[go: up one dir, main page]

RU2352920C2 - Method for determination of quantitative content of components in mixture - Google Patents

Method for determination of quantitative content of components in mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2352920C2
RU2352920C2 RU2006124254/28A RU2006124254A RU2352920C2 RU 2352920 C2 RU2352920 C2 RU 2352920C2 RU 2006124254/28 A RU2006124254/28 A RU 2006124254/28A RU 2006124254 A RU2006124254 A RU 2006124254A RU 2352920 C2 RU2352920 C2 RU 2352920C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
components
component
raman
intensity
Prior art date
Application number
RU2006124254/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006124254A (en
Inventor
Петр Алексеевич Волков (RU)
Петр Алексеевич Волков
Виктор Владимирович Фадеев (RU)
Виктор Владимирович Фадеев
Original Assignee
Петр Алексеевич Волков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петр Алексеевич Волков filed Critical Петр Алексеевич Волков
Priority to RU2006124254/28A priority Critical patent/RU2352920C2/en
Publication of RU2006124254A publication Critical patent/RU2006124254A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352920C2 publication Critical patent/RU2352920C2/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: physics, measurement.
SUBSTANCE: invention is related to methods for investigation of quantitative-qualitative composition of different mixtures. In method investigated mixture is excited by laser radiation, afterwards spectrum of its Raman scattering is registered. When quantitative content of components is determined, basic value Ij of Raman scattering strip intensity is selected, which corresponds to j component of mixture, where j=1…N, and N is total number of mixture components, afterwards ratio of Raman scattering strips intensities is defined for every investigated component of mixture and specified basic value Ik/Ij, where k=1…N, k≠j. Afterwards ratio of every component concentration is calculated to concentration of basic j component, and then partial concentration pl is calculated for every component.
EFFECT: provision of partial concentrations of mixture components with specified extent of accuracy and possibility to control mixture samples directly in reservoirs installed at arbitrary distance from metering equipment both in zone of sight line and outside, using simple equipment.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к методам исследования количественно-качественного состава различных смесей, в частности спиртосодержащих растворов, и может применяться, например, в пищевой промышленности, в частности, для контроля качества алкогольных напитков и этилового спирта как сырья для их изготовления.The invention relates to methods for studying the quantitative and qualitative composition of various mixtures, in particular alcohol-containing solutions, and can be used, for example, in the food industry, in particular, to control the quality of alcoholic beverages and ethyl alcohol as raw materials for their manufacture.

Из уровня техники известен способ измерения концентрации спирта в растворе путем регистрации и измерения поглощения исследуемым раствором излучения на определенных длинах волн (см. RU 2207564, МПК G01N 33/14, опубл. 27.06.2003). Основными недостатками данного метода являются большая чувствительность метода к наличию в растворе сахара, а также ограничение точности определения спирта чувствительностью регистрирующей аппаратуры, а именно соотношением сигнал/шум.The prior art method for measuring the concentration of alcohol in a solution by recording and measuring the absorption of the investigated solution of radiation at specific wavelengths (see RU 2207564, IPC G01N 33/14, publ. 06/27/2003). The main disadvantages of this method are the high sensitivity of the method to the presence of sugar in the solution, as well as the limitation of the accuracy of alcohol determination by the sensitivity of the recording equipment, namely, the signal to noise ratio.

Известен также способ определения количественного содержания компонентов в смеси, выбранный в качестве наиболее близкого аналога, в котором возбуждают исследуемый раствор лазерным излучением известной и определенной мощности на заданной длине волны (преимущественно в инфракрасном диапазоне), после чего определяют концентрацию каждого компонента по интенсивности линии комбинационного рассеяния (КР) данного компонента (см. US 5481113, МПК G01N 21/47, опубл. 02.01.1996). Основными недостатками данного метода являются необходимость обеспечения высокой стабильности мощности возбуждающего излучения, ограничение диапазона используемых длин волн, а также необходимость обязательного проведения предварительных калибровочных измерений для построения кривых зависимости интенсивности полосы КР от концентрации данного компонента, причем в такой же геометрии возбуждения и регистрации, в какой проводятся измерения для исследуемого (контролируемого) раствора.There is also a method for determining the quantitative content of components in a mixture, selected as the closest analogue, in which the test solution is excited by laser radiation of known and determined power at a given wavelength (mainly in the infrared range), after which the concentration of each component is determined from the intensity of the Raman line (KR) of this component (see US 5481113, IPC G01N 21/47, publ. 02.01.1996). The main disadvantages of this method are the need to ensure high stability of the excitation radiation power, to limit the range of wavelengths used, as well as the need for preliminary calibration measurements to construct curves of the dependence of the Raman band intensity on the concentration of this component, moreover, in the same excitation and recording geometry, in which measurements are taken for the test (controlled) solution.

Техническим результатом настоящего изобретения является определение состава смеси путем измерения парциальных концентраций ее компонентов с обеспечением этих измерений непосредственно в емкостях (без их открытия и отбора проб) с возможностью выбора длины волны возбуждения без жестких ограничений по мощности возбуждающего лазерного излучения при расположении емкостей на произвольном расстоянии от измерительной аппаратуры как в зоне прямой видимости, так и вне ее, с получением конечного результата в режиме реального времени, определение парциальных концентраций компонентов с заданной точностью без обязательного проведения предварительных калибровочных измерений, а также измерение парциальных концентраций компонентов, например, в водно-спиртовых растворах - концентрации этилового спирта в готовых винно-водочных изделиях, т.е. крепости, примесей других спиртов (метилового и др.) в готовой продукции и сырье, остаточной воды в этиловом спирте как сырье для винно-водочных изделий.The technical result of the present invention is to determine the composition of the mixture by measuring the partial concentrations of its components, providing these measurements directly in the containers (without opening and sampling them) with the possibility of choosing the excitation wavelength without severe restrictions on the power of the exciting laser radiation when the containers are located at an arbitrary distance from measuring equipment both in the line of sight and outside it, with the final result in real time, determined the partial concentrations of components with a given accuracy without the need for preliminary calibration measurements, as well as the measurement of partial concentrations of components, for example, in water-alcohol solutions - the concentration of ethyl alcohol in finished wine-vodka products, i.e. fortresses, impurities of other alcohols (methyl, etc.) in the finished product and raw materials, residual water in ethyl alcohol as raw materials for wine and vodka products.

Указанная цель достигается в способе определения количественного содержания компонентов в смеси, в котором возбуждают исследуемую смесь лазерным излучением, регистрируют спектр ее комбинационного рассеяния, после чего устанавливают количественное содержание компонентов в смеси на основе интенсивностей полос комбинационного рассеяния этих компонентов, согласно изобретению при установлении количественного содержания компонентов выбирают базовое значение Ij интенсивности полосы комбинационного рассеяния, соответствующей j-му компоненту смеси, где j=1…N, и N - общее число компонентов смеси, после чего определяют отношение интенсивностей полос комбинационного рассеяния каждого из исследуемых компонентов смеси к указанному базовому значению Ik/Ij, где к=1…N, k≠j, вычисляют отношение концентрации С* каждого компонента к концентрации указанного базового j-го компонента Cj This goal is achieved in a method for determining the quantitative content of components in a mixture in which the test mixture is excited by laser radiation, register its Raman spectrum, and then establish the quantitative content of the components in the mixture based on the intensities of the Raman bands of these components, according to the invention when quantifying the content of components choose a basic value of I j the intensity of the Raman band corresponding to the jth comp to the mixture mix, where j = 1 ... N, and N is the total number of mixture components, after which the ratio of the intensities of the Raman scattering bands of each of the studied mixture components to the specified base value I k / I j is determined, where k = 1 ... N, k ≠ j, calculate the ratio of the concentration C * of each component to the concentration of the specified base j-th component C j

Figure 00000001
Figure 00000001

где σkj - отношение сечений полос комбинационного рассеяния k-го и j-го компонентов; µлj - отношение молекулярных масс этих компонентов, после чего вычисляют парциальную концентрацию рn каждого компонента из выраженияwhere σ k / σ j is the ratio of the sections of the Raman bands of the kth and jth components; µ l / µ j is the ratio of the molecular weights of these components, after which the partial concentration p n of each component is calculated from the expression

Figure 00000002
где n=1…N.
Figure 00000002
where n = 1 ... N.

В качестве базового значения интенсивности может выбираться зарегистрированное значение интенсивности полосы комбинационного рассеяния доминирующего компонента, в частности интенсивность полосы комбинационного рассеяния воды или этанола.The registered value of the intensity of the Raman scattering band of the dominant component, in particular the intensity of the Raman scattering band of water or ethanol, can be selected as the base intensity value.

Основным отличием заявляемого способа от известных из уровня техники аналогов является то, что для определения количественного состава компонентов смеси устанавливают парциальную концентрацию каждого компонента на основе отношения интенсивности полосы комбинационного рассеяния соответствующего компонента к базовой (реперной) интенсивности. Вследствие того, что анализируются не сами интенсивности, а их отношения, в заявленном изобретении, по существу, снимаются известные из уровня техники жесткие ограничения по мощности и диапазону длин волн возбуждающего лазерного излучения, что существенно повышает технологичность способа и расширяет область его применения. Кроме того, за счет линейной зависимости интенсивности полос комбинационного рассеяния веществ от мощности возбуждающего излучения в заявленном способе также обеспечивается возможность варьирования точности определения количественного содержания компонентов в зависимости от конкретной решаемой задачи путем регулирования (увеличения или уменьшения) мощности возбуждающего лазерного излучения. Более того, близкая к сфере индикатриса КР позволяет регистрировать вторичное излучение (КР) под любым углом к направлению распространения возбуждающего лазерного луча, в частности под углом 180°, т.е. в направлении назад. Все вышесказанное в свою очередь позволяет использовать заявленный способ для экспресс-оценки качественно-количественного состава смеси (в частности, сырья для изготовления спиртных напитков или самих спиртных напитков), находящейся даже внутри закрытой емкости (в частности, для спиртных напитков - в закупоренной таре), обеспечивая определение количественного состава с достаточной степенью точности с использованием несложного оборудования.The main difference between the proposed method and analogues known from the prior art is that to determine the quantitative composition of the components of the mixture, the partial concentration of each component is established based on the ratio of the intensity of the Raman scattering band of the corresponding component to the base (reference) intensity. Due to the fact that it is not the intensities themselves that are analyzed, but their relationships, the claimed invention essentially removes the stringent restrictions on the power and wavelength range of exciting laser radiation known from the prior art, which significantly increases the manufacturability of the method and expands its scope. In addition, due to the linear dependence of the intensity of the bands of Raman scattering of substances on the power of the exciting radiation in the inventive method, it is also possible to vary the accuracy of determining the quantitative content of the components depending on the specific problem being solved by adjusting (increasing or decreasing) the power of the exciting laser radiation. Moreover, a Raman scattering close to the sphere makes it possible to detect secondary radiation (Raman radiation) at any angle to the direction of propagation of the exciting laser beam, in particular at an angle of 180 °, i.e. towards the back. All of the above, in turn, allows you to use the claimed method for the rapid assessment of the qualitatively-quantitative composition of the mixture (in particular, raw materials for the manufacture of alcoholic beverages or the alcoholic beverages themselves), even located inside a closed container (in particular, for alcoholic beverages - in sealed containers) , providing a quantitative composition with a sufficient degree of accuracy using simple equipment.

Изобретение поясняется далее более подробно на конкретном, не ограничивающем объем притязаний примере со ссылкой на чертеж, на котором приведена схема установки для осуществления заявленного способа.The invention is explained in more detail below on a specific, non-limiting example, with reference to the drawing, which shows the installation diagram for implementing the inventive method.

Устройство для осуществления способа включает в себя источник лазерного излучения 1, в качестве которого может использоваться, например, диодный лазер с длиной волны, допускающей проникновение возбуждающего излучения сквозь стенки стандартного сосуда (стеклянного или пластикового), содержащего исследуемую смесь (раствор), в частности с длиной волны, выбираемой предпочтительно, но не обязательно, из диапазона 400…550 нм.A device for implementing the method includes a laser radiation source 1, which can be used, for example, a diode laser with a wavelength that allows the penetration of exciting radiation through the walls of a standard vessel (glass or plastic) containing the test mixture (solution), in particular with a wavelength selected preferably, but not necessarily, from a range of 400 ... 550 nm.

Далее изображенное на чертеже устройство для осуществления способа может содержать также средство доставки возбуждающего излучения к образцу 2 (например, поворотные зеркала m1 и m2 для перенаправления выходящего из источника 1 излучения в приемопередающий оптоволоконный кабель 2а - в случае контактного зондирования), средство приема вторичного излучения 3 (например, линза 3а, фокусирующая вторичное излучение на входную щель полихроматора 3б или линзовый телескоп в случае неконтактного дистанционного зондирования, или приемопередающий оптоволоконный кабель 2б - в случае контактного зондирования), связанный со средством 3 приема анализатор спектра 4 (например, полихроматор с CCD линейкой или несколькими фотодиодами, настроенными на определенные длины волн, соответствующие длинам волн КР измеряемых компонентов жидкости), оптоэлектронный преобразователь (например, CCD линейка или фотодиод, настроенный на определенные длины волн) 5 и вычислительное устройство 6 (ЭВМ).Further, the device for carrying out the method depicted in the drawing may also comprise means for delivering exciting radiation to sample 2 (for example, swivel mirrors m 1 and m 2 for redirecting radiation coming out from source 1 to fiber-optic transceiver cable 2a in the case of contact sensing), means for receiving secondary radiation 3 (for example, a lens 3a focusing secondary radiation onto the entrance slit of a polychromator 3b or a lens telescope in the case of non-contact remote sensing, or a transceiver fiber optic cable 2b - in the case of contact sensing), a spectrum analyzer 4 connected to the receiving means 3 (for example, a polychromator with a CCD array or several photodiodes tuned to specific wavelengths corresponding to the Raman wavelengths of the measured liquid components), an optoelectronic converter (for example, CCD a ruler or photodiode tuned to specific wavelengths) 5 and a computing device 6 (computer).

Для осуществления способа с использованием изображенного на чертеже устройства источник 1 возбуждающего излучения и приемник (анализатор 4, преобразователь 5 и вычислительное устройство 6) подключают к электропитанию. Излучение через средство 2 доставки попадает в тару (7а - при неконтактном зондировании или 7б - при контактном зондировании), где возбуждает вторичное излучение (излучение КР) от компонентов смеси (раствора). Далее вторичное излучение через средство приема 3 (линзу 3а и щель 3б или через оптоволоконный кабель 2б) попадает на анализатор спектра 4.To implement the method using the device shown in the drawing, the source of exciting radiation 1 and the receiver (analyzer 4, transducer 5 and computing device 6) are connected to the power supply. The radiation through the delivery vehicle 2 falls into the container (7a for non-contact sensing or 7b for contact sensing), where it excites secondary radiation (Raman radiation) from the components of the mixture (solution). Next, the secondary radiation through the receiving means 3 (lens 3A and the slit 3b or through a fiber optic cable 2b) gets on the spectrum analyzer 4.

При этом в рамках заявленного способа возможны следующие частные случаи осуществления исследования смеси:Moreover, in the framework of the claimed method, the following particular cases of the study of the mixture are possible:

(а) неконтактное дистанционное зондирование объема, расположенного в зоне прямой видимости; в этом случае лазерный луч направляется в тару с образцом 7а (причем необходимость в поворотных зеркалах m1 и m2 в этом случае фактически отпадает), а излучение КР приемной оптикой (в частности, линзой 3а) собирается и фокусируется на входную щель 3б анализатора спектра 4 (полихроматора).(a) non-contact remote sensing of a volume located in the line of sight; in this case, the laser beam is directed into the container with sample 7a (and the need for rotary mirrors m 1 and m 2 in this case actually disappears), and the Raman radiation is collected by the receiving optics (in particular, lens 3a) and focused on the entrance slit 3b of the spectrum analyzer 4 (polychromator).

(б) контактное дистанционное зондирование; в этом случае к источнику 1 и анализатору спектра 4 (полихроматору) пристыковывается Y-образный приемопередающий оптоволоконный кабель 2а-2б, состоящий из центрального передающего световода и 6-8 приемных световодов, окружающих его. Как вариант может быть использовано два кабеля - передающий и приемный, что в общем случае менее удобно, но в некоторых специальных применениях может оказаться целесообразным. В общих случаях кабель (или кабели) подводятся торцами вплотную к таре 7б с контролируемой жидкостью. При этом объект может находиться вне зоны прямой видимости из прибора, так как кабель допускает изгибы во всех плоскостях.(b) contact remote sensing; in this case, a Y-shaped transceiver fiber optic cable 2a-2b, consisting of a central transmitting fiber and 6-8 receiving fibers surrounding it, is docked to the source 1 and the spectrum analyzer 4 (polychromator). Alternatively, two cables can be used - transmitting and receiving, which is generally less convenient, but in some special applications it may be appropriate. In general cases, the cable (or cables) are brought end-to-end close to the container 7b with a controlled fluid. In this case, the object may be outside the line of sight from the device, since the cable allows bending in all planes.

Далее оптоэлектронный преобразователь 5 переводит зарегистрированный световой сигнал в электрический, пропорциональный интенсивности света, и передает данные в вычислительное устройство 6, в котором производится определение парциальных концентраций компонентов смеси.Next, the optoelectronic converter 5 converts the registered light signal into an electric signal proportional to the light intensity, and transmits data to a computing device 6, in which the partial concentrations of the mixture components are determined.

При этом следует иметь в виду, что в общем случае произвольного соотношения концентраций они определяются делением интенсивностей друг на друга и расчетом отношения концентраций по формуле:It should be borne in mind that in the general case of an arbitrary concentration ratio, they are determined by dividing the intensities into each other and calculating the concentration ratio by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- измеренное отношение интенсивностей полос КР 1-го и 2-го компонента смеси;Where
Figure 00000004
- the measured ratio of the intensities of the Raman bands of the 1st and 2nd component of the mixture;

β - коэффициент связи между этим соотношением и отношением концентраций С12;β is the coupling coefficient between this ratio and the concentration ratio C 1 / C 2 ;

σ21 - отношение сечений КР полос комбинационного рассеяния 1-го и 2-го компонентов;σ 2 / σ 1 - the ratio of the cross sections of Raman bands of Raman scattering of the 1st and 2nd components;

µ12 - отношение молекулярных масс первого и второго компонентов;µ 1 / µ 2 - the ratio of molecular weights of the first and second components;

α - аппаратурный фактор, зависящий от различия коэффициентов пропускания стенок сосуда, содержащего раствор на длинах волн КР компонентов.α is the hardware factor, depending on the difference in the transmittance of the walls of the vessel containing the solution at the wavelengths of the Raman components.

Возможными ошибками, связанными с дисперсией показателя пропускания в стенках сосуда в большинстве случаев, можно пренебречь, поскольку, как показывают проведенные экспериментальные исследования дисперсионных кривых типичных видов тары, выбором длины волны возбуждения всегда можно обеспечить попадание полос КР в область, в которой различиями показателей пропускания можно пренебречь.Possible errors associated with the dispersion of the transmittance in the vessel walls in most cases can be neglected, since, as shown by experimental studies of the dispersion curves of typical types of containers, the choice of the excitation wavelength can always ensure that Raman bands fall into the region in which differences in transmittance can be neglected.

Кроме того, при использовании заявленного способа для исследования спиртосодержащих растворов следует иметь в виду, что полосы КР воды и спиртов расположены близко, поэтому в большинстве случаев дисперсия показателя пропускания не сказывается. В отдельных случаях (в частности, при необходимости проведения исследования с очень высокой степенью точности) для сведения ошибки к минимуму можно снабдить вычислительное устройство 6, реализующее алгоритм восстановления парциальных концентраций компонентов раствора по интенсивностям полос КР, специальной базой данных, содержащей набор дисперсионных кривых показателя пропускания для типичных классов сосудов (такая информация может быть получена из справочной литературы).In addition, when using the inventive method for the study of alcohol-containing solutions, it should be borne in mind that the Raman bands of water and alcohols are close, therefore, in most cases, the dispersion of the transmittance does not affect. In some cases (in particular, if it is necessary to conduct a study with a very high degree of accuracy), to minimize errors, it is possible to equip computing device 6, which implements the algorithm for recovering partial concentrations of solution components from intensities of the Raman bands, with a special database containing a set of dispersion curves of transmittance for typical classes of vessels (such information can be obtained from the reference literature).

Значения параметров σ1 и σ2, µ1 и µ2 могут быть получены из справочной литературы (см., например, Романов Н.П., Шуклин B.C. Сечение комбинационного рассеяния жидкой воды. - Оптика и спектроскопия, 1975), что позволяет вычислить коэффициент связи β. В крайнем случае, если получить указанные данные из справочной литературы не представляется возможным, коэффициент связи β между измеряемым соотношением

Figure 00000005
определяемой величиной С12 может быть определен в калибровочном измерении для каждой пары компонентов.The values of the parameters σ 1 and σ 2 , μ 1 and μ 2 can be obtained from the reference literature (see, for example, Romanov NP, Shuklin BC Cross-section for Raman scattering of liquid water. - Optics and Spectroscopy, 1975), which makes it possible to calculate coupling coefficient β. In the extreme case, if it is not possible to obtain the indicated data from the reference literature, the coupling coefficient β between the measured ratio
Figure 00000005
determined by the value of C 1 / C 2 can be determined in the calibration measurement for each pair of components.

Таким образом, по отношению интенсивностей полос комбинационного рассеяния двух компонентов смеси и с учетом сказанного выше в отношении несущественности дисперсии показателя пропускания α по формуле (1) может быть восстановлено отношение концентраций для каждой пары компонентов. Для того чтобы далее получить значения парциальных концентраций для каждого из компонентов смеси (раствора), необходимо выбрать базовую (реперную) интенсивность полосы КР, по которой будут рассчитываться относительные интенсивности полос КР для каждого из остальных компонентов смеси и соответственно относительные концентрации прочих компонентов. В качестве такой реперной интенсивности может в различных частных случаях выбираться интенсивность полосы КР доминирующего компонента, в частности интенсивность полосы КР воды (при определении концентрации компонентов в водных растворах, в т.ч. спиртосодержащих), либо интенсивность полосы КР этанола (например, при исследовании качества материала для производства спиртных напитков) и т.п.Thus, according to the ratio of the intensities of the Raman scattering bands of the two components of the mixture and taking into account what was said above with respect to the insignificance of the dispersion of the transmittance α by the formula (1), the concentration ratio for each pair of components can be restored. In order to further obtain the values of partial concentrations for each of the components of the mixture (solution), it is necessary to select the base (reference) intensity of the Raman band, from which the relative intensities of the Raman bands for each of the other components of the mixture and, accordingly, the relative concentrations of other components will be calculated. The intensity of the Raman band of the dominant component, in particular, the intensity of the Raman band of water (when determining the concentration of components in aqueous solutions, including alcohol-containing ones), or the intensity of the Raman band of ethanol (for example, when studying quality of the material for the production of alcoholic beverages), etc.

После выбора реперной интенсивности и определения относительных концентраций каждого компонента (относительно концентрации j-го базового, реперного компонента) для вычисления парциальной концентрации рn каждого из компонентов в смеси (растворе) можно использовать выражениеAfter choosing the reference intensity and determining the relative concentrations of each component (relative to the concentration of the jth base, reference component), to calculate the partial concentration p n of each component in the mixture (solution), you can use the expression

Figure 00000006
Figure 00000006

где n=1…N, N - общее число компонентов смеси.where n = 1 ... N, N is the total number of components of the mixture.

Таким образом можно обеспечить определение количественного содержания компонентов смеси (раствора) с заданной степенью точности. При этом заявленный способ может успешно использоваться как для контроля неподвижных (отдельных) образцов (предпочтительно контактным способом), так и для последовательного контроля множества образцов, например, закупоренных в тару образцов, движущихся по конвейеру.Thus, it is possible to determine the quantitative content of the components of the mixture (solution) with a given degree of accuracy. Moreover, the claimed method can be successfully used both for monitoring stationary (separate) samples (preferably by contact method), and for sequential monitoring of many samples, for example, samples sealed in containers, moving along the conveyor.

В заключение следует еще раз отметить, что вышеуказанный пример осуществления изобретения приведен лишь для лучшего понимания его сущности и не может рассматриваться в качестве ограничивающего объем притязаний полностью определяемого исключительно прилагаемой формулой изобретения.In conclusion, it should be noted once again that the above embodiment of the invention is provided only for a better understanding of its essence and cannot be considered as limiting the scope of claims fully defined solely by the attached claims.

Claims (4)

1. Способ определения количественного содержания компонентов в смеси, в котором последовательно возбуждают исследуемую смесь лазерным излучением с последующим установлением количественного содержания по крайней мере одного компонента на основе интенсивности полосы его комбинационного рассеяния, отличающийся тем, что после возбуждения смеси лазерным излучением регистрируют спектр комбинационного рассеяния ее компонентов, а при установлении количественного содержания компонентов выбирают базовое значение Ij интенсивности полосы комбинационного рассеяния, соответствующей j-му компоненту смеси, где j=1…N, и N - общее число компонентов смеси, после чего определяют отношение интенсивностей полос комбинационного рассеяния каждого из исследуемых компонентов смеси к указанному базовому значению Ik/Ij, где k=1…N, k≠j, вычисляют отношение концентрации Сk каждого компонента к концентрации указанного базового j-го компонента Cj
Figure 00000007
,
где σkj - отношение сечений полос комбинационного рассеяния k-го и j-го компонентов; µkj - отношение молекулярных масс этих компонентов, после чего вычисляют парциальную концентрацию рn каждого компонента из выражения
Figure 00000008
, где n=1…N.
1. A method for determining the quantitative content of components in a mixture in which the test mixture is sequentially excited by laser radiation, followed by quantification of at least one component based on the intensity of its Raman scattering band, characterized in that, after excitation of the mixture by laser radiation, its Raman spectrum is recorded components, and when establishing the quantitative content of the components, the base value I j of the band intensity the Raman scattering corresponding to the j-th component of the mixture, where j = 1 ... N, and N is the total number of components of the mixture, after which the ratio of the intensities of the Raman scattering bands of each of the studied components of the mixture to the specified base value I k / I j , where k = 1 ... N, k ≠ j, calculate the ratio of the concentration C k of each component to the concentration of the specified base j-th component C j
Figure 00000007
,
where σ k / σ j is the ratio of the sections of the Raman bands of the kth and jth components; µ k / µ j is the ratio of the molecular weights of these components, after which the partial concentration p n of each component is calculated from the expression
Figure 00000008
where n = 1 ... N.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве базового значения интенсивности выбирают зарегистрированное значение интенсивности полос комбинационного рассеяния доминирующего компонента.2. The method according to claim 1, characterized in that the registered value of the intensity of the Raman bands of the dominant component is selected as the base intensity value. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при наличии в исследуемой смеси воды в качестве базового значения интенсивности выбирают интенсивность соответствующей ей полосы комбинационного рассеяния.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that if there is water in the test mixture, the intensity of the corresponding Raman band is selected as the base intensity value. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при наличии в исследуемой смеси этанола в качестве базового значения интенсивности выбирают интенсивность соответствующей ему полосы комбинационного рассеяния. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the presence of ethanol in the test mixture, the intensity of the corresponding Raman band is selected as the base intensity value.
RU2006124254/28A 2006-07-07 2006-07-07 Method for determination of quantitative content of components in mixture RU2352920C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124254/28A RU2352920C2 (en) 2006-07-07 2006-07-07 Method for determination of quantitative content of components in mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124254/28A RU2352920C2 (en) 2006-07-07 2006-07-07 Method for determination of quantitative content of components in mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124254A RU2006124254A (en) 2008-01-20
RU2352920C2 true RU2352920C2 (en) 2009-04-20

Family

ID=39108182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124254/28A RU2352920C2 (en) 2006-07-07 2006-07-07 Method for determination of quantitative content of components in mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352920C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114636686A (en) * 2022-04-13 2022-06-17 首都师范大学 SERS quantitative working curve method based on intensity ratio

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1744608A1 (en) * 1990-06-15 1992-06-30 Физический институт им.П.Н.Лебедева Method of analysis of optically active substances
RU2014588C1 (en) * 1991-06-10 1994-06-15 Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН Method of analyzing optically active substances
US5481113A (en) * 1993-08-05 1996-01-02 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Apparatus and method for measuring concentrations of components with light scattering
RU2207564C2 (en) * 2001-03-21 2003-06-27 Сергеев Владимир Иванович Procedure determining concentration of alcohol and facility for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1744608A1 (en) * 1990-06-15 1992-06-30 Физический институт им.П.Н.Лебедева Method of analysis of optically active substances
RU2014588C1 (en) * 1991-06-10 1994-06-15 Физический институт им.П.Н.Лебедева РАН Method of analyzing optically active substances
US5481113A (en) * 1993-08-05 1996-01-02 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Apparatus and method for measuring concentrations of components with light scattering
RU2207564C2 (en) * 2001-03-21 2003-06-27 Сергеев Владимир Иванович Procedure determining concentration of alcohol and facility for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114636686A (en) * 2022-04-13 2022-06-17 首都师范大学 SERS quantitative working curve method based on intensity ratio

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124254A (en) 2008-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7755763B2 (en) Attenuated total reflection sensor
US7990538B2 (en) Signal processing for optical computing system
US8213012B2 (en) Stability for optical computing system
US9182282B2 (en) Multi-analyte optical computing system
US8106361B2 (en) Method and device for determining an alcohol content of liquids
JP2517858B2 (en) Nondestructive measurement method of fruit sugar content by near infrared transmission spectrum
US8004670B2 (en) Apparatus and method for spectrophotometric analysis
WO2001075421A1 (en) Method and apparatus for detecting mastitis by using visible light and/or near infrared light
Gupta et al. Absorption spectroscopy in microfluidic flow cells using a metal clad leaky waveguide device with a porous gel waveguide layer
Johnston et al. Performance comparison between high and low resolution spectrophotometers used in a white light surface plasmon resonance sensor
US12411043B2 (en) No-ref-signal slope spectroscopic measurement
US20180266939A1 (en) Method and device for determining a substance concentration or a substance in a liquid medium
US8947668B2 (en) Method for determining the path length of a sample and validating the measurement obtained
RU2352920C2 (en) Method for determination of quantitative content of components in mixture
Hammond The use of spectrophotometry in the pharmaceutical industry
Zhang et al. Reducing the spectral nonlinearity error caused by varying integration time
US9976950B2 (en) Optical detector module, measurement system and method of detecting presence of a substance in a test material
Höhl et al. Efficient procedure for the measurement of preresonant excitation profiles in UV Raman spectroscopy
Pal et al. Optical Fiber Device for Non-Destructive Detection of Water Concentration in Ethanol
Munzke et al. Oxygen sensing using hollow-core fiber based phase-shift cavity ring-down spectroscopy
Preegarn et al. Development of a Fluorescence Lifetime Spectroscopy System with Multicolor-Excitation
WO2024201072A3 (en) Apparatus for compact optical gas absorption measurements
Bullen et al. Stimulated Raman with Broadband LED Stokes Source for Analysis of Glucose
Wojtas et al. NO 2 monitoring setup applying cavity enhanced absorption spectroscopy
RU2315285C2 (en) Mode of definition of concentration of spirit and an arrangement for its execution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100708