Сдвиг спектральных линий некоторых элементов в излучении плазмы источников возбуждения атомно-эмиссионных спектрометров

Abstract

A shift in the wavelength of several dozen lines of Ar, O, S, and Si elements in the spectra of an emission spectrometer with a two-jet plasmatron (TJP) as a source of excitation of the spectra (SES) is measured. The shift was measured between the value of the center of gravity (CG) wavelength of the contour of the line in the scale of the spectral range calibrated by the normal spectral lines and the value of this wavelength in the NIST directory. A method has been developed for measuring the shift of the CG of spectral lines using the capabilities of the software for the recording of the “MORS” type spectra. For such measurements, an additional low-pressure gas discharge source with line spectra for Cu, Fe and Ne elements was added to the optical scheme of the emission spectrometer, which can be used as normal wavelengths of spectral lines. As such source, a lamp with a hollow cathode (HCL) could be used. The radiation of the TJP and the radiation of the HCL were simultaneously recorded by the spectrometer. The PGS-2 spectrograph with an average inverse dispersion of 0.73 nm/mm and a linear charge coupled devices (CCD) as a recording system have been used in the TJP-spectrometer. The accuracy of the measurement of the CG shift of the spectral lines was 0.001-0.0015 nm. In the sulfur concentration range in the “pure” graphite of 130-11700 ppm, the measured shift of the S line 921.286 nm varied in the range of 0.006-0.012 nm; the magnitude of the shift of Ar and O lines was also depended on the concentration of sulfur. The shifts of Ar, O, and Cu lines in several spectra of emission spectrometers with different types of SES (helium plasmatron, low voltage argon spark and laser spark) have been measured.

В атомно-эмиссионных спектрах проб различного химического состава, полученных с аргоновым дуговым двухструйным плазмотроном (ДДП) обнаружен и измерен сдвиг по длине волны нескольких десятков спектральных линий элементов Ar, O, S и Si. Сдвиг измеряли меж ду значением длины волны центра тяжести (ЦТ) линии в откалиброванной по линиям нормалей шкале участка спектра и значением этой длины волны по справочнику NIST. Разработана методика измерения сдвига ЦТ спектральных линий с использованием возможностей программного обеспечения системы регистрации спектров типа «МОРС». Для этих измерений в оптическую схему эмиссионного спектрометра добавлен дополнительный источник газового разряда низкого давления с линейчатыми спектрами Cu, Fe и Ne, которые можно использовать как нормали длин волн спектральных линий. В качестве такого источника можно применять лампы с полым катодом (ЛПК). Излучение ДДП и ЛПК регистрировали в спектрометре одновременно. В эмиссионном спектрометре с ДДП использовали спектрограф PGS-2 со средним значением обратной дисперсии 0.73 нм/мм и систему регистрации типа «МОРС» на линейных приборах с зарядовой связью (ПЗС). Точность измерения сдвига ЦТ спектральных линий составляла 0.001-0.0015 нм. В диапазоне концентраций серы в «чистом» графите 130-11700 ppm измеренная величина сдвига линии S 921.286 нм изменялась в интервале 0.006-0.012 нм, величина сдвига спектральных линий Ar и O также зависела от концентрации серы. Измерены сдвиги линий Ar, Cu и O в эмиссионных спектрах проб различного состава, полученных с другими типами источниками возбуждения спектров: гелиевым дуговым плазмотроном, низковольтной искрой в аргоне, лазерной искрой.