Le traitement des signaux d'émissions variables dans le temps est en spectroscopie d'émission optique une application qui n'appartient pas encore aux méthodes de mesures habituellement employées. La prise de mesure d'un tel signal d'émission transitoire est toutefois rencontrée lors de nombreuses applications. En chromatographie chaque séparation entraîne un enregistrement irrégulier dans l'unité du détecteur, par exemple : une unité spectrométrique correspondant à l'excitation du plasma. Le détecteur atomique d'émission de Hewlett Packard (AED) est un exemple pour un détecteur d'usage.
Un système pour une application spécifique avait été recherché dans le secteur de l'environnement. La détection quantitative des émissions spectrales des halogènes s'effectuait de façon transitoire.
Un logiciel d'acquisition et d'exploitation des données a été développé dans ce but pour le PC 2000 à l'aide d'un Driver LABVIEW. Il remplit les fonctions souhaitées.
Deux spectromètres ont été utilisé pour cette application (PC 2000 Master + Slave). Le domaine spectral du spectromètre « Master » s'étend de 720nm à 960 nm et celui du spectromètre « Slave » de 450nm à 720 nm. Chaque spectromètre est muni d'un réseau avec 1200 lignes/mm. Une fente de 5 µm permet d'atteindre une résolution optique < 0,4 nm.
Le montage de la chambre du plasma à micro-ondes et du block d'injection est représenté dans l'illustration au dessous :
Illustration n° 1 : photo du montage pour l'acquisition des signaux transitoires des halogènes
Dans un premier temps une recherche sur les lignes d'émissions correspondants aux différents éléments fut établit: le fluor (685,603 nm), le chlore (837, 594 nm), le brome (889,762 nm) et l'iode (804,093 nm) ainsi que sur leur distinction à partir du spectre entier. L'intensité des émissions devraient être suffisante pour la détection de plus petites concentrations, ainsi que pour obtenir une linéarité sur un domaine spectral acceptable pour une détection avec un spectromètre muni d'un détecteur CCD. Seules des conclusions qualitatives ont pu être obtenues avec un Driver LABVIEW. Il a donc été développée un logiciel pour rendre possible l'acquisition et l'analyse quantitative (correction incluse) des signaux. Ceci devrait s'effectuer simultanément pour tous les halogènes.
Pour que toutes les conditions précédemment citées soient remplies, il est très important d'optimiser le temps d'intégration du détecteur CCD. Comme on peut le voir dans l'illustration 2, des émissions à intensités élevées mènent à l'effet Blooming si le temps d'intégration est trop long (ce qui est le cas pour ces longueurs d'ondes : de 765 à 775 nm ainsi que de 785 et 792 nm).
Illustration n° 2 : spectre d'émission d'un plasma inductif et micro-ondes de 720 à 850 nm
Avec des temps d'intégration beaucoup plus courts les émissions de faible intensité ne sont plus enregistrés de façon suffisante. Le temps d'intégration a été optimisé pour tous les halogènes et cela facilite leur acquisition linéaire, sans Blooming, sur un domaine de concentration de 3 décades.
Dans un deuxième temps, il fut établit la correction du signal de bruit de fond ainsi que l'analyse de l'émission variable, ceci est illustrée dans le graphique ci-dessous :
Illustration n° 3 : graphe d'une émission de chlore transitoire analysée
Dans un troisième temps, le déroulement des mesures a été transféré à une routine d'intégration développée uniquement pour ce type de mesures, ce qui permet la quantification du signal de mesure.
Dans les étapes suivantes du développement, le logiciel de détection a pu être amélioré avec le spectromètre Sentronic PC 2000 pour permettre la mesure jusqu'à 8 lignes d'émission variables. Chacune de ces lignes peut être optimisées pour une détection transitoire simultanée. Un système capable de détecter plusieurs éléments est donc disponible en spectrométrie atomique lors de l'introduction discontinue d'un échantillon.
"Spectroscopie atomique appliquée" - Institut für Chemo- und Bisosensorik Münster (Allemagne) - Andre Klostermeier
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