[发明专利]一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置及测量方法

权利要求书

1.一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于，包括：

用于通入待测元素的光室，光室的一端或两端设有与光室长度方向呈直角的通气管，光室上下两侧分别设置磁铁的N、S极，光室穿越磁铁N-S极之间；

汞灯光源，其位于光室的头部，用于向光室发出激发光；

荧光检测器，其位于汞汞灯光源同一平面，与光室长度方向呈直角方位设置，且在荧光检测器的入射窗口前设置偏振光镜。

2.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：所述光室形状为长方体，或为圆柱体，或为半圆柱体。

3.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：所述汞灯光源与光室之间设置与光室截面平行的聚光镜，汞灯光源出射激发光穿越聚光镜的圆心，正对光室截面。

4.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：还包括253.7nm滤光镜，所述滤光镜可设置在汞灯光源前，或设置在偏振光镜的前后。

5.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：还包括只允许253.7nm的单色器，其可设置在汞灯光源前，或设置在荧光检测器的入射口处。

6.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：所述荧光检测器为电荷耦合检测器CCD，或为光电倍增管检测器PMT。

7.根据权利要求1所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的装置，其特征在于：所述磁铁为电磁铁，或为永磁铁，其磁场强度为0.5T-10T。

8.一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的方法，其特征在于：使用权利要求1-7任一项所述装置的进行测量，具体步骤如下：

1)在光室中通入待测汞元素及其干扰组分，待测汞元素及其干扰组分受汞灯光源激发出混合荧光，其中包括汞元素及其干扰组分的荧光光强组分，混合荧光在施加磁场下，又会分裂出π组分与σ组分，分别对应待测汞元素及其干扰组分各自发出π组分与σ组分荧光；

2)旋转偏振光镜90度可分别得到测汞元素及其干扰组分混合荧光的混合π组分与混合σ组分的荧光光强，该荧光光强组分被CCD或PMT捕获测量；

3)获得的排除干扰组分影响的汞元素真实值的计算方法如下：

其中，是在纯汞平行于磁场方向产生的荧光强度，a是干扰物质A在垂直于磁场方向与平行于磁场方向的塞曼能比，为汞和干扰物在垂直于磁场方向产生的荧光强度，I^π为在平行于磁场方向产生的荧光强度，是光室不通入任意待测物质时的荧光光强分量，可以试验直接测得，测定方法是光室中不通入任何物质时荧光π组分与σ组分的光强；

4)在获得后后，对照在通入纯汞元素，没有任何干扰物质时建立的汞元素荧光π组分的光强及其浓度的标定曲线，即可获得待测汞元素及其干扰物混合气氛中汞元素的浓度。

9.根据权利要求8所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的方法，其特征在于：步骤2)中偏振光镜寻找垂直或平行于磁场方向的方法是：替换光室为汞灯，在偏振光镜后部、靠近人眼观测点处设置546nm±30nm或585nm±30nm可见光波段设置单色镜，肉眼可直接观测汞光谱线，旋转偏振光镜、选择只可观测到一条谱线的偏振光镜位置，再旋转偏振光镜90度，可观测到两条可观测谱线，前者为偏振光镜的π方位、后者为偏振光镜的σ方位。

10.根据权利要求8所述的一种利用塞曼荧光消除汞元素测量干扰的方法，其特征在于：所述步骤3)中的a值可以试验直接测得，测定方法是以纯干扰物质通入光室，测量纯干扰物质A荧光的π组分与σ组分的光强，依公式