В двулучевом приборе один луч от источника света проходит через пламя, а другой — обходит его; при помощи прерывателя — вращающегося диска 2 с отверстием 3 потоки I и II поочередно направляются в спектральный прибор, пропускающий только аналитическую линию; фотоумножитель попеременно регистрирует линию потока I и потока II. Более сложные приборы имеют два таких канала и позволяют по двулучевой схеме измерить одновременно интенсивности двух линий. Вторая линия при соответствующем ее выборе может использоваться как внутренний стандарт интенсивности.

Прибор измеряет отношение I1/I2=I0 или lg(I1/I2)=lgI0. Эти величины не зависят от колебаний интенсивности источника света, а также от характеристик измерительных схем. Когда в пламя введен раствор, то первый световой поток уменьшается до величины I1e-aС и прибор измеряет отношение (I1e-аС/I2)=I=I0e-aС, тогда оптическая плотность равна D=lg(I0/I)=0,43 a Cи зависит, только от концентрации элемента в пробе (С).

Однолучевой прибор измеряет «абсолютное» значение усредненной интенсивности; точность измерения оптической плотности у такого прибора теоретически меньше, чем у двулучевого. Фотоэлектрические сигналы от линии усредняются измерительными схемами за 10 — 30 с.

Для того чтобы собственное излучение пламени не мешало измерению абсорбции, излучение источника модулируют, прерывая его с определенной частотой механическим способом (как в двулучевой схеме) или питая лампу переменным током необходимой частоты.

Излучение пламени, как и других источников света, непостоянно, и его интенсивность колеблется с частотами от звуковых до частот порядка килогерца в зависимости от применяемых горелок и горючих смесей. Схемы регистрации настраивают таким образом, чтобы они измеряли только частоты, отличающиеся от частот пламени, а излучение источника света модулируют с частотой, которую регистрирует схема.

Для работы с холодными пламенами модуляция необязательна, так как интенсивность получения этих пламен не мешает анализу.

Калибровка прибора

В наиболее автоматизированных приборах измерительные схемы вычисляют поглощение и выдают результат анализа на печатающем устройстве или цифровом вольтметре. Калибровка периодически проверяется по эталонам и при необходимости корректируется. Более простые приборы, измеряют прозрачность, поглощение раствора в процентах либо, оптическую плотность D раствора. Приборы с еще более простой 1 измерительной схемой дают интенсивность аналитической линии (в условных единицах), по которой затем вычисляют оптическую плотность пламени или поглощение в процентах на длине волны аналитической линии.

Калибровочные графики

При помощи эталонных растворов строят графики в координатах D — С или поглощение — С в зависимости от того, какой из них ближе к линейному на интервале определяемых концентраций. При больших содержаниях концентрационная чувствительность падает, потому что вместе с полезным излучением регистрируется свет, рассеянный в спектральном приборе; при больших оптических плотностях он дает заметное преувеличение измеряемой интенсивности на длине волны аналитической линии. Другой причиной снижения концентрационной чувствительности может быть уширение линий поглощения по мере увеличения концентрации определяемого элемента. Спад чувствительности при малых концентрация объясняется потерей света при рассеянии на несгоревших частичках аэрозоля, которая сравнима в этом случае с истинным поглощением. Кроме того, имеет место ионизация-определяемых элементов, которая снижает концентрацию поглощающих атомов, увеличиваясь по мере уменьшения концентрации определяемого элемента в пламени.

Спектральный прибор

Анализатор широкого назначения имеет монохроматор высокого качества (в котором практически нет рассеянного света) с областью спектра 190—700 нм и с дисперсией от 0,6 до нескольких единиц п нм/мм. Для определения сразу двух элементов устанавливают два спектральных прибора. Обычно монохроматор построен по схеме Черни — Тернера. В приборах некоторых фирм второй монохроматор заменен набором взаимозаменяемых интерференционных светофильтров. Источник света. Большей частью пользуются лампами с полыми катодами простыми или же многокомпонентными из двойного или тройного сплава для определения нескольких элементов (например, из латуни для определения меди и цинка, из ковара для определения железа, никеля и кобальта). При работе с одноканальным прибором производится последовательное определение элементов. Если имеются многокомпонентные лампы, то t для определения достаточно лишь выводить поочередно на выходную щель линии всех элементов; если же катоды однокомпонентны, то для последовательного определения нескольких элементов следует заменять лампы. Лампы питаются от источника постоянного или переменного тока в зависимости от способа модуляции.

Атомизаторы.

Пламенные атомизаторы имеют сменные горелки для работы с разными горючими смесями в зависимости от определяемого элемента. Конструкция атомизаторов позволяет перемещать пламя относительно просвечивающего пучка света для выбора в каждом конкретном случае зоны, где происходит наибольшее поглощение аналитической линии и снижаются ошибки анализа от взаимных влияний и от нестабильности пламени. Редкоземельные элементы, алюминий, вольфрам, молибден, кремний и другие элементы, образующие прочные окислы, атомизируют в пламени ацетилен — закись азота; для определения элементов Си, Zn, Pb, Fe, Mn, Mg и других подобных применяется ацетилен — воздушное пламя или же пропан — воздушное пламя. При этом расход газовой смеси и относительную концентрацию компонентов подбирают опытным путем в зависимости от свойств определяемого элемента и от общего состава пробы.

Беспламенный метод атомизации с использованием графитовой кюветы.

Кювета представляет собой электрически нагреваемую графитовую трубку. Анализируемое вещество наносят на торец электрода, который вставляют в полость кюветы через поперечное отверстие в середине трубки.

Диаметр полости 0,5 см, а ее длина 5 см. Между электродом с пробой и другим электродом, установленным под кюветой, зажигают мощную дугу постоянного тока. При этом происходит быстрое испарение пробы, продолжающееся всего лишь несколько секунд. Проба в виде атомизированного вещества сконцентрирована в полости кюветы, которую просвечивают источником резонансного излучения.

Подготовка проб к анализу.

Способы подготовки пробы и эталонов к анализу в атомно-абсорбционном методе аналогичны используемым в атомно-эмиссионном пламенном анализе. Следует добавить только, что при разбавлении проб необходимо учитывать, что точность измерения оптической плотности зависит от ее значения. Ошибка минимальна при оптической плотности от 0,2 до 1—2. Поэтому желательно разбавлять растворы до концентраций, при которых оптическая плотность D > 0,3 и не превышает 1 — 2 единицы; при этом учитывается, что пробы должно хватать на. 2—3 параллельных замера, по которым выводится результат каждого определения.