Изображение на обложке

РАСШИРЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА АНАЛИЗАТОРОВ МАЭС НА ОСНОВЕ ЛИНЕЕК ФОТОДЕТЕКТОРОВ БЛПП-2000 И БЛПП-4000

Sergey A. Babin, Vladimir A. Labusov, Denis O. Selyunin, Oleg V. Pelipasov

Аннотация


Одно из направлений развития метода атомно-эмиссионного спектрального анализа с источниками возбуждения спектров, имеющими низкую интенсивность уровня спектрального фона, таких как индуктивно связанная или микроволновая плазма, является увеличение динамического диапазона систем регистрации спектров на основе линеек фотодетекторов. Для достижения низких пределов обнаружения необходимо использовать линейки с малым значением СКО шума чтения. Динамический диапазон одиночного чтения таких линеек фотодетекторов обычно не превышает четырех порядков. Увеличение динамического диапазона за счет многократной регистрации и накопления спектров приводит к квадратичному росту времени измерения. Такой способ не позволяет перекрыть весь динамический диапазон интенсивностей спектральных линий индуктивно связанной и микроволновой плазмы, который может достигать 7 порядков, при сохранении приемлемого полного времени регистрации спектра образца. В качестве альтернативы предложено увеличение динамического диапазона в сторону регистрации бόльших интенсивностей линий за счёт регистрации спектров в течение времени измерения с попеременным чередованием накоплений двух различных продолжительностей. Цель работы – внедрение предложенного режима в анализаторы МАЭС с линейками фотодетекторов БЛПП‑2000 и БЛПП‑4000 для увеличения динамического диапазона регистрируемых спектральных линий. В работе получены формулы зависимости отношения сигнал-шум и динамического диапазона регистрации спектральных линий в интегральной атомно-эмиссионной спектрометрии в зависимости от продолжительности накопления, полного времени измерения, уровня спектрального фона и параметров линеек. Теоретически показано, что применение режима регистрации с чередованием накоплений различной продолжительности должно увеличить динамический диапазон измерения линеек фотодетекторов БЛПП‑2000 и БЛПП‑4000 на два порядка. Экспериментально показано увеличение динамического диапазона измерения интенсивности спектральных линий лампы полого катода на два порядка до 5 порядков величины.

Ключевые слова: атомно-эмиссионная спектрометрия, индуктивно-связанная плазма, микроволновая плазма, анализатор спектров, МАЭС, линейки фотодетекторов, расширенный динамический диапазон, чередование времён экспозиций

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2021.25.4.011


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


REFERENCES

Babin S. A., Labusov V. A., Selyunin D. O., Dzyuba A. A. [BLPP-2000 array based high-speed multichannel analyzers of atomic emission spectra], Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of Materials], 2015. vol. 81, no. 1. part II, pp. 108-113 (in Russian).

Babin S. A, Selyunin D. O., Labusov V. A. High-speed multichannel MAES analyzers based on Blpp-2000 and Blpp-4000 photodetector arrays, Inorganic materials, 2020, vol. 56, no. 14, pp. 1431-1435. DOI: 10.1134/S0020168520140022

Babin S. A., Labusov V. A. [Estimation of the optimal parameters of multi-element solid-state detectors for atomic emission spectral scintillation analysis], Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2014, vol. 18, no. 1, pp. 40-49. DOI: 10.15826/analitika.2014.18.1.004 (in Russian).

Dzyuba A. A., Labusov V. A., Babin S. A. [Basic exposure time optimization of a solid-state radiation detector in scintillation atomic emission spectrometry], Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2015, vol. 19, no. 1, pp. 6-12. DOI: 10.15826/analitika.2015.19.1.005 (in Russian).

Pelipasov O. V., Lokhtin R. A., Labusov V. A., Pelevina N. G. Analytical capabilities of a Grand spectrometer in analysis of solutions using inductively coupled plasma, Inorganic materials, 2020, vol. 56, no. 14, pp. 1446-1449. DOI: 10.1134/S0020168520140113

Pelipasov O.V., Labusov V.A., Put'makov A.N., Chernov K.N., Borovikov V.M., Burumov I.D., Selyunin D.O., Garanin V.G., Zarubin I.A. [Grand-MP - microwave plasma-atomic emission spectrometer], Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2019, vol. 23, no. 1, pp. 24-34. DOI: 10.15826/analitika.2019.23.1.004 (in Russian).

Pelipasov O.V., Labusov V.A., Put'makov A.N. [Grand-MP - atomic emission spectrometry with microwave plasma], Analitika [Analytics], 2020, vol. 10, no. 2, pp. 140-147. DOI: 10.22184/2227-572X.2020.10.2.140.146 (in Russian).

Pelipasov O.V., Labusov V.A., Putmakov A.N. Atomno-emissionnye spektrometry s azotnoi mikrovolnovoi plazmoi[Atomic emission spectrometers with nitrogen microwave plasma]. Novosibirsk, Publishing house of NSTU, 2021, 211 p. (in Russian)

Vashchenko P.V., Labusov V.A., Garanin V.G., Borisov A.V. Expansion of the element content range through the use of self-absorption lines, Inorganic materials, 2020, vol. 56, no. 14, pp. 1441-1445. DOI: 10.1134/S0020168520140137

Garanin V.G., Neklyudov O.A., Petrochenko D.V., Semenov Z.V., Pankratov S.V., Vashchenko P.V. ["Atom" software for atomic spectral analysis] Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of Materials], 2019, vol. 85, no. 1 part II, pp. 103-111. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111 (in Russian).

Labusov V.A., Bekhterev A.V., Garanin V.G. [Spectrometers with MAES analyzers based on new photodetector arrays], Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2021, vol.25, no. 4, pp. 262-272. DOI: 10.15826/analitika.2021.25.4.002 (in Russian).




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2021.25.4.011

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.