Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг. Якунина И.В. - 64 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Детекторы. Для приёма сигнала в видимой и УФ-областях обычно применяют сурьмяно-цезиевый
(180…650 нм) и кислородно-цезиевый (600…1100 нм) фотоэлементы, а также фотоумножители.
К этим основным узлам следует добавить оптическую систему, состоящую из линз, зеркал и призм. Они
служат для создания параллельного пучка света, изменения его направления. Для уравнения световых потоков
служат диафрагмы, оптические клинья.
Фотоэлектроколориметры (ФЭК) имеют простую конструкцию и пригодны для измерения концентраций
веществ в видимой и ближней УФ-области. Спектрофотометры имеют более сложную конструкцию, их приме-
няют для получения спектров поглощения и для измерения концентраций веществ. Оптические детали изготав-
ливают из кварца, что позволяет измерить светопоглощение в видимой и УФ-области.
В зависимости от способа измерения различают одно- и двухлучевые приборы, от способа регистрации –
регистрирующие и нерегистрирующие.
В двухлучевых приборах излучение от источника разделяется на два потока. Один из них проходит через
исследуемый раствор, другой – через раствор сравнения. Оба оптических пути должны быть идентичны; для
этого прибор снабжён двумя идентичными наборами светофильтров, детекторов, зеркал и линз. В современных
приборах стремятся заменить пару деталей (например, детекторов) одной. Для регистрации сигнала, как прави-
ло, используют компенсационную схему, основанную на уравнивании фототоков регулированием щели.
Двухлучевые спектрофотометры построены по тому же принципу, что и фотоэлектроколориметры, но
схемы их более сложны. К ним относятся SPECORD 250, SPEKOL 2000 и др.
В однолучевых приборах излучение от источника проходит только через кювету сравнения или кювету с
исследуемым раствором поочередно (например, SPECORD 40, СФ-46).
Однолучевой спектрофотометр СФ-46 (рис. 5.4) со встроенной микропроцессорной системой предназна-
чен для измерения коэффициента пропускания и оптической плотности жидкостей и твёрдых веществ в области
190…1100 нм. Диспергирующим элементом для сканирования излучения по длине волны служит дифракцион-
ная решётка. Источниками сплошного излучения, обеспечивающими работу прибора в широком диапазоне
длин волн, служат дейтериевая лампа (область 186…350 нм) и лампа накаливания (320…1100 нм). Приёмника-
ми
излучения (болометрами) служат соответственно сурьмяно-цезиевый (в области 186…650 нм) и кислородно-
цезиевый (в области 600…1100 нм) фотоэлементы.
Техническая характеристика прибора:
• диапазон измерений коэффициента пропускания 3…100 %;
• абсолютная погрешность измерения коэффициента пропускания 1 %;
• стандартное отклонение пропускания, не более 0,1 %.
Рис. 5.4 Блок-схема спектрофотометра СФ-46:
1 – дифракционная решетка; 2 и 6 – выходная и входная щели; 3 – линза;
4 – светочувствительная линза; 5 – поворотное зеркало; 7 – светофильтр;
8 – система зеркал (сферических и плоских); 9 и 9' – источники излучения;
10 – плоскоповоротное зеркало; 11 и 12 – светочувствительные фотоэлементы
Кроме первичных оптических характеристик исследуемых веществ (коэффициента пропускания и оптиче-
ской плотности), конструкция спектрофотометра СФ-46 позволяет определить концентрацию анализируемых
веществ (с помощью микропроцессорной системы), а также скорость изменения оптической плотности, что
важно для изучения кинетики химических реакций в растворах.
Типы приборов, используемых для фотометрических измерений приведены в табл. 5.1.
Метод УФ-спектрофотометрии основан на определении веществ по собственному поглощению света.
Многие органические соединения, растворённые в том или ином растворителе, характеризуются способностью
поглощать УФ-лучи. Анализ проводят без предварительной обработки исследуемого раствора, он основан

Страницы