4. Спектральна ширина щілини
Геометрична ширина спектральної лінії
де а – ширина щілини.
Чим більше, тим більше і SГ. Таким чином, на спектрі зображення щілини займає ділянку від 1 до 2. Тут могли б розташовуватися кілька ліній, а зробити дуже малою. Різницю називають спектральною шириною щілини. Чим ширша щілина, тим більше. Очевидно, що
5. Роздільна здатність
Це здатність приладу розділяти дві поруч розташовані лінії. На перший погляд здається, що роздільну здатність можна збільшити зменшуючи а. Насправді ширина спектральної лінії зменшується лише до певної межі. При подальшому зменшенні починають працювати дифракція і світло за щілиною починає розходитися. Ширина спектральної лінії зростає.
Визначимодифракційну ширину щілини. Об'єктом, зображення якого будується у спектральному апараті, є щілина. Якби світло від щілини ніде в приладі не обмежувалося, то дифракція була відсутня і дифракційна ширина лінії дорівнювала нулю. Фактично світло обмежується розмірами оптичних деталей – об'єктивів та диспергуючої системи. Паралельний пучок, який відповідає одній спектральній лінії, розходиться від осі під невеликим кутом
де d – діючий отвір.
Можна вважати, що дифракційна ширина щілини у фокальній поверхні визначається за формулою:
коли вимірюють напівширину – відстань між точками, в яких інтенсивність дорівнює половині інтенсивності в максимумі
Мінімальна товщина спектральної лінії виходить, коли геометрична ширина щілини дорівнює її дифракційної ширини. Така щілина називаєтьсянормальної. Вона задовольняє умову
Т.к.
При ширині щілини більшої, ніж нормальна, загальна ширина ліній визначається переважно шириною щілини. При ширині щілини меншою за нормальну основний внесок у ширину лінії вносить дифракція. Таким чином, як би ми не зменшували ширину щілини, ширина лані в спектральному апараті не буде меншою за значення, що визначається за формулою (38).
4.5. Типи приладів спектрального аналізу
В даний час промисловість випускає всілякі типи приладів - переносні та стаціонарні стилоскопи, а також складні комплексні системи аналізаторів металів та сплавів.
Стаціонарні стилоскопи використовуються для проведення спектрального аналізу дрібних деталей, переносні стилоскопи - для контролю великогабаритних виробів та деталей на змонтованому устаткуванні, доставка яких до стаціонарного стилоскопа неможлива.
Розглянемо кілька типів приладів та його основні характеристики.
1. Стилоскоп слп-1.
Мал. 28. Переносний стилоскоп СЛП-1:1 - налобник; 2 – окуляр; 3 - маховичок зі шкалою; 4 - маховичок розвороту поворотної призми;
5 - постійний електрод
Переносний стилоскоп СЛП-1 (рис. 28) служить для швидкого візуального якісного та напівкількісного аналізу всіх найбільш поширених марок легованих сталей та кольорових сплавів за їх спектрами випромінювання, в основному за елементами Cr, Ni, W, V, Zn, Fe, Pb, Sn, Al, Cu, Mg, Mo, Mn, Si методом спектрального аналізу. Вказана кількість елементів, що визначаються за допомогою стилоскопа, може бути розширена. Так, наприклад, є таблиці аналітичних ознак, складені визначення Cr, W, Mn, V, Mo, Ni, Co, Ti, Al, Nb, Zr, Si, Cu - в сталях; Zn, Ni, Mn, Fe, Pb, Sn, Al, Be, Si – у мідних сплавах; Mg, Cu, Mn, Fe, Si, Zn – в алюмінієвих сплавахі для інших сплавів.
Стилоскоп розрахований на аналіз великогабаритного металу, металевого брухту, громіздких агрегатів, великих поковок, деталей великогабаритних агрегатів і машин без їх розбирання тощо безпосередньо на місці, де розташовані об'єкти аналізу, а також для роботи в умовах польових ремонтно-відновлювальних майстерень, коли аналізований об'єкт може бути доставлений в лабораторію для аналізу на стаціонарному стилоскопе.
Аналіз за допомогою стилоскопа не супроводжується пошкодженням об'єкта, що аналізується, і деталь після аналізу може бути використана за своїм прямим призначенням. У разі необхідності переносний стилоскоп може бути використаний як стаціонарний стилоскоп, для чого необхідно його закріпити на підставці, а досліджуваний матеріал помістити на окремому столику. Крім того, переносний стилоскоп може бути використаний як стандартний спектроскоп для спектрально-аналітичних робіт.
Стилоскоп може застосовуватися у виробничих умовах, включаючи роботу на відкритому повітрі, під навісом у суху погоду. У цьому описі наведено лише загальні вказівки щодо використання стилоскопа.
Характеристики стилоскопа СЛП-1:
робочий діапазон діапазону 390-670 нм.
межа дозволу: Прилад допускає роздільне спостереження спектральних ліній, нм (519,146; 519,235)
збільшення зорової труби (розрахункове) 11,2х
кут розбіжності крайніх променів 10 ° 56.
діоптрійне переміщення окуляра від установки окуляра на спектральну лінію 459537 нм +9. -3мм.
розміри вихідної зіниці 2,3 х 1,2.
фокусна відстань, мм: об'єктив 322,2; окуляра 28,8.
габаритні розміри стилоскопа 190 х 180 х 695 мм.
маса, кг: стилоскоп, не більше 6,5; стилоскопа вукладання, не більше 16.
Генератор стійко працює від мережі змінного струму напругою 110 або 220 з частотою 50 Гц, при коливаннях напруги в мережі -10%. +5% та частоти -2%. +2% у дуговому та іскровому режимі:
дуговий режим із силою струму 6,0 - 8,0 А.
режим низьковольтної іскри 3,0 – 4,0 А.
Габаритні розміри генератора 405 х 160 х 350 мм.
генератора, не більше 25
генератора укладання, не більше 30.
За принципом дії стилоскоп аналогічний стилоскоп інших конструкції. Між двома електродами, одним з яких є аналізований об'єкт, а іншим постійний електрод стилоскопа (дисковий-мідний або стрижневий-сталевий), запалюється дуга або іскра, внаслідок чого міжелектродний проміжок заповнюється парами матеріалів електродів, що світяться. Промені світла від дуги прямують у спектральний апарат через конденсор та вузьку щілину. Лінійчастий спектр, що утворюється, розглядають за допомогою окуляра і встановлюють присутність у спектрі характерних спектральних ліній визначених елементів. Спостережуваний через окуляр спектр містить лінії основного елемента проби та електрода стилоскопа та лінії домішок, що є в аналізованій пробі. Наявність ліній того чи іншого елемента в спектрі свідчить про присутність цього елемента та аналізований об'єкт; відсутність ліній є ознакою того, що шуканого елемента в об'єкті, що аналізується в кількостях, доступних для визначення за допомогою стилоскопа, немає. Більшість перелічених вище елементів ці лінії є у спектрі при концентраціях порядку кількох десятих і сотих часток відсотка. Концентрація аналізованого елемента визначається за допомогою спектральних таблиць щодо порівняльної інтенсивності світіння його характерних ліній та лінії основного елемента.