3.1. Напівкількісний аналіз

Для експресного аналізу складу зразків можна використовувати напівкількісний аналіз приблизного визначення вмісту елементів. Його проводять такими методами:

1. Метод стандартних серій, в якому при постійних умовах фіксують інтенсивності лінії визначуваного елемента в еталонах і досліджуваному зразку. Порівняння інтенсивності ліній зразка і еталонів дозволяє визначити інтервал концентрацій, в якому знаходиться вміст елемента в зразку.

2. Метод порівняння. Порівнюють інтенсивність деяких ліній визначуваного елемента з деякими близькими лініями елементу-стандарту. Залежно від співвідношення інтенсивностей за спеціальними таблицями визначають приблизний вміст елементу в зразку.

3. Метод зникаючих ліній. Цей метод грунтується на тому, що при зменшенні концентрації елемента в пробах, інтенсивність всіх ліній зменшується, але межі чутливості приймача світла (рецептора) вони досягають при різних концентраціях елемента. Тому наявність певних ліній дозволяє оцінити приблизний вміст елементу в зразку.

Ці методи використовуються переважно при візуальному порівнянні інтенсивностей останніх ліній в спектрах. Відносна похибка такого аналізу до 50% і застосовуються вони для аналізу мінеральної сировини на вміст домішок, при сортуванні сталей за вмістом легуючих елементів, сплавів (стопів).

3.2. Кількісний аналіз

Точний кількісний аналіз проводиться при фотографічному та фотоелектричному фіксуванні спектрів. При фотоелектричному фіксуванні спектрів залежно від стабільності умов збудження користуються або методом абсолютного калібрування, або методом гомологічних пар.

Фотографічна реєстрація спектрів має деякі особливості. На фотопластинках лінії спектра фіксуються у вигляді тонких темних смужок, почорніння яких (S) визначається за формулою:

,

де І₀ -інтенсивність світла, яке проходить через незасвітлену ділянку пластинки,

І - інтенсивність світла, яке проходить через зображення лінії.

Якщо при фотометруванні двох спектральних ліній отримано значення І₁ і І₂ при одному і тому ж значенні І₀ для незасвіченої ділянки фотопластинки, то різниця почорнінь для цих ліній складатиме:

;

Звідси видно, що:

• різниця почорнінь спектральних ліній не залежить від початкового значення І₀;

• різниця почорнінь визначається логарифмом відношення значень відліків для другої і першої лінії.

При дотриманні однакових параметрів збудження і експозиції для проб і еталонів лінійне рівняння кількісної емісійної спектроскопії спрощується і набуває вигляду:

,

де ΔS – різниця почорнінь ліній стандарту визначуваного елементу і домішок. Вона є лінійною функцією логарифму концентрації домішки.

При фотографічному фіксуванні спектру кількісний аналіз проводять трьома методами.

1. Метод трьох еталонів. Спектри трьох еталонів і декількох зразків фотографують на одну фотопластинку, обробляють її, фотометрують гомологічні лінії еталонів і зразків, за трьома точками даних для еталонів будують калібрувальну пряму. За даними S_x і графіком знаходять lgC_x і C_x. Метод точний (1-2 % відн.) але трудомісткий, тому що вимагає фіксування спектрів трьох еталонів і побудови калібрувального графіка для кожної фотопластинки.

2. Метод твердого (постійного) графіка. З кожної партії фотопластинок вибирають 1-2% від загальної кількості і на них фіксують тільки спектри всіх еталонів. Обробляють пластинки приблизно в однакових умовах, фотометрують гомологічні лінії і будують калібрувальний графік з врахуванням даних всіх зафіксованих спектрів. На інші пластинки цієї ж партії фотографують тільки спектри зразків, обробляють їх приблизно в тих самих умовах, як і пластинки з еталонами і, користуючись побудованим графіком, розраховують концентрацію елементу в зразках. Метод вимагає менших витрат часу і матеріалів, але менш точний (5-10% відн.) через неповну відтворюваність умов обробки фотопластинок.

3. Метод одного еталона. Це компромісний метод, який грунтується на тому, що при однаковій інтенсивності гомологічних ліній спектру відносне почорніння ліній S дорівнює нулю незалежно від властивостей і умов обробки фотопластинки. Тому спочатку за допомогою еталонів будують калібрувальний графік і знаходять на ньому концентрацію елемента, яка відповідає S=0. При аналізі досліджуваних зразків фотографують на пластинку спектр тільки одного еталону і спектри кількох досліджуваних зразків. Пряму лінію калібрувального графіка проводять між точками з координатами, які виміряні за спектром одного еталону і заздалегідь визначеною концентрацією при S = 0.

Метод має близьку до першого метода точність, але вимагає меншого часу і матеріальних витрат.