Устройство для локального лазерного спектрального анализа

 

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано в спектральном анализе как атомизатор и источник возбуждения атомов при локальном испарении исследуемых объектов лазерным излучением. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности анализа. Устройство содержит лазер, излучение которого фокусируется на исследуемый объект, располагаемый на предметном столике. Над поверхностью образца относительно близко друг к другу размещены концы двух электродов, подсоединенных через вспомогательный разрядный промежуток к заряженному до напряжения порядка 2000 В конденсатору. Над концами электродов размещен конец третьего дополнительного электрода, подсоединенного к конденсатору, заряженному до большего напряжения. При облучении лазером исследуемого объекта возникает факел, ионизирующий межэлектродное пространство электродов. В результате между этими электродами возникает разряд, плазма которого ионизирует межэлектродное пространство между основными и дополнительными электродами. Возникает мощный высоковольтный разряд второго конденсатора. Излучение этой плазмы используется при эмиссионном спектральном анализе. 1 ил.

сОюз сОВетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛин

„.80„„1562798 A 1 (gg)g С О1 N 21/67

3ь Е063Ы0

ПИКАТЬ. 1 и.й1С6КИ

БИБЛИОТЕ гА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕтЕниям и отНРытиЯм

ПРИ ГННТ ССа (21) 4393703/25-25 ,(22) 18.03.88 (46) 07.05.90. Бюл. Н 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья (72) В.Н ° Аполицкий (53) 543.42(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

N 922599, кл. G 01 N 21/67, 1980.

Королев Н.В. и др. Эмиссионный спектральный анализ микроанализ. Л.:

Машиностроение, 1971, с. 38. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано в спектральном анализе как атомизатор и источник возбуждения атомов при локальном испарении исследуемых обьектов лазерным излучением. Целью изобретение является повышение чувствительности и точности анализа. Устройство содержит лазер, излучение котоИзобретение относится к исследова, we химических и физических свойств веществ и может быть использовано в .спектральном анализе как атомизатор и источник возбуждения атомов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности анализа эа счет увеличения высокотемпературной зоны плазмы высоковольтного разряда в момент появления исследуемого вещества в аналитическом межэлектродном промежутке °

2 рого фокусируется на исследуемый обь" ект, располагаемый на предметном столике. Над поверхностью образца относительно близко друг к другу размещены концы двух электродов, подсоединенных через вспомогательный разрядный промежуток к заряженному до напряжения порядка 2000 В конденсатору. Над концами электродов размещен конец третьего дополнительного электрода, подсоединенного к конденсатору, за" ряженному до большего напряжения. При облучении лазером исследуемого объекта возникает факел, иониэирующий межэлектродное пространство электродов.

В результате между этими электродами возникает разряд, плазма которого ионизирует межэлектродное пространство между основными и дополнительными электродами. Возникает мощный высоковольтный разряд второго конденсатора.

Излучение этой плазмы используется при эмиссионном спектральном анализе.

1 ил.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для локального лазерного спектрального анализа содержит лазер 1 с сфокусированным излучением

2 на исследуемый обьект 3, расположенный на предметром столе 4, над поверхностью образца 3 расположены. в одной плоскости с лазерным излучением

2 заточенные на конус концы электродов 5 и 6 аналитического разрядного промежутка, расположенные под углом

1562798. к горизонту, например угольные. Элактрод 5 аналитического разрядного промежутка присоединен к электроду 7. вспомогательного разрядного промежутка 8, электрод 6 - к конденсатору 9

5 (2 мкф), вторая обкладка которого присоединена к электроду 10 вспомогательного разрядного промежутка 8, угольный электрод 11 аналитического разрядного промежутка расположен также под углом к горизонтальной плоскости и сдвинут в этой плоскости относительно электрода 6; Конец электрода 11, заточенный на конус, расположен над концами электродов 5 и 6 на расстоянии около 3 мм и подсоединен к обкладке конденсатора 12 (2-4 мкф), вторая клемма которого подсоединена к электроду 10 вспомогательного разрядного 2> промежутка 8.

Устройство работает следующим образом.

Электроды 5 и 6 располагают на расстоянии менее 1 мм. Осуществляют зарядку конденсатора 9 до направления

1600-2000 В, а конденсатора 12 - до

6000-100000 В (устройство для зарядки . конденсаторов на схеме не показано) .

После этого облучают лазером 1 выбранное место образца 3. ВысокотемпераЗО турный факел, содержащий испаренное вещество исследуемого образца 3, поднимается вверх и осуществляет ионизацию межэлектродного промежутка (электроды 5 и 6). В этом случае происходит З5 разряд конденсатора 9 через аналитический разрядный промежуток электродов 5 и 6 и вспомогательный промежуток 8.

Пробой разрядного и появление плазмы в аналитическом разрядном промежутке между электродами 5 и 6 способствует возникновению второго электрически мощного разряда конденсатора 12 между электродами 11 и 5, при этом пары исследуемого вещества не успевают покинуть аналитический разрядный промежуток. Спектр излучения плазмы регистрируют с помощью оптической сис- 50 темы, спектрографа на фотопластинке. . Интенсивность аналитических линий в данном случае возрастает в 3-5 раз при испарении одного и того же количества исследуемого вещества по срав- 5 нению с известным способом (прототип) возбуждения спектра при локально-ла" зерном спектральном анализе.

Устроиство позволяет осуществить загорание двух высоковольтных разрядов в момент поступления исследуемого, вещества в их межэлектроднь;е промежутки, повысить коэффициент использования исследуемого вещества, увеличить время пребывания атомов определяемых элементов в зоне возбуждения, т.е. повысить чувствительность локально-лазерного анализа.

Увеличение размеров высокотемпературной зоны способствует не только повышению чувствительности анализа, но и повышает точность анализа, как за счет снижения нижней границы определяемых содержаний, так и за счет уменьшения реабсорбции, которая обычно приводит к искривлению градуирован" ных графиков при относительно высоких содержаниях элементов. Особо эффективно применение предлагаемого устройства в случае лазерных факелов малого размера при малых выбросах исследуемого вещества, кратерах менее

50 мкм,.когда особо важно повышение чувствительности локально-лазерного спектрального анализа и осложнено использование высоковольтных разрядов.

Формула изобретения

Устройство для локального лазерного спектрального анализа, содержащее лазер, расположенный под ним предметный столик для объекта исследования, два электрода аналитического разрядного промежутка, размещенные над поверхностью объекта, конденсаторы, вспомогательный разрядный промежуток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа за счет увеличения высокотемпературной зоны плаз. мы высоковольтного разряда в момент появления исследуемого вещества в аналитическом межэлектроцном промежутке, оно снабжено дополнительным электродом, установленным в аналитическом промежутке, рабочий конец которого размещен над рабочими концами основных,, электродов и соединен с одной из обкладок первого конденсатора, причем один из основных электродов аналитического разрядного промежутка присоединен к одной из обкладок второго конденсатора, а другой соединен с одним из электродов вспомогательного разрядного промежутка, к другому электроду которого присоединены свободные обкладки конденсаторов.

1562798

Составитель Б. Широков

Редактор Н. Лазаренко Техред N.,Цидык Корректор И Кучеря вая

Тираж 508

Подписное

Заказ 1059

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, й-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101