RU2011966C1

RU2011966C1 - Device for spectral analysis

Info

Publication number: RU2011966C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Одинец; Б.Ф. Никитенко; В.П. Кузнецов; О.Н. Копелев
Original assignee: Омский агрегатный завод
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: analysis of materials. SUBSTANCE: device has microphotometer, mechanism for photo plate movement, memory unit for spectrum standards, control unit, amplifier, photodetector, analog-to-digital converter, memory unit of sample spectrum, concentration computation unit and recorder. TV indicator, first and second digital-to-analog converters are introduced to accomplish the goal of invention. In addition device has multiplexer, reading address generator, pulse oscillator, switch, linear movement detector, pulse shaper, counter, memory unit of wavelengths and indicator. Curves which are proportional to intensity of analytical lines of sample and standard are shown at screen of cathode-ray tube of TV indicator. Operator checks positions of maximums of these lines and when they do not match he compensate errors. EFFECT: increased functional capabilities. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к эмиссионному спектральному анализу и предназначено для автоматического анализа материалов и сплавов. The invention relates to emission spectral analysis and is intended for automatic analysis of materials and alloys.

Известен фотоэлектрический спектроанализатор, содержащий оптическую систему, в которой установлен контрольный источник света, фотоприемник, регистрирующий основной поток, и фотоприемник, регистрирующий поток сравнения. Выход первого фотоприемника через первый усилитель подключен на вход первого ключа, а выход второго через второй усилитель - на вход второго ключа. Один выход первого ключа подключен к первому цифроаналоговому преобразователю (ЦАП), второй выход этого ключа соединен с первым выходом первого нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом первого ЦАП. Один выход второго ключа соединен со вторым ЦАП, второй выход второго ключа - с третьим ЦАП, а выходы второго и третьего ЦАП подключены соответственно на первый и второй входы второго нуль-органа. A known photoelectric spectrum analyzer containing an optical system in which a control light source, a photodetector detecting the main stream, and a photodetector detecting the comparison stream is installed. The output of the first photodetector through the first amplifier is connected to the input of the first key, and the output of the second through the second amplifier is connected to the input of the second key. One output of the first key is connected to the first digital-to-analog converter (DAC), the second output of this key is connected to the first output of the first zero-organ, the second input of which is connected to the output of the first DAC. One output of the second key is connected to the second DAC, the second output of the second key is connected to the third DAC, and the outputs of the second and third DACs are connected respectively to the first and second inputs of the second zero-organ.

Недостатком спектроанализатора является невозможность оперативного измерения концентрации нескольких элементов, так как нет механизма сканирования спектра. The disadvantage of the spectrum analyzer is the inability to quickly measure the concentration of several elements, since there is no mechanism for scanning the spectrum.

Известно устройство для спектрального анализа, содержащее источник эмиссионного спектра, монохроматор с развертывающим устройством, фотоприемник с усилителем фототоков и визуальное устройство для отображения спектра. Причем визуальное устройство выполнено на запоминающей электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) и снабжено закрепляемыми около ЭЛТ фотопластинками с эталонными спектрами по числу одновременно определяемых элементов, системой механической развертки, фотоканалами, содержащими фотоприемники, схемы сравнения и регистрирующие ячейки для преобразования спектров в электрические сигналы, и регистраторами содержаний элементов анализируемой пробы, а фотоприемники фотоканалов соединены через схемы сравнения и интегрирующие ячейки с индикаторами содержаний элементов в анализируемой пробе. A device for spectral analysis containing a source of the emission spectrum, a monochromator with a deployment device, a photodetector with a photo-current amplifier and a visual device for displaying the spectrum is known. Moreover, the visual device is made on a storage cathode ray tube (CRT) and is equipped with photographic plates fixed to the CRT with reference spectra by the number of simultaneously determined elements, a mechanical scanning system, photo channels containing photodetectors, comparison circuits and recording cells for converting the spectra into electrical signals, and registrars of the contents of the elements of the analyzed sample, and photodetectors of the photo channels are connected through comparison circuits and integrating cells with indicators with Yerzhan elements in the sample.

Недостатком устройства является низкая точность измерения концентрации элементов за счет ограниченной разрешающей способности ЭЛТ, нелинейности при отклонении электронного луча ЭЛТ. Трудоемким является процесс определения достоверности полученных результатов, так как нет механизма для измерения положения каретки относительно реперной точки, что позволило бы определить длины волн спектральных линий. The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the concentration of elements due to the limited resolution of the CRT, the nonlinearity of the deviation of the electron beam of the CRT. The time-consuming process is to determine the reliability of the results, since there is no mechanism for measuring the position of the carriage relative to the reference point, which would allow us to determine the wavelengths of the spectral lines.

Наиболее близким к изобретению является устройство, которое осуществляет автоматическую обработку спектрограмм, полученных при эмиссионном спектральном анализе, и содержит механизм перемещения фотопластинки, расположенной на предметном столике, блок памяти спектра эталонов (область запоминающего устройства (ЗУ) ЭВМ), блок управления, первый выход которого соединен с входом блока памяти спектра эталонов, и связанные между собой фотоприемник (масштабирующий) усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок памяти спектра пробы (область ЗУ ЭВМ), второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, блок вычисления концентрации (процессор ЭВМ), второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом блока памяти спектра эталонов и третьим выходом блока управления, и регистратор. Closest to the invention is a device that performs automatic processing of spectrograms obtained by emission spectral analysis, and contains a mechanism for moving a photographic plate located on a stage, a memory block of the spectrum of the standards (the area of the computer memory), a control unit, the first output of which connected to the input of the memory block of the spectrum of standards, and an interconnected photodetector (scaling) amplifier, analog-to-digital converter (ADC), the memory block of the spectrum of the sample (about area of the computer memory), the second input of which is connected to the second output of the control unit, the concentration calculation unit (computer processor), the second and third inputs of which are connected respectively to the output of the memory block of the spectrum of the standards and the third output of the control unit, and the recorder.

Недостатком описанного устройства является низкая точность измерения параметров аналитических линий, т. е. оптической плотности (почернения) заданных спектральных линий химических элементов, максимальных и минимальных значений почернений в зоне фотометрируемой спектральной линии, длин волн, соответствующих максимумам значений почернений, что приводит к снижению точности вычисления концентраций в пробах; усложнению алгоритма вычисления концентрации (необходимость, например, корреляционных методов сравнения спектров эталонов и пробы); сложности анализа спектрограмм неизвестной пробы, так как неизвестно точное значение длин волн аналитических линий; резкому увеличению объема оперативной памяти ЭВМ при необходимости запоминания большого количества спектров проб; снижению точности при определении формы спектральной линии. The disadvantage of the described device is the low accuracy of measuring the parameters of the analytical lines, i.e., the optical density (blackening) of the specified spectral lines of chemical elements, the maximum and minimum values of blackening in the area of the photometric spectral line, wavelengths corresponding to the maximum values of blackening, which leads to a decrease in accuracy calculation of concentrations in samples; the complexity of the concentration calculation algorithm (the need, for example, of correlation methods for comparing the spectra of standards and samples); the complexity of the analysis of spectrograms of an unknown sample, since the exact value of the wavelengths of the analytical lines is unknown; a sharp increase in the amount of computer RAM if it is necessary to memorize a large number of sample spectra; reduced accuracy in determining the shape of the spectral line.

Цель изобретения - повышение точности спектрального анализа за счет компенсации погрешности определения максиму- мов аналитических линий в спектре пробы. The purpose of the invention is to increase the accuracy of spectral analysis by compensating for the error in determining the maxima of analytical lines in the spectrum of the sample.

Это достигается тем, что в устройство для спектрального анализа, содержащее микрофотометр, механизм перемещения держателя фотопластины, связанный с микрофотометром, блок памяти спектра эталонов, блок управления, первый выход которого соединен с адресным входом блока памяти спектра эталонов, и связанные между собой, усилитель, связанный с фотоприемником микрофотометра, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок памяти спектра пробы, блок вычисления концентрации, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами блока памяти спектра эталонов и вторым входом блока управления, третий выход которого подключен к входу механизма перемещения держателя фотопластины, и регистратор, введены телевизионный индикатор, первый и второй цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), мультиплексор, формирователь адреса считывания, генератор импульсов, переключатель и цепь из последовательно соединенных датчика линейного перемещения, связанного с держателем фотопластины, формирователя импульсов, счетчика, блока памяти длин волн и индикатора, адресные входы блоков памяти длин волн и спектра пробы связаны между собой и подключены через мультиплексор к первому выходу блока управления, генератор импульсов связан через переключатель и формирователь адреса считывания с вторым входом мультиплексора, выход переключателя подключен также к входу блока управления и первому входу телевизионного индикатора, второй и третий входы которого связаны соответственно через первый и второй ЦАП с выходами блоков памяти спектра пробы и эталонов, выход формирователя импульсов подключен к входу счетчика, входу запуска АЦП и второму входу переключателя, а телевизионный индикатор содержит электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), блок горизонтальной шаговой развертки, связанный с первым входом ЭЛТ, генератор коммутирующих импульсов, первый и второй усилители вертикального отклонения, подключенные соответственно с первым, вторым и третьим входами коммутатора, который связан с вторым входом ЭЛТ, первым, вторым и третьим входами телевизионного индикатора являются соответственно входы блока горизонтальной шаговой развертки, первого и второго усилителей вертикального отклонения. This is achieved by the fact that in a device for spectral analysis containing a microphotometer, a mechanism for moving the photographic plate holder connected to a microphotometer, a memory block of the spectrum of the standards, a control unit, the first output of which is connected to the address input of the memory block of the spectrum of the standards, and connected, an amplifier, connected to the photodetector of a microphotometer, an analog-to-digital converter (ADC), a sample spectrum memory unit, a concentration calculation unit, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the unit the memory of the spectrum of standards and the second input of the control unit, the third output of which is connected to the input of the mechanism for moving the photographic plate holder, and a recorder, a television indicator, first and second digital-to-analog converters (DAC), a multiplexer, a read address shaper, a pulse generator, a switch and a chain from connected linear displacement sensor associated with the holder of the photographic plate, pulse shaper, counter, wavelength memory unit and indicator, address inputs of memory units the wavelengths and spectrum of the sample are interconnected and connected through the multiplexer to the first output of the control unit, the pulse generator is connected through a switch and a shaper of the read address to the second input of the multiplexer, the output of the switch is also connected to the input of the control unit and the first input of the television indicator, the second and third inputs which are connected respectively through the first and second DACs with the outputs of the memory blocks of the spectrum of the sample and standards, the output of the pulse shaper is connected to the input of the counter, the input to the ADC start the second input of the switch, and the television indicator contains a cathode ray tube (CRT), a horizontal stepping unit associated with the first input of the CRT, a switching pulse generator, first and second vertical deviation amplifiers connected respectively to the first, second and third inputs of the switch, which connected to the second input of the CRT, the first, second and third inputs of the television indicator are respectively the inputs of the horizontal stepping unit, the first and second amplifiers of the vertical deviations.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для спектрального анализа; на фиг. 2 - блок горизонтальной шаговой развертки; на фиг. 3 - формирователь адреса считывания; на фиг. 4 - блок управления. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for spectral analysis; in FIG. 2 - block horizontal stepping; in FIG. 3 - shaper read addresses; in FIG. 4 - control unit.

Устройство для спектрального анализа содержит микрофотометр 1, механизма 2 перемещения держателя фотопластины, связанный с микрофотометром, блок 3 памяти спектра эталонов, блок 4 управления, первый выход которого соединен с адресным входом блока 3 памяти спектра эталонов, и связанные между собой усилитель 5, связанный с фотоприемником 6 микрофотометра 1, АЦП 7, блок 8 памяти спектра пробы, блок 9 вычисления концентрации, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами блока 3 памяти спектра эталонов и вторым входом блока 4 управления, третий выход которого подключен к входу механизма 2 перемещения держателя фотопластины, регистратор 10, телевизионный индикатор 11, первый и второй ЦАП 12 и 13, мультиплексор 14, формирователь 15 адреса считывания, генератор 16 импульсов, переключатель 17 и цепь из последовательно соединенных датчика 18 линейного перемещения, связанного с держателем фотопластины, формирователя 19 импульсов, счетчика 20, блока 21 памяти длин волн и индикатора 22. Адресные входы блоков памяти длин волн и спектра пробы связаны между собой и подключены через мультиплексор 14 к первому выходу блока 4 управления, генератор 16 импульсов связан через переключатель 17 и формирователь 15 адреса считывания с вторым входом мультиплексора 14, выход переключателя 17 подключен также к входу блока 4 управления и первому входу телевизионного индикатора 11, второй и третий входы которого связаны соответственно через первый и второй ЦАП 12 и 13 с выходами блоков памяти спектра пробы и эталонов, а выход формирователя 19 импульсов подключен к входу счетчика 20, входу запуска АЦП 7 и второму входу переключателя 17. The device for spectral analysis contains a microphotometer 1, a mechanism for moving the photographic plate holder 2, connected with a microphotometer, a reference spectrum memory block 3, a control unit 4, the first output of which is connected to an address input of the reference spectrum memory block 3, and an amplifier 5 connected to each other a photodetector 6 of a microphotometer 1, ADC 7, a sample spectrum memory unit 8, a concentration calculation unit 9, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the spectrum spectrum memory unit 3 and the second input of the unit 4 a circuit, the third output of which is connected to the input of the mechanism for moving the photographic plate holder 2, a recorder 10, a television indicator 11, the first and second DACs 12 and 13, a multiplexer 14, a read address generator 15, a pulse generator 16, a switch 17, and a circuit from the sensor 18 connected in series linear movement associated with the holder of the photographic plate, the pulse shaper 19, the counter 20, the wavelength memory unit 21 and the indicator 22. The address inputs of the wavelength memory and the spectrum of the sample are interconnected and connected via a mul the Iplexer 14 to the first output of the control unit 4, the pulse generator 16 is connected through a switch 17 and the read address generator 15 to the second input of the multiplexer 14, the output of the switch 17 is also connected to the input of the control unit 4 and the first input of the television indicator 11, the second and third inputs of which are connected respectively, through the first and second DACs 12 and 13 with the outputs of the memory blocks of the spectrum of the sample and standards, and the output of the pulse shaper 19 is connected to the input of the counter 20, the input of the ADC 7 and the second input of the switch 17.

Телевизионный индикатор 11 содержит ЭЛТ 23, блок 24 горизонтальной шаговой развертки, связанный с первым входом ЭЛТ 23, генератор 25 коммутирующих импульсов, первый и второй усилители 26 и 27 вертикального отклонения, подключенные соответственно с первым, вторым и третьим входами коммутатора 28, который связан со вторым входом ЭЛТ 23, а первым, вторым и третьим входами телевизионного индикатора 11 являются соответственно входы блока 24 горизонтальной шаговой развертки, первого и второго усилителей 26 и 27 вертикального отклонения. The television indicator 11 comprises a CRT 23, a horizontal step scanner 24 connected to the first input of the CRT 23, a switching pulse generator 25, first and second vertical deviation amplifiers 26 and 27 connected respectively to the first, second and third inputs of the switch 28, which is connected to the second input of the CRT 23, and the first, second and third inputs of the television indicator 11 are respectively the inputs of the block 24 horizontal stepping, the first and second amplifiers 26 and 27 of the vertical deviation.

Блок 24 горизонтальной шаговой развертки содержит последовательно соединенные второй переключатель 29, первый реверсивный счетчик 30, ЦАП 31 и согласующий усилитель 32, причем второй выход второго переключателя 29 связан со вторым входом первого реверсивного счетчика 30, входом блока 24 горизонтальной шаговой развертки является вход второго переключателя 29, а выходом - выход согласующего усилителя 32. The horizontal stepping unit 24 comprises a second switch 29 connected in series, a first reversible counter 30, a DAC 31 and a matching amplifier 32, the second output of the second switch 29 being connected to the second input of the first reversing counter 30, the input of the second switch 29 being the input of the horizontal stepping unit 24 , and the output is the output of the matching amplifier 32.

Формирователь 15 адреса считывания содержит последовательно соединенные второй генератор 33 импульсов, третий переключатель 34, четвертый переключатель 35 и второй реверсивный счетчик 36, причем второй выход четвертого переключателя 35 связан со вторым входом реверсивного счетчика 36, входом формирователя 15 адреса считывания является второй вход третьего переключателя 34, а выходом - выход второго реверсивного счетчика 36. The read address generator 15 comprises a second pulse generator 33, a third switch 34, a fourth switch 35, and a second counter 36, connected in series, the second output of the fourth switch 35 being connected to the second input of the counter 36, the input of the read address generator 15 is the second input of the third switch 34 , and the output is the output of the second reversible counter 36.

Блок 4 управления содержит третий генератор 37 импульсов, пятый переключатель 38, третий реверсивный счетчик 39, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 40 с тремя выходами и второй мультиплексор 41, три входа которого связаны соответственно с выходами ПЗУ 40, второй и третий входы третьего реверсивного счетчика 39 подключены к соответствующим выходам пятого переключателя 38, входом блока 4 управления, а также его первым, вторым и третьим выходами являются соответственно вход пятого переключателя 38 и выходы третьего реверсивного счетчика 39, мультиплексора 41 и третьего генератора 37 импульсов. The control unit 4 contains a third pulse generator 37, a fifth switch 38, a third reverse counter 39, a read only memory 40 with three outputs and a second multiplexer 41, the three inputs of which are connected respectively with the outputs of the ROM 40, the second and third inputs of the third reversible counter 39 are connected to the corresponding outputs of the fifth switch 38, the input of the control unit 4, as well as its first, second and third outputs are respectively the input of the fifth switch 38 and the outputs of the third reversible counter 39, mul tiplexer 41 and a third pulse generator 37.

Датчик 18 линейного перемещения содержит кодированный диск 42, который посредством червячной передачи 43 связан с механизмом 2 держателя фотопластины и с держателем 44 фотопластины, блок 45 облучения и фотоприемник (фотодиод) 46, выход которого является выходом датчика 18 линейного перемещения. The linear displacement sensor 18 comprises an encoded disk 42, which is connected via a worm gear 43 to the photographic plate holder mechanism 2 and to the photo plate holder 44, an irradiation unit 45 and a photodetector (photodiode) 46, the output of which is the output of the linear displacement sensor 18.

Микрофотометр 1 содержит источник 47 света, оптическую систему 48, держатель 44 фотопластины, связанный посредством червячной передачи 43 с механизмом 2 перемещения держателя фотопластины, фотопластину 49 и фотоприемник 6, выход которого является выходом микрофотометра. The microphotometer 1 comprises a light source 47, an optical system 48, a photographic plate holder 44 coupled by means of a worm gear 43 to a photographic plate holder mechanism 2, a photographic plate 49 and a photodetector 6, the output of which is the output of a microphotometer.

Узлы устройства для спектрального анализа выполнены следующим образом. The nodes of the device for spectral analysis are as follows.

Микрофотометр 1 - прибор МФ-2; блок 3 памяти спектра эталонов построен на базе репрограммируемых ПЗУ К 573 РФЗ, информационная емкость одной микросхемы 64 Кбит, организация слов 4096х16; блок 4 управления реализован на микро-ЭВМ "Электроника-60М"; аналого-цифровой преобразователь 7 - АЦП исследовательного приближения К 1108 ПВ1 (число разрядов - 10, время преобразования - 1 мкс); датчик 18 линейного перемещения - фотоэлектрический преобразователь считывания, в состав которого входят кодированный диск 42, блок 45 облучения и фотодиод 46 типа Фд-3. Формирователь 19 импульсов выполнен по типовой схеме. Microphotometer 1 - device MF-2; block 3 memory spectrum of standards built on the basis of reprogrammable ROM K 573 RFZ, the information capacity of one chip 64 Kbit, word organization 4096x16; control unit 4 is implemented on a microcomputer "Electronics-60M"; analog-to-digital converter 7 - ADC of the research approximation K 1108 PV1 (the number of bits is 10, the conversion time is 1 μs); linear displacement sensor 18 is a photoelectric read converter, which includes a coded disk 42, an irradiation unit 45, and a Fd-3 type photodiode 46. The pulse shaper 19 is made according to a typical scheme.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом. Photoelectric Converter operates as follows.

На червячной передаче 43 жестко закреплен кодированный диод 42, который представляет из себя стеклянное основание с нанесенной маской - кодовой дорожкой с равномерно расположенными прозрачными и непрозрачными для лучистого потока сегментами. В процессе вращения червячной передачи 43 луч света, проходя от блока 45 облучения через прозрачные сегменты кодовой дорожки диска 42, освещает фотодиод 46, связанный с формирователем 19 импульсов, на выходе которого формируются синхроимпульсы частотой F_ф. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 20, построенного на базе микросхем 564 ИЕ 16.The coded diode 42 is rigidly fixed on the worm gear 43, which is a glass base with a mask applied - a code track with evenly spaced segments transparent and opaque to the radiant flux. During the rotation of the worm gear 43, a light beam passing from the irradiation unit 45 through the transparent segments of the code track of the disk 42 illuminates the photodiode 46 connected to the pulse shaper 19, at the output of which sync pulses with a frequency of F _f are generated. These pulses are fed to the counting input of the counter 20, built on the basis of chips 564 IE 16.

Основой механизма 2 является шаговый двигатель, связанный через червячную передачу 43 с держателем 44 фотопластины. Включение механизма 2 осуществляется блоком 4 управления. В зависимости от параметров импульсов, поступающих на механизм 2 перемещения держателя фотопластины, фотопластина 49 перемещается с различными скоростями как в одну, так и в другую стороны (при этом меняется направление и скорость вращения шагового двигателя). Этот режим работы механизма 2 обеспечивает "СКАНИРОВАНИЕ" выбранных аналитических линий. The basis of the mechanism 2 is a stepper motor connected through a worm gear 43 with the holder 44 of the photographic plate. The inclusion of the mechanism 2 is carried out by the control unit 4. Depending on the parameters of the pulses arriving at the mechanism 2 for moving the holder of the photographic plate, the photographic plate 49 moves with different speeds both in one or the other direction (this changes the direction and speed of rotation of the stepper motor). This mode of operation of mechanism 2 provides a "SCAN" of selected analytical lines.

Усилитель 5 - прецизионный усилитель постоянного тока, выполненный на базе операционных усилителей (ОУ) по схеме. Amplifier 5 is a precision direct current amplifier based on operational amplifiers (op amps) according to the scheme.

Блоки памяти длин волн 21 и спектра пробы выполнены на базе микросхем ОЗУ КР 537 РУ 3 А информационная емкость одной микросхемы 4096 бит, организация 4096 слов х 1 разряд, время выборки адреса не более 320 нс. В блок памяти спектра эталонов 3 занесена информация о интенсивности аналитических линий эталонов, использующихся в спектральной лаборатории предприятия. The memory blocks of wavelengths 21 and the spectrum of the sample were made on the basis of the RAM RAM chips 537 RU 3 A, the information capacity of one chip is 4096 bits, the organization is 4096 words x 1 bit, the address access time is no more than 320 ns. Information on the intensity of the analytical lines of the standards used in the spectral laboratory of the enterprise is entered in the memory block of the spectrum of standards 3.

Генератор импульсов 16 содержит мультивибратор на микросхемах К 1555 АГ3, связанный со счетчиком-делителем с программируемым коэффициентом деления на основе микросхемы К 155 ИЕ 9. В зависимости от подаваемого на информационные входы микросхем К 155 ИЕ 9 кодов меняется частота следования импульсов с выхода генератора импульсов. Это позволяет менять скорость считывания информации с блоков памяти 8 и 21 и скорость развертки электронного луча ЭЛТ 23. Мультиплексор 14 коммутирует информацию, поступающую по двум входным шинам на одну выходную. Мультиплексор 14 выполнен на базе логических элементов ТТЛ. The pulse generator 16 contains a multivibrator on K 1555 AG3 microcircuits connected with a counter divider with a programmable division coefficient based on the K 155 IE 9 chip. Depending on the codes supplied to the information inputs of the K 155 IE 9 chips, the pulse repetition rate varies from the output of the pulse generator. This allows you to change the speed of reading information from memory units 8 and 21 and the scanning speed of the electron beam of the CRT 23. Multiplexer 14 commutes the information received via two input buses to one output. The multiplexer 14 is made on the basis of the TTL logic elements.

В качестве ЦАП 12 и 13 использованы микросхемы К 572 ПА 1А, предназначенные для преобразования 10-разрядного прямого параллельного двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе. As DACs 12 and 13, K 572 PA 1A microcircuits were used, designed to convert a 10-bit direct parallel binary code on digital inputs to a current on an analog output.

Усилители 26 и 27 вертикального отклонения построены по типовым схемам видеоусилителей, а блок 24 горизонтальной шаговой развертки функционирует как цифровой генератор ступенчатого линейно изменяющегося напряжения (ЛИН) и выполнен по схеме. The amplifiers 26 and 27 of the vertical deviation are constructed according to standard video amplifier circuits, and the horizontal step-by-step block 24 functions as a digital generator of step-wise linear voltage variation (LIN) and is made according to the scheme.

В состав блока 24 входят последовательно соединенные второй переключатель 29, реверсивный счетчик 30 (К 155 ИЕ 7), ЦАП 31 К 572 ПА 1А и согласующий усилитель 32. Ступенчатое ЛИН формируется при помощи ЦАП 31, на вход которого поступает с выхода счетчика 30 линейно изменяющееся во времени число. Для получения такого числа на вход "Суммирование" счетчика 30 поступают импульсы с генератора 16 импульсов или формирователя 19 импульсов. В другом положении второго переключателя 29 блока 24 входные импульсы поступают на вход "Вычитание" первого реверсивного счетчика 30. Это обеспечивает работу устройства в режиме СКАНИРОВАНИЕ, при котором электронный луч перемещается по экрану ЭЛТ 23 в заданных пределах. The structure of block 24 includes a second switch 29 connected in series, a reverse counter 30 (K 155 IE 7), a DAC 31 K 572 PA 1A, and a matching amplifier 32. A stepped LIN is formed using a DAC 31, the input of which is supplied from the output of the counter 30 linearly in time number. To obtain such a number, the input “Summation” of the counter 30 receives pulses from a pulse generator 16 or a pulse shaper 19. In another position of the second switch 29 of the block 24, the input pulses are fed to the input "Subtraction" of the first reversible counter 30. This ensures the operation of the device in the SCAN mode, in which the electron beam moves along the screen of the CRT 23 within the specified limits.

Формирователь 15 адреса считывания содержит два переключателя 34 и 35, второй генератор 33 импульсов, выполненный по схеме автоколебательного мультивибратора и второй реверсивный счетчик 36 на микросхемах К 155 ИЕ7. В зависимости от положения четвертого переключателя 35 увеличивается или уменьшается адрес считывания. Если на один из входов второго реверсивного счетчика 36 поступают сигналы с выхода второго генератора 33 импульсов, то изменяется адрес считывания блоков памяти спектра. The read address generator 15 contains two switches 34 and 35, a second pulse generator 33 made according to the scheme of a self-oscillating multivibrator, and a second reversible counter 36 on the K 155 IE7 microcircuits. Depending on the position of the fourth switch 35, the read address increases or decreases. If one of the inputs of the second reversible counter 36 receives signals from the output of the second pulse generator 33, then the reading address of the spectrum memory blocks changes.

Мультиплексор 14 коммутирует информацию, поступающую по двум входным шинам на одну выходную. Мультиплексор 14 выполнен на базе логических элементов ТТЛ. The multiplexer 14 switches the information coming through two input buses to one output. The multiplexer 14 is made on the basis of the TTL logic elements.

В качестве ЦАП 12 и 13 использованы микросхемы К 572 ПА 1А, предназначенные для преобразования 10-разрядного прямого параллельного двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе. Каждая микросхема ЦАП включена по схеме. As DACs 12 and 13, K 572 PA 1A microcircuits were used, designed to convert a 10-bit direct parallel binary code on digital inputs to a current on an analog output. Each DAC chip is included in the circuit.

Усилители 26 и 27 вертикального отклонения построены по типовым схемам видео- усилителей, а блок 24 горизонтальной шаговой развертки функционирует как цифровой генератор ступенчатого линейно изменяющегося напряжения (ЛИН) и выполнен по схеме. The amplifiers 26 and 27 of the vertical deviation are constructed according to typical schemes of video amplifiers, and the horizontal step-by-step block 24 functions as a digital generator of step-wise linearly varying voltage (LIN) and is made according to the scheme.

В состав блока 24 входят последовательно соединенные второй переключатель 29, реверсивный счетчик 30 (К 155 ИЕ 7), ЦАП 31 К 572 ПА 1А и согласующий усилитель 32. Ступенчатое ЛИН формируется при помощи ЦАП 31, на вход которого поступает с выхода счетчика 30 линейно изменяющееся число. Для получения такого числа на вход "Суммирование" счетчика 30 поступают импульсы с генератора 16 импульсов или формирователя 19 импульсов. В другом положении второго переключателя 29 блока 24 входные импульсы поступают на вход "Вычитание" первого реверсивного счетчика 30. Это обеспечивает работу устройства в режиме СКАНИРОВАНИЕ, при котором электронный луч перемещается по экрану ЭЛТ 23 в заданных пределах. The structure of block 24 includes a second switch 29 connected in series, a reverse counter 30 (K 155 IE 7), a DAC 31 K 572 PA 1A, and a matching amplifier 32. A stepped LIN is formed using a DAC 31, the input of which is supplied from the output of the counter 30 linearly number. To obtain such a number, the input “Summation” of the counter 30 receives pulses from a pulse generator 16 or a pulse shaper 19. In another position of the second switch 29 of the block 24, the input pulses are fed to the input "Subtraction" of the first reversible counter 30. This ensures the operation of the device in the SCAN mode, in which the electron beam moves along the screen of the CRT 23 within the specified limits.

Формирователь 15 адреса считывания содержит два переключателя 34 и 35, второй генератор 33 импульсов, выполненный по схеме автоколебательного мультивибратора и второй реверсивный счетчик 36 на микросхемах К155ИЕ7. В зависимости от положения четвертого переключателя 35 увеличивается или уменьшается адрес считывания. Если на один из входов второго реверсивного счетчика 36 поступают сигналы с выхода второго генератора 33 импульсов, то изменяется адрес считывания блоков памяти спектра пробы и длин волн относительно адреса считывания, поступающего с выхода блока 4 управления по шине Р. Shaper 15 of the read address contains two switches 34 and 35, a second pulse generator 33 made according to the scheme of a self-oscillating multivibrator and a second reversible counter 36 on K155IE7 microcircuits. Depending on the position of the fourth switch 35, the read address increases or decreases. If one of the inputs of the second reversible counter 36 receives signals from the output of the second pulse generator 33, then the read address of the memory blocks of the spectrum of the sample and wavelengths changes with respect to the read address coming from the output of the control unit 4 via bus P.

В результате на экране ЭЛТ 23 кривые, соответствующие интенсивности спектральных линий пробы и эталона, будут смещаться одна относительно другой. При компенсации погрешностей максимумы кривых совместятся. По коду В с выхода блока 4 управления значения почернений основной линии элемента в спектре излучения исследуемой пробы и эталона поступают с выходов блоков памяти спектра пробы 8 и эталонов 3 и запоминаются в блоке 9 вычисления концентрации. Аналогично осуществляется поиск кривых, соответствующих почернению линий сравнения элементов пробы и эталона, совмещение экстремумов кривых и запоминание значений в блоке 9 вычисления концентрации. Заключительным эталоном является вычисление блоком 9 концентрации элемента неизвестной пробы. As a result, on the CRT screen 23, the curves corresponding to the intensities of the spectral lines of the sample and the reference will be shifted one relative to the other. When compensating for errors, the maximums of the curves are combined. According to code B, from the output of control unit 4, the values of blackening of the main line of the element in the radiation spectrum of the studied sample and standard are received from the outputs of the memory blocks of the spectrum of the sample 8 and standards 3 and stored in the concentration calculation unit 9. Similarly, the search for curves corresponding to the blackening of the lines of comparison of the elements of the sample and the standard is carried out, the extrema of the curves are combined and the values are stored in the concentration calculation unit 9. The final standard is the calculation by block 9 of the concentration of the element of an unknown sample.

Блок управления формирует:
импульсную последовательность, которая поступает на шаговый двигатель механизма 2 перемещения держателя фотопластины;
последовательность из трех кодов В1, В2 и В3: код В1 разрешает запись информации блоком 9 вычисления концентрации с выхода блока 8 памяти спектра пробы; код В2 разрешает запись информации блоком 9 вычисления концентрации с выхода блока 3 памяти спектра эталонов; код В3 разрешает вычисление блоком 9 концентрации элемента неизвестной пробы.The control unit forms:
the pulse sequence that is supplied to the stepper motor of the mechanism 2 for moving the holder of the photographic plate;
a sequence of three codes B1, B2 and B3: the code B1 allows the information to be recorded by the concentration calculating unit 9 from the output of the sample spectrum memory unit 8; code B2 allows the recording of information by the concentration calculating unit 9 from the output of the standard spectrum block 3; code B3 allows the block 9 to calculate the concentration of an unknown sample element.

Последовательность кодов с выходов блока управления: В1, В2, В1, В2, В3. Запись кодов в блок 9, а также результат вычисления концентрации отображается регистратором 10. The sequence of codes from the outputs of the control unit: B1, B2, B1, B2, B3. The record of codes in block 9, as well as the result of calculating the concentration, is displayed by the recorder 10.

- код Р, который синхронизирован с сигналом F и является адресом записи или считывания для блоков памяти длин волн 21 и спектра пробы 8. - code P, which is synchronized with the signal F and is the write or read address for the memory blocks of wavelengths 21 and the spectrum of the sample 8.

В состав телевизионного индикатора 11 входит однолучевая ЭЛТ 23. Однако использование коммутатора 28 и двух усилителей вертикального отклонения 26 и 27 позволяет отображать на ЭЛТ 23 информацию по двум каналам. Частота коммутации выбрана достаточно высокой, так что оператору представлены на экране ЭЛТ 23 две кривые, которые он может смещать по вертикали, по горизонтали и изменять их масштаб. Смещение по вертикали достигается суммированием с сигналом выхода ЦАП в усилителях вертикального отклонения постоянной составляющей, изменение масштаба обеспечивается изменением коэффициентов усиления усилителей вертикального отклонения. Смещение по горизонтали достигается изменением адресов считывания, поступающих на адресные входы блоков памяти спектра пробы 8 и эталонов 3. Генератор 25 коммутирующих импульсов - автоколебательный мультивибратор, построенный на микросхемах К 155 АГ 3, а коммутатор 28 - микросхема КР 590 КН 4. The composition of the television indicator 11 includes a single-beam CRT 23. However, the use of the switch 28 and two amplifiers of vertical deviation 26 and 27 allows you to display information on the CRT 23 through two channels. The switching frequency was selected high enough, so that the operator is presented on the screen of the CRT 23 two curves that he can shift vertically, horizontally and change their scale. The vertical offset is achieved by summing with the output signal of the DAC in the amplifiers of the vertical deviation of the constant component, the scale is provided by changing the gain of the amplifiers of the vertical deviation. The horizontal shift is achieved by changing the read addresses supplied to the address inputs of the memory blocks of the spectrum of sample 8 and standards 3. The generator 25 of the switching pulses is a self-oscillating multivibrator built on K 155 AG 3 chips, and the switch 28 is a KR 590 KN 4 chip.

Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.

Спектральный анализ с фотографической регистрацией находит широкое применение при исследовании многокомпо- нентных и разнообразных по составу проб. Фотометрирование и обработка данных измерений является трудоемким этапом анализа и сопровождается наличием субъек- тивных ошибок. Замена большей части ручных операций при обработке спектрограмм на автоматическую приводит к повышению достоверности получаемой информации, улучшению условий труда в спектральной лаборатории. Spectral analysis with photographic registration is widely used in the study of multicomponent and diverse samples. Photometry and processing of measurement data is a laborious stage of analysis and is accompanied by the presence of subjective errors. Replacing most of the manual operations during processing of spectrograms with automatic leads to an increase in the reliability of the information received, and to an improvement in working conditions in the spectral laboratory.

В предлагаемом устройстве обеспечивается контролируемое перемещение держателя 44 фотопластины (предметного столика) микрофотометра 1 с закрепленной на нем фотопластиной 49. В процессе перемещения фотопластины 49 аналоговый сигнал на выходе усилителя 5, несущий информацию о оптической плотности (почернении) аналитических линий всего спектра или заданных его участков, преобразуется АЦП 7 в цифровой код и запоминается блоком 8 памяти спектра пробы. The proposed device provides controlled movement of the holder 44 of the photographic plate (stage) of the microphotometer 1 with a photographic plate 49 attached to it. During the movement of the photographic plate 49, an analog signal at the output of the amplifier 5 carries information about the optical density (blackening) of the analytical lines of the entire spectrum or its specified sections , ADC 7 is converted into a digital code and stored by the block 8 of the memory of the spectrum of the sample.

Одновременно в блоке 21 памяти длин волн запоминается информация о положении измеренной аналитической линии относительно выбранной реперной линии. Известно, что при применении определенного типа спектрографа расстояние между линиями элементов в различных спектрах всегда одинаково. Это означает, что расстояние между максимумами почернения одной предварительно выбранной (реперной) линии и максимумами почернения аналитических линий во всех спектрах будет постоянным. Поэтому при измерении почернений этих линий в различных спектрах держатель фотопластины 44 необходимо передвигать на одно и то же расстояние относительно реперной линии. At the same time, information on the position of the measured analytical line relative to the selected reference line is stored in the wavelength memory unit 21. It is known that when using a certain type of spectrograph, the distance between the lines of elements in different spectra is always the same. This means that the distance between the blackening maxima of one pre-selected (reference) line and the blackening maxima of the analytical lines in all spectra will be constant. Therefore, when measuring the blackening of these lines in different spectra, the holder of the photographic plate 44 must be moved at the same distance relative to the reference line.

В предлагаемом устройстве для вычисления концентрации элемента неизвестной пробы осуществляют сравнение максимумов аналитических линий, соответствующих почернению основной линии элемента и линии сравнения в спектре излучения исследуемой пробы и эталона. Однако за счет погрешностей механизма 2 перемещения фотопластины 49, нелинейной зависимости расстояния от реперной точки до аналитических линий и длины волны λэтих линий, отсутствию повторяемости этой зависимости для различных фотопластин и т. п. максимумы интенсивности аналитических линий пробы и эталона смещены на случайную величину Δ λ= λ_э-λ_п. Эту величину невозможно вычислить для каждой фотопластины: поиску спектральных линий, вычислению их длин волн, сравнению полученных значений с эталонными и т. д.In the proposed device for calculating the concentration of an element of an unknown sample, the maxima of the analytical lines corresponding to the blackening of the main line of the element and the comparison line in the radiation spectrum of the studied sample and reference are compared. However, due to the errors of the mechanism 2 for moving the photographic plate 49, the nonlinear dependence of the distance from the reference point to the analytical lines and the wavelength λ of these lines, the lack of repeatability of this dependence for various photographic plates, etc., the intensity maxima of the analytical lines of the sample and the reference are shifted by a random value Δ λ = λ _e -λ _p . This value cannot be calculated for each photographic plate: searching for spectral lines, calculating their wavelengths, comparing the obtained values with reference ones, etc.

В предлагаемом устройстве в ходе фотометрирования на экране ЭЛТ 23 телевизионного индикатора 11 отображаются кривые, пропорциональные степени аналитических линий пробы и эталона. Оператор осуществляет визуальный контроль за местоположением максимумов аналитических линий и в случае их несовпадения (Δ λ≠0) осуществляет компенсацию погрешности. In the proposed device during photometry on the screen of the CRT 23 of the television indicator 11 displays curves proportional to the degree of the analytical lines of the sample and the standard. The operator visually monitors the location of the maxima of the analytical lines and, if they do not coincide (Δ λ ≠ 0), compensates for the error.

Установка исходного состояния. Setting the initial state.

Оператор устанавливает держатель 44 фотопластины на считывание с фотопластины 49 реперной линии, счетчик 20 сбрасывается на ноль, первый переключатель 17 устанавливают в положение, когда F = F_ф. Второй, третий, четвертый и пятый переключатели 29, 34 и 35 устанавливают в положение, при котором на входы "+1" первого, второго и третьего реверсивных счетчиков 30, 36 и 39 поступают импульсы F. Первый, второй и третий реверсивные счетчики 30, 36 и 39 устанавливают в нулевое состояние. Первый вход мультиплексора 14, связанный со вторым выходом блока 4 управления, подключен к выходу мультиплексора 14.The operator sets the holder 44 of the photographic plate to read from the photographic plate 49 of the reference line, the counter 20 is reset to zero, the first switch 17 is set to the position when F = F _f . The second, third, fourth and fifth switches 29, 34 and 35 are set to the position where the pulses F are fed to the +1 inputs of the first, second and third reversible counters 30, 36 and 39. The first, second and third reversible counters 30, 36 and 39 are set to zero. The first input of the multiplexer 14, connected with the second output of the control unit 4, is connected to the output of the multiplexer 14.

Запись информации. Recording information.

В ходе фотометрирования блок 4 управления формирует на третьем выходе последовательность импульсов, которая поступает на механизм 2 перемещения держателя 44 фотопластины. Формирователь 19 импульсов при перемещении держателя 44 фотопластины формирует сигнал с частотой F_ф, которые поступают на счетный вход счетчика 20 импульсов, входы "+1" первого, второго и третьего реверсивных счетчиков 30, 36 и 39, а также на вход запуска АЦП 7.During photometry, the control unit 4 generates a pulse train at the third output, which arrives at the mechanism 2 for moving the holder 44 of the photographic plate. The shaper 19 pulses when moving the holder 44 of the photographic plate generates a signal with a frequency F _f , which are fed to the counting input of the counter 20 pulses, inputs "+1" of the first, second and third reversible counters 30, 36 and 39, as well as to the input of the ADC start 7.

Счетчик 20 осуществляет счет числа этих импульсов, число которых зависит от величины перемещения держателя 44 фотопластины и соответствует определенным значениям длин λволн аналитических линий. Код D с выхода счетчика 20 поступает на информационный вход блока 21 памяти длин волн, где осуществляется его запоминание для выбранных оператором аналитических линий. The counter 20 counts the number of these pulses, the number of which depends on the amount of movement of the holder 44 of the photographic plate and corresponds to certain values of the lengths λ of the analytical lines. Code D from the output of the counter 20 is fed to the information input of the wavelength memory unit 21, where it is stored for analytical lines selected by the operator.

Сигнал с выхода фотоприемника 6 микрофотометра 1 усиливается (масштабирующим) усилителем 5 и поступает на вход АЦП 7. Цифровой код 1 с приходом каждого импульса на вход запуска АЦП 7 поступает с выхода АЦП 7 на информационный вход блока 8 памяти спектра пробы, где осуществляется его запоминание. The signal from the output of the photodetector 6 of the microphotometer 1 is amplified by a (scaling) amplifier 5 and fed to the input of the ADC 7. Digital code 1 with the arrival of each pulse to the input of the ADC 7 starts from the output of the ADC 7 to the information input of the sample spectrum memory unit 8, where it is stored .

Блок 4 управления формирует на первом выходе (выходной шине Р) адрес записи, поступающий через мультиплексор 14 на адресные входы блоков памяти длин волн 21 и спектра пробы. Адрес записи изменяется с приходом каждого импульса с выхода формирователя 19 импульсов. The control unit 4 generates at the first output (output bus P) the recording address supplied through the multiplexer 14 to the address inputs of the memory blocks of wavelengths 21 and the spectrum of the sample. The recording address changes with the arrival of each pulse from the output of the shaper 19 pulses.

С приходом сигналов с выхода формирователя 19 импульсов на вход блока 24 горизонтальной шаговой развертки на его выходе формируется линейно изменяющееся напряжение, которое поступает на схему горизонтального отклонения электронного луча ЭЛТ 23. With the arrival of signals from the output of the pulse shaper 19 to the input of the horizontal stepping unit 24, a linearly varying voltage is generated at its output, which is fed to the horizontal deflection of the electron beam of the CRT 23.

Информация с выходов блоков памяти спектров пробы и эталонов преобразуется первым и вторым ЦАП 12 и 13 в аналоговую форму, усиливается первым 26 и вторым 27 усилителями вертикального отклонения и поступает через коммутатор 28 на схему вертикального отклонения электронного луча ЭЛТ. Information from the outputs of the memory blocks of the spectra of the samples and standards is converted by the first and second DACs 12 and 13 into analog form, amplified by the first 26 and second 27 amplifiers of vertical deviation, and fed through switch 28 to the vertical deviation circuit of the CRT electron beam.

В ходе перемещения держателя 44 фотопластины оператор имеет возможность наблюдать на экране ЭЛТ 23 информацию о интенсивности аналитических линий спектров пробы и эталона, оценивать степень смещения максимумов почернений, наблюдать на индикаторе 22 соответствующее значение длин волн аналитических линий пробы. During the movement of the photographic plate holder 44, the operator has the opportunity to observe information on the intensity of the analytical lines of the spectra of the sample and the reference on the CRT screen 23, to evaluate the degree of shift of the blackening maxima, to observe on the indicator 22 the corresponding wavelength of the analytical lines of the sample.

После записи информации о интенсивности и длинах волн всех аналитических линий пробы переходят к следующему режиму. After recording information about the intensity and wavelengths of all analytical lines, the samples move to the next mode.

Поиск аналитических линий. Search for analytical lines.

Переключатель 17 устанавливают в такое положение, при котором выходной сигнал F = F_о. Переключают мультиплексор 14, информация с его второго входа поступает на выход.The switch 17 is set in such a position that the output signal F = F _about . The multiplexer 14 is switched, information from its second input is output.

Первый реверсивный счетчик 30 блока 24 горизонтальной шаговой развертки и третий реверсивный счетчик 39 блока 4 управления устанавливают в исходное (нулевое) состояние. The first reversible counter 30 of the horizontal stepping unit 24 and the third reversible counter 39 of the control unit 4 are set to the initial (zero) state.

Включают генератор 16 импульсов, сигналы с выхода которого поступают:
на вход "+1" третьего реверсивного счетчика 39 блока 4 управления, который формирует адрес считывания, поступающий на вход блока 3 памяти спектра эталонов;
на вход "+1" второго реверсивного счетчика 36 формирователя 15 адреса считывания, который формирует адреса считывания информации в блоках памяти длин волн 21 и спектра пробы 8;
на вход "+1" первого реверсивного счетчика 30 блока 24 горизонтальной шаговой развертки; каждый сигнал с выхода генератора 17 импульсов приводит к перемещению электронного луча ЭЛТ 23.They include a pulse generator 16, the output signals of which are received:
at the input "+1" of the third reversible counter 39 of the control unit 4, which generates a read address received at the input of the unit 3 of the memory of the spectrum of standards;
to the input "+1" of the second reversible counter 36 of the shaper 15 of the read address, which generates the read addresses of the information in the memory blocks of the wavelengths 21 and the spectrum of the sample 8;
the input "+1" of the first reversible counter 30 of the block 24 horizontal stepping; each signal from the output of the pulse generator 17 leads to the movement of the electron beam of the CRT 23.

Оператор, учитывая информацию о длине волн аналитических линий, которая отображается с помощью индикатора 22, и осуществляя контроль за информацией на экране ЭЛТ 23 выводит на экран ЭЛТ 23 кривые, соответствующие выбранным аналитическим линиям пробы и эталона, например основную линию элемента в спектре излучения исследуемой пробы и основную линию эталона. Генератор 16 импульсов выключают. The operator, taking into account the information on the wavelength of the analytical lines, which is displayed using the indicator 22, and monitoring the information on the CRT screen 23 displays the curves corresponding to the selected analytical lines of the sample and the standard on the CRT screen 23, for example, the main line of the element in the radiation spectrum of the test sample and the main line of the standard. The pulse generator 16 is turned off.

Оценивают степень совмещения максимумов аналитических линий пробы и эталона. Если максимумы не совпадают, переходят к следующему этапу. Предварительно, синхронно переключая второй 29 и пятый переключатель 38 устанавливают такой адрес Р считывания с выхода блока 4 управления, чтобы он соответствовал максимуму аналитической линии эталона. Assess the degree of combination of the maxima of the analytical lines of the sample and the standard. If the highs do not match, go to the next step. Previously, synchronously switching the second 29 and the fifth switch 38 set such a read address P from the output of the control unit 4 so that it corresponds to the maximum of the analytical line of the standard.

Совмещение максимумов аналитических линий пробы и эталона. The combination of the maxima of the analytical lines of the sample and the standard.

С помощью третьего переключателя 34 подают сигналы с выхода второго генератора 33 импульсов на один из входов второго реверсивного счетчика 36 формирователя 15 адреса считывания. Using the third switch 34, signals are output from the output of the second pulse generator 33 to one of the inputs of the second reversible counter 36 of the read address generator 15.

Периодически изменяя положение четвертого переключателя 35, осуществляют СКАНИРОВАНИЕ аналитической линии спектра пробы. При этом адрес считывания на выходе формирователя 15 периодически меняется. Информация о интенсивности аналитической линии пробы поступает с выхода блока 8 памяти спектра пробы через первый ЦАП 12, первый усилитель 26 вертикального отклонения и коммутатор 28 на вход ЭЛТ 23, где отображается в виде кривой. Эта кривая смещается относительно точки, соответствующей максимуму аналитической линии элемента эталона. Оператор устанавливает адрес считывания на выходе формирователя 15 таким, чтобы максимумы аналитических линий спектров пробы и эталона совместились. Второй генератор 33 импульсов выключают. Periodically changing the position of the fourth switch 35, SCAN the analytical line of the spectrum of the sample. In this case, the read address at the output of the shaper 15 periodically changes. Information about the intensity of the analytical line of the sample comes from the output of the block 8 of the memory of the spectrum of the sample through the first DAC 12, the first amplifier 26 of the vertical deviation and the switch 28 to the input of the CRT 23, where it is displayed in the form of a curve. This curve shifts relative to the point corresponding to the maximum of the analytical line of the standard element. The operator sets the read address at the output of the shaper 15 so that the maxima of the analytical lines of the spectra of the sample and the reference are combined. The second pulse generator 33 is turned off.

Запоминание интенсивности аналитических линий. Storing the intensity of analytical lines.

Второй мультиплексор 41 подключает на выходную шину В код В1, а затем В2, которые поступают на вход блока 9 вычисления концентрации. Информация с выходов блоков памяти спектра пробы 8 и эталонов 3, соответствующая максимумам интенсивности аналитических линий, запоминается в блоке 9 вычисления концентрации. The second multiplexer 41 connects to the output bus B code B1, and then B2, which are input to the concentration calculation unit 9. Information from the outputs of the memory blocks of the spectrum of the sample 8 and standards 3, corresponding to the maxima of the intensity of the analytical lines, is stored in the concentration calculation unit 9.

Поиск аналитической линии. Search analytic line.

Совмещение аналитических линий пробы и эталона. Combination of analytical lines of sample and standard.

Вычисление концентрации. Calculation of concentration.

Блок 4 управления формирует на втором выходе (шине В) код В3, который поступает на вход блока 9 вычисления концентрации элемента неизвестной пробы. В блоке 9 информация о интенсивности основной линии и линии сравнения элемента пробы сравнивается с соответствующими значениями эталона. Результат вычисления концентрации передается на регистратор 10. The control unit 4 generates at the second output (bus B) a code B3, which is input to the unit 9 for calculating the concentration of the element of an unknown sample. In block 9, information about the intensity of the main line and the line of comparison of the sample element is compared with the corresponding values of the standard. The result of calculating the concentration is transmitted to the recorder 10.

Возможна другая последовательность выполнения операций при вычислении концентрации элемента неизвестной пробы, а также использование отдельных операций при анализе спектрограмм. A different sequence of operations is possible when calculating the concentration of an element of an unknown sample, as well as the use of individual operations in the analysis of spectrograms.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении точности спектрального анализа. Повышается точность измерения параметров аналитических линий спектрограмм. Становится возможным определение формы спектральной линии и разделение двух наложенных спектральных линий. Это приводит в конечном итоге к повышению точности измерения концентрации элементов неизвестной пробы. The technical and economic efficiency of the proposed device is to increase the accuracy of spectral analysis. The accuracy of measuring the parameters of the analytical lines of spectrograms is increased. It becomes possible to determine the shape of the spectral line and the separation of two superimposed spectral lines. This ultimately leads to an increase in the accuracy of measuring the concentration of elements of an unknown sample.

Предлагаемое устройство обеспечивает перемещение держателя фотопластины на заданное расстояние, считывание информации об интенсивности аналитических линий, определение длин волн каждой из линий, отображение информации о интенсивности спектральных линий пробы и эталона на экране ЭЛТ, информации о длинах волн на индикаторе, преобразование (смещение, масштабирование) информации, представленной на экране ЭЛТ, запоминание параметров аналитических линий и вычисление концентрации элемента неизвестной пробы. The proposed device provides moving the photographic plate holder by a predetermined distance, reading information about the intensity of the analytical lines, determining the wavelengths of each of the lines, displaying information about the intensity of the spectral lines of the sample and the reference on the CRT screen, information about the wavelengths on the indicator, conversion (offset, scaling) information presented on a CRT screen, storing the parameters of analytical lines and calculating the concentration of an element of an unknown sample.

При этом повышается экономичность, экспрессивность и качество проводимых анализов. Устройство обеспечивает необходимые точность и достоверность получаемых результатов в соответствии с требованиями ГОСТ, так как становится возможным сравнение спектра неизвестной пробы с данными атласа дисперсионных линий, а также компенсации случайных погрешностей, имеющих место в ходе измерения концентрации элемента неизвестной пробы. At the same time, the cost-effectiveness, expressivity and quality of the analyzes are increased. The device provides the necessary accuracy and reliability of the obtained results in accordance with the requirements of GOST, since it becomes possible to compare the spectrum of the unknown sample with the data of the atlas of the dispersion lines, as well as compensation for random errors that occur during the measurement of the concentration of the element of the unknown sample.

Claims

1. DEVICE FOR SPECTRAL ANALYSIS, including a microphotometer equipped with a photodetector and a photographic plate holder, a mechanism for moving the photographic plate holder, an amplifier, an analog-to-digital converter, a spectrum spectrum memory unit, a sample spectrum memory unit, a control unit, a concentration calculation unit and a recorder, while a photodetector through an amplifier connected to the first input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the sample spectrum memory block, the address input of the spectrum spectrum memory block connected to the first output of the control unit, the first, second and third inputs of the concentration calculation unit are connected respectively to the output of the sample spectrum memory unit, to the output of the spectrum spectrum memory unit and to the second output of the control unit, the output of the concentration calculation unit is connected to the recorder, and the third output of the unit the control is connected to the input of the mechanism of movement of the holder of the photographic plate, characterized in that, in order to improve the accuracy of the analysis by compensating for the error in determining the maxima of the analytical lines in the spectrum of the sample, a television indicator, first and second digital-to-analog converters, a multiplexer, a read address generator, a pulse generator, a switch and series-connected linear displacement sensors, a pulse shaper, a counter, a wavelength memory unit and an indicator are inserted into the device, while the linear displacement sensor is connected with the holder of the photographic plate, the address input of the wavelength memory block and the second input of the spectrum spectrum memory block are interconnected and connected through the multiplexer to the first an ode to the control unit, the pulse generator is connected via a switch and a read address generator to the second input of the multiplexer, the output of the switch is also connected to the input of the control unit and to the first input of the television indicator, the second and third inputs of which are connected respectively through the first and second digital-to-analog converters with the output of the memory unit the spectrum of the sample and with the output of the memory block of the spectrum of the standards, and the output of the pulse shaper is connected to the second input of the analog-to-digital converter and to the second input at the switch.

2. The device according to p. 1, characterized in that the television indicator comprises a cathode ray tube (CRT), a horizontal stepping unit, a switching pulse generator, a switch, first and second vertical deviation amplifiers, while the horizontal stepping unit is associated with the first CRT input, the generator is connected to the first input of the switch, the first and second amplifiers are connected respectively to the second and third inputs of the switch, the output of which is connected to the second input of the CRT, with the first, second and third inputs television display rows are respectively input horizontal walking, scanner input and a first input of the second vertical deflection amplifiers.