Излучение - спектральная линия
Cтраница 3
Применяемый в настоящее время на магистральных нефтепроводах прибор для определения содержания солей в нефти и нефтепродуктах работает на фотометрическом принципе, измеряя интенсивность излучения спектральных линий некоторых солеобразующих элементов, введенных в пламя горелки. В качестве солеобразующих элементов могут быть использованы щелочные и щелочноземельные металлы: кальций ( Са), натрий ( Na) и калий ( К), которые характеризуют общее солесодержание. Прибор основан на измерении интенсивности излучения натриевой линии с длиной волны 5889 ангстрем, возбуждаемой в плазменной горелке. [31]
Функция / ( С) определяется двумя процессами в источнике: поступлением примеси из пробы в плазму источника и возбуждением атомов или ионов до соответствующего энергетического уровня, с которого затем происходит излучение спектральной линии. [32]
Например в ходе количественного эмиссионного спектрального определения с конечной фотографической регистрацией спектра осуществляются следующие основные процессы и операции: а) испарение и перенос пробы из канала угольного электрода в плазму разряда; б) возбуждение атомов элементов в-плазме и излучение характеристических спектральных линий элементов; в) отбор определенной доли светового потока из общего потока, излучаемого плазмой, с помощью дозирующей щели спектрографа; г) пространственное разложение полихроматического излучения на соответствующие характеристические частоты ( развертка спектра) с помощью призмы или дифракционной решетки; д) фотохимическое взаимодействие светочувствительного материала с квантами электромагнитного излучения ( образование скрытого изображения спектра на фотопластинке или фотопленке); е) химические реакции восстановления ионов серебра до металла и растворения галогенидов серебра в комплексующих агентах ( проявление и фиксирование); ж) поглощение света спектральными линиями на фотографической пластинке при измерении плотности почернения спектральных линий определяемого элемента и фона с помощью микрофотометра; а) сравнение полученных значений интенсивностей спектральных линий с интенсивностью соответствующих линий эталонов или стандартов и интерполяция искомого содержания элемента в пробе по градиуровочному графику. [33]
С помощью этой аппаратуры были проведены систематические исследования распада плазмы гелия [197-198] и смеси гелия и неона [199] в послесвечении тлеющего и высокочастотного разрядов при давлении от 1 до 20 мм рт. ст. В результате этих работ было показано, что излучение спектральных линий вызвано тройной рекомбинацией иона Не, полос - тройной рекомбинацией иона HeJ, а спад концентраций ионов обусловлен ударно-радиационной рекомбинацией. Процесс диссоциативной рекомбинации при этом обнаружен не был. Результаты работ [200-201] также подтверждают, что основным процессом при распаде гелиевой плазмы в аналогичных условиях является ударно-радиационная рекомбинация, причем результаты с точностью до коэффициента 2 совпадают с теоретическими расчетами скорости этого процесса. [34]
Например в ходе количественного эмиссионного спектрального определения с конечной фотографической регистрацией спектра осуществляются следующие основные процессы и операции: а) испарение и перенос пробы из канала угольного электрода в плазму разряда; б) возбуждение атомов элементов в плазме и излучение характеристических спектральных линий элементов; в) отбор определенной доли светового потока из общего потока, излучаемого плазмой, с помощью дозирующей -; щели спектрографа; г) пространственное разложение полихроматического излучения на соответствующие характеристические частоты ( развертка спектра) с помощью призмы или дифракционной решетки; д) фотохимическое взаимодействие светочувствительного материала с квантами электромагнитного излучения ( образование скрытого изображения спектра на фотопластинке или фотопленке); е) химические реакции восстановления ионов серебра до металла и растворения галогенидов серебра в комплексующих агентах ( проявление и фиксирование); ж) поглощение света спектральными линиями на фотографической пластинке при измерении плотности почернения спектральных линий определяемого элемента и фона с помощью микрофотометра; з) сравнение полученных значений интенсивностей спектральных линий с интенсивностью соответствующих линий эталонов или стандартов и интерполяция искомого содержания элемента в пробе по градиуровочному графику. [35]
Указанная цифра относится к интегральному по времени способу фиксации спектра ( на фотопленке или линейку приемников с зарядовой связью - ПЗС) и может быть улучшена по крайней мере на порядок величины за счет вычитания в процессе обработки экстраполированных значений уровня континуального излучения вблизи регистрируемой спектральной линии, а также путем отсечки ( временной дискриминации) регистрируемого сигнала на линии фона, максимум которого запаздывает по отношению к максимуму высвечивания линии нейтральных атомов на величину tm - А пр, где Д / пр - характерное время каскадной ионизации паровых ореолов частиц аэрозоля. [36]
Их исследования показали, что при определенных условиях ( выбор щелочного металла, достаточная концентрация его в пламени, достаточные размеры пламени, применение монохроматора) поправкой на концентрацию и нз размеры пламени - можно в пределах точности измерения пренебречь, так как при выполнении этих условий излучение спектральной линии приближается к черному излучению и изменяется с температурой согласно закону Планка. Однако ряд затрудне ний, связанных со сложностью измерительной аппаратуры, не позволяет в настоящее время судить о возможности широкого применения этого метода. [37]
 |
Схема процессов, протекающих в пламени. [38] |
Интенсивность излучения спектральной линии прямо пропорциональна числу введенных в пламя атомов N ( или концентрации С соли металла в растворе) при постоянных условиях возбуждения. Однако эта взаимосвязь может быть нарушена рядом процессов: самопоглощением ( реабсорбцией), ионизацией, образованием малодиссоциирующих или малолетучих соединений. [39]
Температура окружающей среды в основном влияет на напряжение зажигания ламп, однако при применении ИЗУ, генерирующего высоковольтный импульс ( 2 - 4 кВ), влияние температуры исключается. В продолжении горения несколько изменяется цветность излучения, что связано с различной глубиной пульсации излучения разных спектральных линий. [40]
В процессе экстракционного, ионообменного и ди-стилляционного концентрирования микропримесей в концентрат практически всегда переходит некоторое количество основы пробы, которое может оказывать влияние на интенсивности спектральных линий микропримесей. Поэтому при разработке любого химико-спектрального метода должно изучаться влияние остатков основного вещества на интенсивность излучения спектральных линий определяемых микропримесей. [41]
При фотографических методах анализа необходимо считаться со сплошным фоном, находящимся под спектральной линией. В случае фотоэлектрических методов выходная щель спектрографа всегда берется шире входной щели; поэтому фотоэлектрический приемник принимает излучение спектральной линии и сплошного фона в некоторой области около этой линии. [42]
Современные спектральные оптические приборы подразделяются на спектрографы, спектрометры и спектрофотометры. Спектрографом называют оптический прибор, предназначенный для фотографирования спектров. В спектрометрах регистрируются длина волны и интенсивность излучения спектральной линии. Спектральный прибор с фотометрической регистрацией излучения, предназначенный для измерения коэффициента пропускания, называют спектрофотометром. Измерение пропускания в спектрофотометрах ведется по двухлучевой схеме. В двухлучевых приборах излучение источника делится на два луча, один из которых проходит через исследуемый образец, а другой - через образец сравнения. Отношение их интенсивностей позволяет определить пропускание образца. [43]
При установлении основных единиц весьма важной является возможность создания таких эталонов, которые обеспечивали бы постоянство единицы и возможность ее воспроизведения, а также восстановления эталона в случае его утраты. Поэтому принятый в настоящее время эталон длины связывает единицу длины с длиной волны излучения узкой оранжевой спектральной линии изотопа криптона-86. По определению один метр содержит точно 1 650 763 73 длин волн в вакууме этой спектральной линии. Аналогично, эталон времени основывается на периоде колебаний, происходящих в атоме изотопа цезия-133. По определению единица времени - секунда - содержит 9 192 631 770 периодов этих колебаний. Атомы одного и того же изотопа тождественны, поэтому при указанном выборе эталонов длины и времени природа предоставляет в наше распоряжение практически неограниченное число совершенно идентичных линеек и часов. Для эталона массы пока не удается использовать массу какой-либо атомной частицы, так как точность определения атомных масс уступает точности измерения массы при взвешивании. Эталоном массы служит пла-тино-ирндиевая гиря, хранящаяся в Международном бюро мер и весов в Севре, под Парижем. [44]
Необходимо выбрать такую ширину полосы приемника, чтобы она содержала несколько каналов, регистрирующих только непрерывный спектр, с частотами, лежащими с любой стороны от спектральной детали. Прямой метод заключается в использовании среднего канала без спектральных линий для построения карты излучения в непрерывном излучении и вычитания этой карты из карт, полученных в каждом канале, регистрирующем излучение спектральной линии. Если ширина полосы приемника не достаточно мала по сравнению с центральной частотой, то, вероятно, при получении карты излучения о непрерывном излучении должна быть внесена поправка на хроматическую аберрацию. Если непрерывное излучение исходит от точечных источников, то оно моделируется положениями и плотностями потоков этих источников. Вычитание должно производиться для данных функции видности. [45]
Страницы: 1 2 3 4