Изображение на обложке

ИЗМЕРЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПО ДИСКРЕТНЫМ ОТСЧЁТАМ ЛИНЕЙЧАТОГО СПЕКТРА

P. V. Vashchenko, V. A. Labusov

Аннотация


В атомно-эмиссионной спектрометрии в настоящее время в составе анализаторов спектров широко применяются линейки фотодетекторов. Спектр, полученный с помощью такого типа детектора, представляет собой дискретную последовательность цифровых значений выходных сигналов фотоячеек. Одним из способов количественного определения концентрации элемента в исследуемой пробе является измерение интенсивности его аналитической линии путем интегрирования участка спектра по нескольким отсчетам в окрестности этой линии или аппроксимация участка спектра профилем формы линии. Как правило, ввиду высокой насыщенности спектральными линиями атомно-эмиссионных спектров область расчета их интенсивности ограничивают несколькими отсчетами. Такое ограничение в случае дрейфа спектральной линии относительно фотоячеек линейки приводит к погрешности измерения её интенсивности, величина которой тем больше, чем меньшее количество отчётов используется при интегрировании. Цель работы – поиск оптимального способа расчета интенсивности линии для снижения погрешности измерения её интенсивности, а также оптимального размера области расчета. Для имитации дрейфа спектральных линий относительно фотоячеек проведено моделирование и экспериментально зарегистрирован набор спектров лампы полого катода (Cu, Zn) с разными положениями спектральных линий относительно фотоячеек линеек фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000. В каждом следующем спектре набора относительно предыдущего смещение линий составило 2 и 1 мкм для линеек БЛПП-2000 и БЛПП-4000 соответственно. Установлено, что линейный способ интерполяции приводит к существенному снижению влияния дрейфа спектральных линий на относительное среднее квадратическое отклонение результатов измерения интенсивности для обоих типов линеек в сравнении со ступенчатым. Также показано, что дальнейшее снижение этого разброса возможно путём выбора оптимальной области интегрирования. Для выбранных спектральных линий минимальная погрешность измерения, вызванная дрейфом спектра относительно фотоячеек линеек фотодетекторов, при линейном способе интерполяции для БЛПП-2000 составляет 0.25 и 0.23 % при размере области интегрирования 1.6 и 3.1 отсчета, для БЛПП-4000 – 0.4 и 0.28 % при 1.0 и 2.7 отсчета соответственно.

Ключевые слова: оптическая спектрометрия, атомно-эмиссионный, анализатор спектров, МАЭС, линейка фотодетекторов, спектральная линия, интенсивность, интерполяция DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2021.25.4.012

Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


REFERENCES

Labusov V.A., Garanin V.G. & Shelpakova I.R. Multichannel analyzers of atomic emission spectra: Current state and analytical potentials. J. Anal. Chem., 2012, vol. 67, pp. 632–641. https://doi.org/10.1134/S1061934812070040

Putmakov A.N., Popov V.I., Labusov V.A., Borisov A.V. [New possibilities of modernized spectral instruments]. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of Materials], 2007, vol. 73, no. S, pp. 26-28 (in Russian).

Labusov, V.A., Garanin, V.G. & Zarubin I.A. New Spectral Complexes Based on MAES Analyzers. Inorganic Materials, 2018, vol. 54, no. 14, pp. 1443-1448. DOI: 10.1134/S0020168518140133

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 (in Russian). https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111

Vashchenko P.V., Labusov V.A., Babin S.A, Shimansky R.V. [Aperture characteristics BLPP-2000 and BLPP-4000 photodetectors arrays]. Materialy XIII Mezhdunarodnogo simpoziuma. «Primenenie analizatorov MAES v promyshlennosti» [Materials of the XVII International Symposium. “Application of MAES analyzers in industry”], 2021. Available at: http://www.vmk.ru/publications.html. (Accessed 15 November 2021).

Stancik A.L., Brauns E.B. A simple asymmetric lineshape for fitting infrared absorption spectra. Vibrational Spectroscopy, 2008, vol. 47. pp. 66–69. DOI: 10.1016/j.vibspec.2008.02.009

Garanin V.G., Neklyudov O.A., Petrochenko D.V., Semenov Z.V., Pankratov S.V., Vashchenko P.V. [Modern software for atomic emission analysis «Atom» software]. Materialy XV Mezhdunarodnogo simpoziuma. «Primenenie analizatorov MAES v promyshlennosti». [Materials of the XIII International Symposium. “Application of MAES analyzers in industry”], 2016. Available at: http://www.vmk.ru/publications.html. (Accessed 15 November 2021).

Babin S.A., Labusov V.A. [Estimation of the Optimal Parameters of Multielement Solid-State Detectors for Atomic Emission Spectral Scintillation Analysis]. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2014, vol. 18, no. 1. pp. 40-49 (in Russian). http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.1.004




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2021.25.4.012

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.