consisting in linearizing the output signal of a flame photometric detector using a functional converter 2.

Этот способ позвол ет получить линейную зависимость величины выходного сигнала от потока детектируемого вещества дл  тех серусодержащих соединений, показатель линейности которых известен.This method allows one to obtain a linear dependence of the magnitude of the output signal on the flow of the detected substance for those sulfur-containing compounds, the linearity index of which is known.

Способ осуществл етс  с помощью устройства , содержащего пламенно-фотометрический детектор, спектро-фотометрическое устройство, логарифмирующий усилитель, делитель напр жени  дл  ручного задани  покайател  линейности, антилогарифмирующий усилитель и регистрирующее устройство .The method is carried out using a device comprising a flame photometric detector, a spectrophotometric device, a logarithm amplifier, a voltage divider for manually specifying the linearity indicator, an anti-log amplifier and a recording device.

Недостатком известного способа  вл етс  невозможность получить линейную зависимость между потоком детектируемого вещества и величиной выходного сигнала системы детектировани  при неизвестном показателе линейности детектируемого вещества .The disadvantage of this method is the inability to obtain a linear relationship between the flow of the detected substance and the magnitude of the output signal of the detection system with an unknown linearity of the detected substance.

Поэтому при работе по данному способу требуетс , во-первых, предварительна  идентификаци  детектируемых веществ и определение показател  линейности и каждого из них, и во-вторых, ручное переключение задатчика показател  линейности функционального преобразовател  в течение хроматографического анализа.Therefore, when working with this method, it is required, first, to preliminarily identify the detected substances and determine the linearity index and each of them, and second, to manually switch the linearity indicator of the functional converter during the chromatographic analysis.

Целью изобретени   вл етс  получение линейной зависимости между потоком детектируемого вещества и величиной выходного сигнала пламенно-фотометрического детектировани  без предварительного определени  показател  линейности детектируемого вещества.The aim of the invention is to obtain a linear relationship between the flow of the detected substance and the magnitude of the output signal of flame photometric detection without first determining the linearity index of the detected substance.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в детектор одновременно с потоком детектируемого вещества ввод т известный калибрующий поток того же вещества или вещества из того же класса соединений, массовый расход которого моделируют, причем из получаемого выходного сигнала спектрофотометрического устройства выдел ют посто нную составл ющую сигнала и переменную составл ющую сигнала с частотой модул ции калибрующего потока, амплитуду которой поддерживают посто нной, при помощи автоматического изменени  коэффициента усилени  спектрофотометрического устройства , а из величины посто нной составл ющей сигнала вычитают сигнал, вызванный калибрующим потоком, причем по разнице этих сигналов определ ют величину потока детектируемого вещества.This goal is achieved by introducing into the detector simultaneously with the flow of the detected substance a known calibrating flow of the same substance or a substance from the same class of compounds, the mass flow of which is simulated, and a constant component of the signal and a variable is obtained from the resulting output signal of the spectrophotometric device. the component of the signal with the modulation frequency of the calibrating flow, whose amplitude is kept constant, by means of an automatic change in the gain of the spectrophotography tometricheskogo device and the magnitude of the D.C. signal subtracted signal caused caliber flow, wherein the difference of these signals is determined by the flux of the detectable substance.

Устройство дл  осуьцествлени  способа содержит пламенно-фотометрический детектор 1, источник 2 калибрующего вещества, модул тор 3 массового расхода, спектрофотометрическое устройство 4, усилитель 5 с управл емым коэффициентом усилени , полосно-пропускающий фильтр 6, сглаживающий фильтр 7, источник 8 компенсационного напр жени , дифференциальный усилитель 9, регистрирующее устройство 10, выпр мл ющее устройство 11, дифференциальный усилитель 12, источник 13 опорного напр жени .The device for implementing the method comprises a flame photometric detector 1, a source 2 of a calibrating substance, a mass flow modulator 3, a spectrophotometric device 4, an amplifier 5 with controlled gain, a band-pass filter 6, a smoothing filter 7, a compensation voltage source 8, a differential amplifier 9, a recording device 10, a rectifying device 11, a differential amplifier 12, a reference voltage source 13.

К каналу подачи детектируемого вещества пламенно-фотометрического детектора 1 подсоединены последовательно источник 2The source of the detected substance of the flame photometric detector 1 is connected in series with the source 2

калибрующего вещества и модул тор 3 массового расхода. Выход детектора 1 последовательно соединен со спектрофотометрическим устройством 4 и усилителем 5 с управл емым коэффициентом усилени . К выходу усилител  5 подключены полосно-пропускающий фильтр 6 и сглаживающий фильтр 7. Выход фильтра 7 и выход источника 8 компенсационного напр жени  соединены с входами дифференциального усилител  9, к выходу которого подключено регистрирующее устройство 10. К выходу полосно-пропускающего фильтра 6 через выпр мл ющее устройство 11 подключен вход дифференциального усилител  12, другой вход которого соединен с источником 13calibrating substance and mass flow modulator 3. The output of detector 1 is connected in series with a spectrophotometric device 4 and an amplifier 5 with controlled gain. The output of the amplifier 5 is connected to a band-pass filter 6 and a smoothing filter 7. The output of the filter 7 and the output of the compensation voltage source 8 are connected to the inputs of the differential amplifier 9, to the output of which the recording device 10 is connected. device 11 is connected to the input of the differential amplifier 12, the other input of which is connected to the source 13

г опорного напр жени , а выход - с управл ющим входом усилител  5.r is the reference voltage and the output is from the control input of the amplifier 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

К потоку определ емого вещества, поступающего в пламенно-фотометрический детектор 1 вместе с газом-носителем, например из хроматографической колонки, добавл етс  поток калибрующего вещества из источника 2. Таким источником может служить емкость со сжатым инертным газом, содержащим известную концентрацию калибрующего вещества, например сероводорода .The flow of the analyte entering the flame photometric detector 1 along with a carrier gas, for example from a chromatographic column, adds a stream of a calibrating substance from source 2. Such a source can be a container with a compressed inert gas containing a known concentration of a calibrating substance, for example hydrogen sulfide.

Перед поступлением в детектор калибрующий поток модулируетс  посредством модул тора 3 массового расхода, амплитуда и частота модул ции которого посто нны , причем частота модул ции выбрана на один-два пор дка выше наибольщей частоты изменени  детектируемого сигнала. В качестве такого модул тора можно использовать , например, вибрационный магнитный клапан, управл емый генератором с заданной частотой модул ции.Before entering the detector, the calibrating flow is modulated by a mass flow modulator 3, whose amplitude and modulation frequency is constant, with the modulation frequency selected one to two orders of magnitude higher than the largest frequency of change of the detected signal. As such a modulator, you can use, for example, a vibration magnetic valve controlled by a generator with a given modulation frequency.

Таким образом, любой поступающий в детектор поток анализируемого вещества смещиваетс  с модулированным калибрующим потоком и в результате оказываетс  модулированным с посто нной амплитудой модул ции . Амплитуда переменной составл ющей ;А J сигнала спектрофотометрического устройства 4  вл етс , следовательно, мерой динамической чувствительности детектора,Thus, any analyte flux entering the detector is shifted with the modulated calibration stream and as a result turns out to be modulated with a constant modulation amplitude. The amplitude of the variable component; and the J of the signal of the spectrophotometric device 4 is, therefore, a measure of the dynamic sensitivity of the detector,

5 котора  дл  серусодержащих веществ не  вл етс  посто нной величиной, но зависит от поступающего в детектор потока и выражаетс  как производна  от выходного тока (см. формулу 1) по потоку:5 which for sulfur-containing substances is not a constant value, but depends on the flow entering the detector and is expressed as a derivative of the output current (see Formula 1) along the flow:

.n.(2).n. (2)

Claims (2)

Выходной сигнал спектрофотометрическо го устройства 4 пропускаетс  через усилитель с управл емым коэффициентом усилени  5.. Полосно-пропускающий фильтр 6, 5 пропускающий только частоты модул ции калибрующего потока, выдел ет переменную составл ющую сигнала, котора  подаетс  на выпр мл ющее устройство 11. Дл  поддержани  амплитуды этой составл ющей на посто нном уровне выходное напр жение выпр мл ющего устройства 11 сравниваетс  с напр жением от источника 13 опорного напр жени ,  вл ющегос  задатчиком уровн  переменной составл ющей сигнала. Разница этих напр жений усиливаетс  дифференциальным усилителем 12, выходное напр жение которого регулирует коэффициент усилени  усилител  5. Следовательно, если коэффициент усилени  усилител  5 обозначить через К (и) то с учетом формулы I зависимость величины выходного сигнала усилител  5 от потока вещества можно выразить следующим образом: V K(v)J K(U) E. (3) а дл  малых значений изменений потока: ДУ K(U).n.E., (4) где V - выходной сигнал усилител  5; К (U) - коэффициент усилени  усилител  5; п - показатель линейности; Е - коэффициент преобразовани ; j - поток (массовый расход) определ емого вещества, причем: 1 А const (5) поскольку поток модулируетс  с посто нной амплитудой Aj, а переменна  составл юща  сигнала автоматически поддерживаетс  на посто нном уровне. Подставл   в формулу 3 значение коэффициента усилени  из выражени  4 и принима  во внимание формулу 5, получаем линейную св зь между выходным напр жением и потоком, поступающим в детектор: .j (6) Сглаживающий фильтр 7 выдел ет сумму посто нных составл ющих детектируемого и калибрующего сигналов, котора  подаетс  на вход дифференциального усилител  9. На другой вход усилител  9 подаетс  напр жение от источника 8 компенсационного напр жени , служащего дл  компенсации сигнала , вызванного калибрующим потоком. Таким образом, происходит вычитание калибровочного сигнала и выходное напр жение дифференциального усилител  9, пропорциональное детектируемому потоку J, регистрируетс  регистрирующим устройством 10. При реализации предлагаемого способа пламенно-фотометрического детектировани  отпадает необходимость в предварительнойидентификации анализируемых компонентов с целью установлени  их показател  линейности , так как погрешность количественного определени  веществ, возникающа  из-за различи  показателей линейности определ емых веществ, незначительна. Формула изобретени  1.Способ пламенно-фотометрического детектировани  веществ, заключающийс  в сжигании потока детектируемого вещества в обогащенном водородном пламени и регистрации молекул рной эмиссии возбужденных частиц спектрофотометрическим устройством , отличающийс  тем, что, с целью получени  линейной зависимости между потоком детектируемого вещества и величиной выходного сигнала системы детектировани , в детектор одновременно с потоком детектируемого вещества ввод т известный калибрующий поток того же вещества или вещества из того же класса соединений, массовый расход которого модулируют, причем из выходного сигнала спектрофотометрического устройства выдел ют посто нную составл ющую и переменную составл ющую сигнала с частотой модул ции калибрующего потока, амплитуду которой поддерживают посто нной при помощи автоматического изменени  коэффициента усилени  спектрофотометрического устройства, а из величины посто нной составл ющей сигнала вычитают сигнал, вызванный калибрующим потоком , причем по разнице этих сигналов определ ют велич ину- потока детектируемого вещества . 2,Устройство дл  осуществлени  способа пламенно-фотометрического детектировани  по п. 1, содержащее пламенно-фотометрический детектор, спектрофотометрическое устройство и регистрирующее устройство, отличающеес  тем, что в него дополнительно введены источник калибрующего вещества и модул тор массового расхода, а регулирующее устройство содержит усилитель с управл емым коэффициентом усилени , полосно-пропускающий фильтр, сглаживающий фильтр, источник компенсационного напр жени , дифференциальный усилитель, регистрирующее устройство, выпр мл ющее устройство, дифференциальный усилитель, источник опорного напр жени , расположенный таким образом, что к входу детектора подсоединен выход узла, включающего источник калибрующего вещества и модул тор массового расхода, а к выходу - спектрофотометрическое устройство, к которому подключен вход усилител  с управл емым коэффициентом усилени , выход которого соединен с входами сглаживающего и полоснопропускающего фильтров, причем к выходу сглаживающего фильтра подключен один вход первого дифференциального усилител , другой вход которого подсоединен к источнику компенсационного напр жени , а выход - к регистрирующему устройству, на выход полосно-пропускающего фильтра подключено выпр мл ющее устройство, выод которого подсоединен к одному входу второго дифференциального усилител , друой вход которого соединен с источником порного напр жени , а выход - с управл ющим входом усилител  с управл емым коэффициентом усилени .The output signal of the spectrophotometric device 4 is passed through an amplifier with a controlled gain of 5 .. A band-pass filter 6, 5 passing only the modulation frequencies of the calibration flow separates the variable component of the signal that is fed to the rectifier 11. For maintaining the amplitude of this component at a constant level, the output voltage of the rectifying device 11 is compared with the voltage from the source 13 of the reference voltage, which is a source of variable level component with Ignala The difference of these voltages is amplified by a differential amplifier 12, the output voltage of which adjusts the gain of amplifier 5. Therefore, if the gain of amplifier 5 is denoted by K (and) with regard to formula I, the dependence of the output signal of amplifier 5 on the flow of matter can be expressed as follows : VK (v) JK (U) E. (3) a for small values of the flux changes: DU K (U) .nE, (4) where V is the output signal of amplifier 5; K (U) is the gain of amplifier 5; n - linearity indicator; E is the conversion factor; j is the flow (mass flow rate) of the substance to be detected, moreover: 1 A const (5) since the flow is modulated with a constant amplitude Aj, and the variable component of the signal is automatically maintained at a constant level. Substituting in the formula 3 the value of the gain from expression 4 and taking into account formula 5, we obtain a linear relationship between the output voltage and the flow entering the detector: .j (6) Smoothing filter 7 selects the sum of the constant components of the detected and calibrating signals, which is fed to the input of the differential amplifier 9. To the other input of the amplifier 9, a voltage is applied from the source 8 of the compensation voltage, which is used to compensate for the signal caused by the calibrating flow. Thus, the calibration signal is subtracted and the output voltage of the differential amplifier 9, proportional to the detected flow J, is recorded by the recording device 10. When implementing the proposed method of flame photometric detection, there is no need to pre-identify the analyzed components in order to establish their linearity, as the error of quantitative definitions of substances, arising from the difference in linearity indicators of identifiable ve ETS is negligible. Claim 1. A method of flame photometric detection of substances comprising burning a stream of a detected substance in an enriched hydrogen flame and detecting the molecular emission of excited particles by a spectrophotometric device, characterized in that, in order to obtain a linear relationship between the stream of the detected substance and the magnitude of the system output signal detection, a known calibrating flow of the same substance or substance is introduced into the detector simultaneously with the flow of the detected substance Materials from the same class of compounds whose mass flow is modulated, and the output component of the spectrophotometric device is separated into a constant component and variable component of the signal with a modulation frequency of the calibration flow, the amplitude of which is maintained constant by automatically changing the gain of the spectrophotometric device, and the signal caused by the calibrating flow is subtracted from the signal constant, and the difference between these signals is determined by the difference between these signals. flow of the detected substance. 2, An apparatus for implementing a flame photometric detection method according to claim 1, comprising a flame photometric detector, a spectrophotometric device and a recording device, characterized in that a source of a calibrating substance and a mass flow modulator are added to it, and the regulating device comprises an amplifier with controllable gain factor, band-pass filter, smoothing filter, compensation voltage source, differential amplifier, recording device A rectifier, a differential amplifier, a voltage source, located in such a way that the output of the node including the source of the sizing substance and the mass flow modulator is connected to the detector input, and the spectrophotometric device to which the amplifier input is connected to the output. controllable gain factor, the output of which is connected to the inputs of a smoothing and band-pass filters, and one input of the first differential amplitude is connected to the output of a smoothing filter The other input is connected to the compensation voltage source, and the output is connected to the registering device. A rectifier is connected to the output of the band-pass filter; its output is connected to one input of the second differential amplifier, the other input is connected to the source of the voltage source, and the output is from the control input of the amplifier with controllable gain. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination ; 1. Патент США № 3489498, кл. 356-187, 1969.; 1. US patent No. 3489498, CL. 356-187,1969. 2. I. О. Eckhardt, М. В. Denton, I. L Моyers «Journ of chrom. Sci., v. 13, П 5, p. 133 (прототип).2. I. O. Eckhardt, M. W. Denton, I. L Moyers “Journ of chrom. Sci., V. 13, P 5, p. 133 (prototype).
SU772510732A 1977-07-18 1977-07-18 Method and device for flame photometric detection of susbstances SU819640A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772510732A SU819640A1 (en) 1977-07-18 1977-07-18 Method and device for flame photometric detection of susbstances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772510732A SU819640A1 (en) 1977-07-18 1977-07-18 Method and device for flame photometric detection of susbstances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU819640A1 true SU819640A1 (en) 1981-04-07

Family

ID=20719304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772510732A SU819640A1 (en) 1977-07-18 1977-07-18 Method and device for flame photometric detection of susbstances

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU819640A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. A rapid and sensitive recording spectrophotometer for the visible and ultraviolet region. I. Description and performance
US4998018A (en) Two-wavelength type respiratory gas concentration measuring apparatus
US4061918A (en) Measurement of low concentration gases
DE2553565C3 (en) Device for determining the nitrogen oxide concentration in a gas mixture
WO1982000716A1 (en) Gas analyzer
US3032654A (en) Emission spectrometer
US4027972A (en) Gas analyzer method and apparatus
US3781910A (en) Infrared absorption analysis method and apparatus for determining gas concentration
D'Ottavio et al. Determination of ambient aerosol sulfur using a continuous flame photometric detection system. II. The measurement of low-level sulfur concentrations under varying atmospheric conditions
US4044257A (en) Retention time chromatograph employing an IR absorption spectrographic detector
US3730627A (en) Signal processor
US5739535A (en) Optical gas analyzer
US3946229A (en) Gain control for a quadrupole mass spectrometer
SU819640A1 (en) Method and device for flame photometric detection of susbstances
Pickford et al. Analysis of high-purity water by flameless atomic-absorption spectroscopy. Part II. Signal integration with a non-resonance line correction system for spurious absorption phenomena
EP0261452B1 (en) Gas analyzer
US4417812A (en) Circuit arrangement for determining the characteristics of liquids and/or gases, in particular the hemoglobin content of the blood
EP0227038A2 (en) Atomic absorption spectrophotometer
Butler et al. Two-point calibration method applied to fluorescence scanning densitometry and HPTLC
SU1052951A1 (en) Non-dispersive multicomponent gas analyser
EP4276444A1 (en) Optical co2 concentration meter based on ir light absorption in gas
SU1100540A1 (en) Device for photoelectoric recording of dispersed medium spectrum
RU2035038C1 (en) Gas analyzer
SU1035483A1 (en) Gas analyzer
SU807159A1 (en) Method of optic absorption analysis of mixtures of gases