zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-1-II-27-33zldm-1572Research ArticleК 30-ЛЕТИЮ «ВМК-ОПТОЭЛЕКТРОНИКА»TO THE 30th ANNIVERSARY OF VMK-OPTOELEKTRONIKAНовый атомно-эмиссионный спектрометр «Гранд-2000»A new atomic-emission spectrometer Grand-2000ДзюбаА. А.DzyubaA. A.

Анатолий Александрович Дзюба

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1, к. 100

Anatoly A. Dzyuba

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1-100

ЛабусовВ. А.LabusovV. A.

Владимир Александрович Лабусов

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1, к. 100630073, г. Новосибирск, просп. К. Маркса, д. 20

Vladimir A. Labusov

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1-100630073, Novosibirsk, prosp. K. Marksa, 20

labusov@vmk.ruЗарубинИ. А.ZarubinI. A.

Игорь Александрович Зарубин

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1, к. 100630073, г. Новосибирск, просп. К. Маркса, д. 20

Igor A. Zarubin

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1-100630073, Novosibirsk, prosp. K. Marksa, 20

Институт автоматики и электрометрии СО РАН; ООО «ВМК-Оптоэлектроника»РоссияInstitute of Automation and Electrometry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; VMK-OptoelektronikaRussian FederationИнститут автоматики и электрометрии СО РАН; ООО «ВМК-Оптоэлектроника»; Новосибирский государственный технический университетРоссияInstitute of Automation and Electrometry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; VMK-Optoelektronika; Novosibirsk State Technical UniversityRussian Federation202225012022881(II)2733Copyright © Дзюба А.А., Лабусов В.А., Зарубин И.А., 20222022Дзюба А.А., Лабусов В.А., Зарубин И.А.Dzyuba A.A., Labusov V.A., Zarubin I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1572

Для снижения вероятности спектральных наложений при прямом анализе порошков геологических проб методом дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии создан спектрометр «Гранд-2000» с рабочим диапазоном 190 – 780 нм с двумя параллельно работающими полихроматорами на основе схемы Пашена-Рунге и анализаторами МАЭС. Первый полихроматор, выполненный на основе вогнутой дифракционной решетки 2400 штр/мм с радиусом кривизны поверхности подложки два метра, регистрирует интенсивность излучения в области 190 – 350 нм с повышенным разрешением. Цель работы — экспериментальное определение светосилы и спектрального разрешения спектрометра «Гранд-2000» с анализаторами МАЭС на основе линеек фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000. Светосилу определяли путем сравнения значений интенсивности спектральных линий, зарегистрированных с использованием спектрометров «Гранд-2000» и «Гранд». Разрешение спектрометра (ширину спектральной линии на полувысоте) определяли для различных конфигураций прибора, которые отличались типами линеек фотодетекторов. Установлено, что новый спектрометр «Гранд-2000» с линейками БЛПП-4000 имеет вдвое лучшее разрешение (4 пм) по сравнению со спектрометром «Гранд». При этом светосила спектрометра «Гранд-2000» ниже в 3 – 8 раз в зависимости от длины волны. Показано, что спектрометр «Гранд-2000» с линейками БЛПП-2000 имеет пятикратное преимущество в отношении сигнал-шум в коротковолновой области спектра по сравнению со спектрометром «Гранд» с БЛПП-4000, при этом их спектральные разрешения равны.

The design of a Grand-2000 atomic emission spectrometer is considered. The optical efficiency and spectral resolution of a Grand-2000 spectrometer are compared with the corresponding characteristics of a Grand spectrometer with multi-element emission spectrum analyzers based on BLPP-2000 and BLPP-4000 photodetector arrays. The optical efficiencies are compared using the ratio of spectral line intensities recorded on the two spectrometers using the same types of photodetectors. The resolution of the spectrometers (FWHM of the spectral line) is measured using different types of photodetectors. It is shown that, when using BLPP-4000 photodetectors, the resolution of a Grand-2000 spectrometer is twice as large (4 pm), compared to a Grand spectrometer. The optical efficiency of a Grand-2000 spectrometer is 3 – 8 times lower, depending on the wavelength. It is also shown that a Grand-2000 spectrometer with BLPP-2000 photodetector arrays has better optical efficiency in the short-wavelength region compared to a Grand spectrometer with BLPP-4000 photodetector arrays at the same values of the spectral resolution.

атомно-эмиссионный спектрометрспектральное разрешениесветосила«Гранд»анализатор спектров МАЭСлинейка фотодетекторовatomic emissionspectrometerspectral resolutionoptical efficiencyGrandspectrum analyzerMAESphotodetector arraysReferencesБаландина Н. П., Захарова М. Л. Новые возможности применения трехфазной дуги и анализатора МАЭС для спектрального анализа горных пород / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 31 – 34. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-31-34Balandina N. P., Zakharova M. L. New Applications of a Three-Phase Arc and a MAES Analyzerfor Spectral Analysis of Rocks / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2017. Vol. 83. N 1. Part II. P. 31 – 34 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-31-34Мирошникова Л. К., Семенякина Н. В., Филлипова Н. Е., Шаров С. А. Распределение иттрия и иттербия в породах Норильского региона / Научн. вест. Арктики. 2020. № 9. С. 44 – 49.Miroshnikova L. K., Semenyakina N. V., Fillipova N. E., Sharov S. A. Distribution of yttrium and ytterbium in the rocks of the Norilsk region / Nauch. Vestn. Arktiki. 2020. N 9. P. 44 – 49 [in Russian].Аполицкий В. Н. Прямой интегрально-сцинтилляционный атомный эмиссионный спектральный метод анализа порошковых проб / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76. № 2. С. 3 – 9.Apolitsky V. N. Direct integral-scintillation atomic emission spectral analysis of powder samples / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2010. Vol. 76. N 2. P. 3 – 9 [in Russian].Райхбаум Я. Д., Малых В. Д., Лужкова М. А. Сцинтилляционный метод спектрального анализа тантала и ниобия в рудах / Заводская лаборатория. 1963. Т. 6. С. 677 – 680.Raikhbaum Ya. D., Malykh V. D., Luzhkova M. A. Scintillation method for spectral analysis of tantalum and niobium in ores / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 1963. Vol. 6. P. 677 – 680 [in Russian].Прокопчук С. И. Сцинтилляционный спектральный анализ в геологии. — Иркутск: Институт геохимии СО РАН, 1994. — 64 с.Prokopchuk S. I. Scintillation spectral analysis in geology. — Irkutsk: Izd. Inst. Geokhimii SO RAN, 1994. — 64 p. [in Russian].Дзюба А. А., Лабусов В. А., Васильева И. Е. и др. Аналитические возможности спектрального комплекса «Гранд-Поток» при сцинтилляционном определении содержания золота и серебра в геологических пробах / Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. № 1. С. 6 – 15. DOI:10.15826/analitika.2017.21.1.001Dzyuba A. A., Labusov V. A., Vasil’eva I. A., et al. Analytical capabilities of «Grand-Potok» spectral system for the scintillation determination of gold and silver in geological samples / Analit. Kontrol’. 2017. Vol. 21. N 1. P. 6 – 15 [in Russian]. DOI:10.15826/analitika.2017.21.1.001Васильева И. Е., Шабанова Е. В., Горячева Е. М. и др. Определение благородных металлов в геологических пробах четырех золоторудных месторождений северо-востока России / Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 6. С. 433 – 445. DOI:10.7868/S004445021806004XVasil’eva I. E., Shabanova E. V., Goryacheva E. M., et al. Determination of Precious Metals in Geological Samples from Four Gold Ore Deposits of the North-East of Russia / J. Anal. Chem. 2018. Vol. 73. N 6. P. 539 – 550. DOI:10.1134/S1061934818040123Васильева И. Е., Шабанова Е. В., Горячева Е. М. и др. Благородные металлы в образцах черных сланцев золоторудного месторождения Сухой Лог (Восточная Сибирь) по данным метода сцинтилляционной дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии / Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 8. С. 1238 – 1253. DOI:10.15372/GiG20180808Vasil’eva I. E., Shabanova E. V., Goryacheva E. M., et al. Noble metals in black shales of the Sukhoi Log gold deposit (East Siberia): evidence from scintillation arc atomic-emission spectrometry / Rus. Geol. Geophys. 2018. Vol. 59. N 8. P. 997 – 1009. DOI:10.1016/j.rgg.2018.07.019Заякина С. Б., Леснов Ф. П., Аношин Г. Н., Балухтин А. В. Атомно-эмиссионное определение благородных металлов в пробах из гидротерм вблизи вулканов Курильских островов с использованием комплекса «Гранд-Поток» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 38 – 41.Zayakina S. B., Lesnov F. P., Anoshin G. N., Balukhtin A. V. Capabilities of a «Grand-Potok» System for Atomic-Emission Determination of Noble Metals in the Samples from Hydrotherms near the Volcanoes of the Kuril Islands / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. Part II. P. 38 – 41 [in Russian].Шавекин А. С., Купцов А. В., Заякина С. Б., Аношин Г. Н. Сравнение результатов сцинтилляционного атомно-эмиссионного анализа, полученных с использованием установки «Поток» и дугового двухструйного плазмотрона «Факел» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 97 – 100. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-97-100Shavekin A. S., Kuptsov A. V., Zayakina S. B., Anoshin G. N. Comparison of the Results of Scintillation Atomic Emission Analysis Obtained on Spectral System «Potok» and a Two-Jet Arc Plasmatron «Fakel» / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2017. Vol. 83. N 1. Part II. P. 97 – 100 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-97-100Шевелев Г. А., Василенко Л. И., Каменская Э. Н. и др. Благородные и редкие металлы в некоторых месторождениях угля Казахстана / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 38 – 44. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-38-44Shevelev G. A., Vasilenko L. I., Kamenskaya E. N., et al. Noble and Rare Metals in Some Coal Deposits of Kazakhstan / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2019. Vol. 85. N 1. Part II. P. 38 – 44 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-38-44Бабин С. А., Селюнин Д. О., Лабусов В. А. Быстродействующие анализаторы МАЭС на основе линеек фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000 / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 96 – 102. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-96-102Babin S. A., Selyunin D. O., Labusov V. A. High-Speed Multichannel MAES Analyzers Based on BLPP-2000 and BLPP-4000 Photodetector Arrays / Inorg. Mater. 2020. Vol. 56. N 14. P. 1431 – 1435. DOI:10.1134/S0020168520140022Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. — Л.: Машиностроение, 1975. — 312 с.Peisakhson I. V. Optics of spectral instruments. — Leningrad: Mashinostroenie, 1975 — 312 p. [in Russian].Шабанова Е. В., Бусько А. Е., Васильева И. Е. Дуговой сцинтилляционный атомно-эмиссионный анализ порошковых проб при использовании МАЭС с высоким временным разрешением / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. Ч. II. С. 24 – 33.Shabanova E. V., Bus’ko A. E., Vasil’eva I. E. Scintillation arc atomic emission analysis of powder samples using MAES with high temporal resolution / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 1. Part II. P. 24 – 33 [in Russian].Дзюба А. А., Лабусов В. А., Бабин С. A. Анализаторы МАЭС с линейками фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000 в сцинтилляционной атомно-эмиссионной спектрометрии / Аналитика и контроль. 2019. Т. 23. N 1. С. 35 – 42. DOI:10.15826/analitika.2019.23.1.005Dzyuba A. A., Labusov V. A., Babin S. A. Testing of MAES analyzers with BLPP-2000 and BLPP-4000 photodetector linear arrays in a «GRAND-POTOK» spectral system / Analit. Kontrol’. 2019. Vol. 23. N 1. P. 35 – 42 [in Russian]. DOI:10.15826/analitika.2019.23.1.005Лабусов В. А., Путьмаков А. Н., Зарубин И. А., Гаранин В. Г. Новые многоканальные оптические спектрометры на основе анализаторов МАЭС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. Ч. II. С. 7 – 13.Labusov V. A., Put’makov A. N., Zarubin I. A., Garanin V. G. New multichannel optical spectrometers based on MAES analyzers / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 1. Part II. P. 7 – 13 [in Russian].Шабанова Е. В., Васильева И. Е., Бусько А. Е., Кунаев А. Б. Оценка размера частиц золота и серебра в геологических образцах с использованием сцинтилляционного атомно-эмиссионного анализа с высоким временным разрешением / Аналитика и контроль. 2010. № 4. 2010. С. 186 – 200.Shabanova E. V., Vasilyeva I. E., Busko A. E., Kunaev A. B. Estimation of Au- and Ag- particle sizes in geological samples using high time-resolved scintillation atomic emission analysis / Analit. Kontrol’. 2010. Vol. 14. N 4. P. 186 – 200 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.