SU960549A1 - Устройство дл дистанционного спектрохимического анализа - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для спектрального анализа с источником излучения оптического диапазона и может быть использовано для анализа химического состава твердых, жидких и газообразных веществ.. ⁵

Известно устройство для спектрохимического анализа, содержащее источник импульсного излучения оптического диапазона, оптическую фокуси- ₁₀ рующую систему, светоделительную пластинку, блок контроля мощности, фотоприемное устройство, блок обработки информации и устройство индикации [1]. 15

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Наиболее близким техническим решением является устройство для ди- 20 станционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучения оптического диапазона, опти2 ческую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, пороговое устройство, диспергирующий элемент систему световодов, фотоприемное устройство, блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контроля мощности и схему управления с задержкой во времени, связанные с фотоприемным устройством [2 ].

К недостаткам можно отнести недостаточно полную информацию об объекте исследования, отсутствие температурного контроля плазмы.

Цель изобретения - получение более полной информации об объекте спектрохимического анализа.

Эта цель достигается тём, что устройство для дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучения оптического диапазона, светоделительную пластинку, оптическую фокусирующую систему, пороговое устройство, диспергирующий элемент,.систему световодов, фотоприемное устройство и электрически связанные блок обработки спектральной информации, устройство индикации, 5 а также блок контроля мощности и схему управления с задержкой во времени, связанные с фотоприемным устройством, снабжено дополнительной светоделительной пластинкой, блоком 10 контроля температуры, первым и вторым устройством вычисления, блоком сравнения и цифропечатающим устройством, при этом дополнительная светоделительная пластинка размещена между 15 светоделительной пластинкой и пороговым устройством и оптически связана с блоком контроля температуры, выход которого подключен к первому уст- . ройству вычисления, подсоединенного 20 к первым входам блока сравнения и второго устройства вычисления, а выход блока сравнения соединен с вторым входом второго устройства вычисления, блок обработки спектраль- 25 ной информации соединен с вторым входом блока сравнения и третьим входом второго устройства вычисления, выход которого подключен к цифропечатающему устройству. 30

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для дистанционного спектрохимического анализа.

Устройство содержит источник импульсного излучения оптического диапазона 1, светоделительную пластинку 2, оптическую систему 3, мишень 4, блок 5 контроля мощности, пороговое устройство 6, диспергирующий элемент 7, схему 8 управления задержкой во времени, систему световодов 9, фотоприемное устройство 10, блок 11 обработки спектральной информации, устройство 12 индикации, блок 13 контроля температуры, первое устройство 14 вычисления, блок 15 сравнения, второе устройство 16 вычисления, цифропечатающее устройство 17, дополнительную светоделительную пластинку 18.

Устройствф работает следующим образом.

Излучение от мощного импульсного' источника 1 излучения оптического диапазона, проходит через светодели- 55 тельную пластинку 2, с помощью оптической фокусирующей системы 3'Фокусируется на мишень 4, которой яв ляется исследуемое вещество. Светоделительная пластинка 2 служит для разделения излучения на зондирующий Ϊ и опорный канал II.

Под действием мощного импульса излучения, проходящего по каналу 1, в веществе происходит возбуждение эмиссионного спектра излучения. Это излучение с помощью оптической фокусирующей системы 3 подается на дополнительную светоделительную пластинку 18, которая служит для разделения эмиссионного излучения плазмы на канал I 11 спектральной обработки сигнала и канал IV определения температуры плазмы.

Излучение по каналу III подается на пороговое устройство 6, где' происходит ослабление принимаемого излучения по заданной интенсивности. С этого устройства подается сигнал на диспергирующий элемент 7, где осуществляется разложение излучения в линейчатый спектр и с помощью системы световодов 9 фокусируется на фотокатоде фотоприемного устройства 10.

Контроль мощности источника 1 импульсного излучения осуществляется по опорному каналу 11 с помощью блока 5 контроля мощности. С этого блока подается сигнал на схему 8 управления задержкой во времени, которая служит для выдачи команды на включение фотоприемного устройства 10 с задержкой по времени относительно посылки зондирующего импульса. Поступающая информация подается на устройство 11 обработки спектральной информации и с него на устройство 12 индикации. Температура образовавшейся плазмы определяется с помощью блока 13 контроля температуры. По каналу IV осуществляется, прием эмиссионного излучения плазмы с последующим преобразованйем оптического сигнала в электрический, амплитуда которого на выходе блока 13 контроля температуры пропорциональна температуре плазмы в данный момент времени. С выхода блока 13 контроля температуры сигнал подается на вход первого устройства 14 вычисления, где происходит вычисление теоретического знаг чения концентраций'компонент плазмы, соответствующей данной температуре плазмы путем сравнения измеряемых значений температуры плазмы с калибровочными величинами, которые хра нятся в блоке памяти (на чертеже не. показан). Калибровочные величины определяются на входе тарировки всего устройства для дистанционного спектрохимического анализа. Методика определения указанных величин заключается в измерении зависимости температуры плазмы от элементного состава аэрозоля и мощности зондирующего импульса.

Для реализации устройства могут быть использованы блоки, обладающие требуемым объемом памяти и длительностью хранения калибровочных значений и позволяющие проводить их сравнение с измеряемыми величинами

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к устройствам дл  спектрального анализа с источником излучени  оптического ди апазона и может быть использовано дл  анализа химического состава тве дых, жидких и газообразных веществ. Известно устройство дл  сгтектрохимического анализа, содержащее источник импульсного излучени  оптиче кого диапазона, оптическую фокусирующую систему, светоделительную пл стинку, блок контрол  мощности, фотоприемное устройство, блок обработ ки информации и устройство индикации 1. Недостатком этого устройства  вл етс  ограниченность функциональны возможностей. Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  дистанционного спектрохимического ана лиза, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучени  оптического диапазона, опти ческую фокусирующую систему, светоделительную пластинку, пороговое устройство, диспергирующий элемент систему световодов, фотоприемное устройство , блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контрол  мо1чности и схему управлени  с задержкой во времени, св занные с фотоприемным устройством 2. К недостаткам можно отнести недостаточно полную информацию об объекте исследовани , отсутствие температурного контрол  плазмы. Цель изобретени  - получение более полной информации об объекте спектрохимического анализа. Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча источник импульсного излучени  оптического диапазона, светоделительную пластинку , оптическую фокусирующую систему, .пороговое устройство, диспергирующий элемент,.систему световодов, фотоприемное устройство и электрически св занные блок обработки спектральной информации, устройство индикации а также блок контрол  мощности и схему управлени  с задержкой во времени , св занные с фотоприемным устройством , снабжено дополнительной светоделительной пластинкой, блоком контрол  температуры,, первым и вторы устройством вычислени , блоком сравнени  и цифропечатающим устройством, при этом дополнительна  светоделительна  пластинка размещена между светоделительной пластинкой и порого вым устройством и оптически св зана с блоком контрол  температуры, выход которого подключен к первому уст ройству вычислени , подсоединенного к первым входам блока сравнени  и второго устройства вычислени , а выход блока сравнени  соединен с вторым входом второго уст|Ьойства вычислени , блок обработки спектральной информации соединен с вторым вхо дом блока сравнени  и третьим входом второго устройства вычислени , выход которого подключен к цифропечатающему уст ойству. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого устройства дл  дистанционного спектрохимического анализа . Устройство содержит источник импульсного излучени  оптического диапазона 1, светоделительную пластинку 2, оптическую систему 3, мишень блок 5 контрол  мощности, пороговое устройство 6, диспергирующий элемент 7, схему 8 управлени  задержкой во времени, систему световодов 9 фотоприемное устройство 10, блок 11 обра ботки спектральной информации, устройство 12 индикации, блок 13 контрол  температуры, первое устройство И вычислени , блок 15 сравнени , вт рое устройство 16 вычислени , цифропечатающее устройство 17, дополнительную светоделительную пластинку Устройствр работает следующим образом . Излучение от мощного импульсного источника 1 излучени  оптического диапазона, проходит через светодели тельную пластинку 2, с помощью с птической фокусирующей системы 3 фокусируетс  на мишень k, которой  вл етс  исследуемое вещество, Светоделительна  пластинка 2 служит дл  разделени  излучени  на зондирующий и опорный канал II. Под действием мощного импульса излучени , проход щего по каналу ti в веществе происходит возбуждение эмиссионного спектра излучени . Это излучение с помощью оптической фокусирующей системы 3 подаетс  на дополнительную светоделительную пластинку 18, котора  служит дл  разделени  эмиссионного излучени  плазмы на канал I И спектральной обработки сигнала и канал IV определени  температуры плазмы. Излучение по каналу III подаетс  на пороговое устройство 6, где происходит ослабление принимаемого излучени  по заданной интенсивности. С этого устройства подаетс  сигнал на диспергирующий элемент 7, где осуществл етс  разложение излучени  в линейчатый спектр и с помощью системы све товодов 9 фокусируетс  на фотокатоде фотоприемного устройства 10. Контроль мощности источника 1 импульсного излучени  осуществл етс  по опорному каналу I с помощью блока 5 контрол  мощности. С этого блока подаетс  сигнал на схему 8 управлени  задержкой во времени, котора  служит дл  выдачи команды на включение фотоприемного устройства 10 с задержкой по времени относительно посылки зондирующего импульса. Поступающа  информаци  подаетс  на устройство 11 обработки спектральной информации и с него на устройство 12 индикации. Температура образовавшейс  плазмы определ етс  с помощью блока 13 контрол  температуры. По каналу IV осуществл етс , прием эмиссионного излучени  плазмы с последующим преобразованием бптического сигнала в электрический, амплитуда которого на выходе блока 13 контрол  температуры пропорциональна температуре плазмы в данный момент времени. С выхода блока 13 контрол  температуры сигнал подаетс  на вход первого устройства И вычислени , где происходит вычисление теоретического знаг чени  концентрациикомпонент плазмы, соответствующей данной температуре плазмы путем.сравнени  измер емых значений температуры плазмы с калибровочными величинами, которые хран тс  в блоке пам ти чертеже не. показан). Калибровочные величины определ ютс  на входе тарировки всего устройства дл  дистанционного спектрохимического анализа. Методика опре делени  указанных величии заключаетс  в измерении зависимости температуры плазмы от элементного состава аэрозол  и мощности зондирующего импульса . Дл  реализации устройства могут быть использованы блоки, обладающие требуемым объемом пам ти и длительностью хранени  калибровочных значений и позвол ющие проводить их сравнение с измер емыми величинами температур плазмы. С выхода блока 11 обработки спектральной информации на второй вход блока 5 сравнени  поступает электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна полученной с помощью канала II .концентрации химических компонент плазмы. На первый вход блока 15.сравнени  подаетс  электрический сигнал, величина которого про порциональна теоретическому значению концентрации химических компонент плазмы-. С помощью блока 15 срав нени  происходит сравнение этих двух величин. С выхода блока 15 снимаетс  сигнал рассогласовани . Сигналы с вы ходов, блоков Н, 15 и 11 поступают соответственно на входы 1-3 второго устройства 16 вычислени , где про исходит вычисление истинного значени  концентрации химических компонент плазмы с учетом параметров снимаемых с этих блоков. Результаты вычислени  подаютс  на цифропечатающее устройство 17Таким образом, при помощи предлагаемого устройства достигаетс  больша  точность при проведении спектрохимического анализа, особенно в атмосфере , поскольку оно позвол ет вес ти температурный контроль образовав шейс  плазмы. Формула изобретени  Устройство дл  дистанционного спектрохимического анализа, содержащее установленные по ходу луча истрчник импульсного излучени  оптического диапазона, светоделител.ьнуо пластинку, оптическую фокусирующую систему, пороговое устройство, диспергирующий элемент, систему световодов , фотоприемное устройство и электрически св занные блок обработки спектральной информации, устройство индикации, а также блок контрол  мощности и схему управлени  с задержкой во времени, св занные с фотоприемным устройством, о.т л J1 чающеес  тем, что, с целью получени  более .полной информации об объекте спектрохимического анализа, оно снабжено дополнительной светоделительной пластинкой, блоком контрол  температуры, первым и вторым устройством вычислени , блоком срав нени  и цифропечатающим устройством, при этом дополнительна  светоделительна  пластинка размещена между светоделительной пластинкой и пороговым устройством и оптически св зана с блоком контрол  температуры, выход которого подключен к первому устройству вычислени , г одсоединенного к первым входам блока сравнени  и второго устройства вычислени , а выход блока сравнени  соединен с вторым входом второго устройства вычислени , блок обработки спектральной информации соединен с вторым входом блока сравнени  и третьим входом второго устройства вычислени , выход которого подключен к цифропечатающему устройству. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3723007, кл. Q 01 J , оупблик. 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 2696291/18-25, кл. Q 01J 3/30, 13.12.78.