УСТРОЙСТВО ДЛЯ УФ-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГАЗООБРАЗНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2015 года по МПК G01N21/33 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройству для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений согласно родовому понятию п.1. В частности, изобретение относится к измерениям УФ-излучения с длинами волн в дальней УФ-области.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Спектрофотометрическое измерение абсорбции газа и пара хорошо известно в различных применениях. Примером является аналитическая химия, где ультрафиолетовые (УФ) спектрометры комбинируют с газовой хроматографией (ГХ) для определения газообразных соединений. Примеры оборудования для такого использования раскрыты в US 4668091 и US 6305213. Различные УФ-спектрометры или спектрографы, а также газовые хроматографы коммерчески доступны.

Ультрафиолетовое излучение имеет длину волны короче, чем у видимого света, но длиннее, чем у рентгеновских лучей, в диапазоне 10-400 нм, и его спектр можно разделить многими способами, например ближний УФ 400-300 нм, средний УФ 300-200 нм, дальний УФ 200-122 и вакуумный УФ 200-100 нм. Обычное стекло непрозрачно для более коротких длин волн. Окна, выполненные из кварцевого стекла, обычно используют при анализе длин волн короче приблизительно 350 нм. Очень сильное поглощение длин волн короче приблизительно 190 нм, т.е. излучения в области дальнего или вакуумного УФ, также обычно происходит в кварце. В этой области длин волны возможно использование окон и других оптических элементов, выполненных из фторидов щелочноземельных металлов, таких как MgF₂. Однако такие материалы неустойчивы к химическим веществам, как кварц, и существует множество применений, где эти материалы не подходят. Это, в частности, является проблемой при повышенных температурах.

УФ-длины волн в области дальнего или вакуумного УФ представляют большой интерес в химическом анализе, поскольку большинство химических соединений поглощают свет в этой области. Многие соединения, которые нельзя обнаружить при более длинных длинах волн, можно анализировать с использованием излучения в дальней УФ-области. Однако также воздух или точнее кислород (O₂) и водяной пар сильно поглощают свет в этой области (в диапазоне ниже приблизительно 190 нм), что означает, что аналитическое оборудование должно быть специально адаптировано для того, чтобы избежать воздействия воздуха. Для этой цели существуют, например, коммерчески доступные УФ-спектрографы, которые адаптированы для откачивания или для заполнения инертным газом, таким как азот (N₂) (который поглощает только УФ с очень короткими длинами волн).

Оборудование для анализа газов и/или паров с использованием УФ-спектроскопии типично содержит удлиненный нагретый канал (кювету), который вмещает пробный газ во время измерения, УФ-источник (например, дейтериевую лампу), расположенную на одном конце канала, и УФ-детектор (УФ-спектрограф), расположенный на противоположном конце канала. Газонепроницаемые и УФ-прозрачные окна, типично выполняемые из кварца, предоставлены на каждом конце канала. Канал может быть снабжен впускными и выпускными отверстиями для того, чтобы проводить пробный газ, например, из ГХ и газообразный носитель в и из канала непрерывным образом. УФ-свет, испускаемый УФ-источником, проходит через окно УФ-источника, через входное окно канала и внутрь и через канал, где происходит абсорбция части света в пробном газе. Остальное излучение проходит к выходному окну канала и входит в УФ-спектрограф через окно или щель. УФ-спектрограф измеряет интенсивность различных длин волн УФ-излучения, которое прошло через канал, и получаемые спектры поглощения используют для идентификации и количественного определения соединений, присутствующих в пробном газе.

Чтобы адаптировать такое оборудование для измерений излучения в дальней УФ-области, можно использовать УФ-прозрачный (например, вакуумный) УФ-детектор, а кварцевые окна можно заменить окнами, выполненными из фторида щелочноземельного металла. Однако такая адаптация хорошо работает только в ситуациях, где пробный газ не содержит соединения, которые могут разлагать чувствительный материал окон канала. Такому разложению окон канала сложно препятствовать во многих случаях, в частности при повышенных температурах, например, когда пробный газ подают из нагретой колонки газового хроматографа.

Соответственно, существует необходимость в улучшении в области техники оборудования для использования в УФ-спектроскопическом анализе газа, в частности, для анализов в дальней УФ-области.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений, которое проявляет улучшенные возможности осуществления анализа излучения в дальней УФ-области по сравнению со стандартными устройствами. Дополнительная цель состоит в том, чтобы предоставить менее дорогостоящую компоновку окна. Эту цель достигают посредством устройства, определяемого техническими признаками, которые содержатся в независимом пункте 1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные варианты осуществления, дополнительные разработки и варианты изобретения.

Изобретение относится к устройству для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений, причем указанное устройство содержит: измерительный канал, предназначенный для того, чтобы вмещать поток пробного газа, подлежащего анализу, оконный элемент, прозрачный для ультрафиолетового излучения, расположенный на первом конце измерительного канала, источник излучения, способный генерировать ультрафиолетовое излучение, расположенный для того, чтобы испускать излучение через оконный элемент и внутрь измерительного канала, и спектрографический элемент для измерения ультрафиолетового излучения, испускаемого посредством источника излучения, расположенного на втором, противоположном конце измерительного канала, при этом устройство расположено так, что ультрафиолетовое излучение, входящее в измерительный канал на первом конце, может распространяться через измерительный канал, взаимодействовать с размещенным газом и может подвергаться измерению посредством спектрографического элемента на втором конце измерительного канала.

Изобретение отличается тем, что спектрографический элемент снабжен отверстием, через которое ультрафиолетовое излучение проходит внутрь спектрографического элемента во время работы устройства, при этом второй конец измерительного канала открыт в направлении спектрографического элемента, так что внутренняя часть спектрографического элемента и измерительный канал соединяются через указанное отверстие, причем спектрографический элемент скомпонован для заполнения защитным газом, и устройство скомпоновано так, что защитному газу, подаваемому в спектрографический элемент, позволяют течь через указанное отверстие и внутрь измерительного канала.

Подавая защитный газ через спектрографический элемент через отверстие (типично щель) и, кроме того, внутрь открытого измерительного канала, защитный газ формирует «газовое окно», которое обходится без необходимости размещения нормального твердого выходного окна с этой стороны измерительного канала. Используя подходящий защитный газ, такой как N₂, формируемое газовое окно можно сделать прозрачным для УФ-излучения с достаточно короткой длиной волны без использования, например, MgF₂, который представляет собой не только чувствительный материал, но также является дорогостоящим.

Защитный газ, входящий в измерительный канал через отверстие в спектрографическом элементе, может работать как газообразный носитель для пробного газа в измерительном канале до того, как он будет выведен. Должным образом корректируя давление газа, пробный газ не будет течь в направлении отверстия спектрографического элемента или по меньшей мере не через него.

Защитный газ, подаваемый в спектрографический элемент, таким образом, имеет по меньшей мере две функции: удаление мешающих газов, таких как O₂ и H₂O, из спектрографического элемента (и по меньшей мере части измерительного канала), и формирование «окна», которое позволяет проходить ультрафиолетовому излучению, но которое предотвращает утечку пробного газа. В зависимости от конструкции, например, впускных и выпускных отверстий измерительного канала, защитный газ, подаваемый в спектрографический элемент, также может выполнять функцию газообразного носителя.

Таким образом, изобретение предоставляет окно, которое является экономически эффективным и хорошо функционирующим, и также решает проблему компоновки выходного окна для УФ, так что УФ-излучение также в дальней УФ-области может выходить из канала и входить в спектрографический элемент без риска разложения чувствительного материала окна.

Чтобы иметь возможность осуществлять правильный анализ пробного газа в дальней УФ-области также входное окно для УФ на первом конце измерительного канала должно быть должным образом скомпоновано с тем, чтобы УФ-излучение в дальней УФ-области могло входить в измерительный канал. Стандартно расположенное окно, выполненное из фторида щелочноземельного металла, можно использовать с этой целью при условии, что пробный газ не разлагает этот чувствительный материал.

Однако патентоспособную компоновку газового окна также можно использовать для анализа более длинных длин волн и можно использовать вместе со стандартным кварцевым окном или даже со стеклянным окном, скомпонованным в виде входного окна для УФ на стороне УФ-источника измерительного канала.

В одном из вариантов осуществления изобретения первый конец измерительного канала открыт в направлении оконного элемента, и в этом канале для направления защитный газ расположен в связи с оконным элементом так, что защитный газ, подаваемый через канал защитного газа, может обтекать и покрывать сторону оконного элемента, обращенную к измерительному каналу, и течь дополнительно внутрь измерительного канала.

Эта конструкция имеет полезный эффект, который делает возможным предотвращение вхождения пробного газа (и содержащихся в нем потенциально коррозионных соединений) в измерительном канале в контакт с оконным элементом посредством подачи защитного (инертного) газа через канал защитного газа. Поскольку защитный газ проходит оконный элемент и затем течет внутрь измерительного канала через его открытый конец, он останавливает пробный газ в канале и защищает оконный элемент. Это позволяет использовать входное окно канала, выполненное из фторида щелочноземельного металла, такого как MgF₂, который вероятно чувствителен к соединениям в пробном газе, но одновременно прозрачен для более коротких УФ-длин волн.

Азот (N₂) представляет собой подходящий защитный газ в том отношении, что он хорошо защищает окно и прозрачен для УФ-излучения при длинах волн выше приблизительно 150 нм. Поток N₂ или другого подходящего защитного газа можно использовать также для применения в качестве газообразного носителя и для удаления кислорода водяного пара из измерительного канала.

Таким образом, этот вариант осуществления решает проблему компоновки входного окна для УФ так, что УФ-излучение в дальней УФ-области может входить в измерительный канал без риска разложения чувствительного материала окна.

Вместе с патентоспособным газовым окном, размещенным на втором конце устройства, это допускает УФ-спектрометрический анализ УФ-излучения с длинами волн короче 190 нм приблизительно до 150 нм в зависимости от используемого защитного газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения полость расположена смежно с оконным элементом на стороне оконного элемента, обращенной к измерительному каналу, при этом полость соединена с открытым концом измерительного канала, где в полости предусмотрено впускное отверстие полости так, что когда защитный газ подают в указанное впускное отверстие полости, защитному газу позволяют заполнять полость и течь дополнительно внутрь измерительного канала.

В одном из вариантов осуществления изобретения измерительный канал снабжен по меньшей мере одним впускным отверстием для подачи пробного газа внутрь измерительного канала и по меньшей мере одним выпускным отверстием для вывода пробного газа и защитного газа из измерительного канала.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство содержит размещенные уплотнительные элементы, например, для предотвращения входа воздуха, который окружает устройство, в измерительный канал.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство содержит колонку для газовой хроматографии для соединения с впускным отверстием для пробного газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство содержит регулятор потока газа, скомпонованный для того, чтобы регулировать поток защитного газа, подаваемого в канал защитного газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения регулятор потока газа скомпонован для того, чтобы регулировать поток пробного газа.

В одном из вариантов осуществления изобретения регулятор потока газа скомпонован для того, чтобы регулировать поток защитного газа, подаваемого в спектрографический элемент.

В одном из вариантов осуществления изобретения измерительный канал имеет удлиненную форму, где оконный элемент и спектрографический элемент расположены на противоположных концах измерительного канала.

В одном из вариантов осуществления изобретения измерительный канал представляет собой трубку из диоксида кремния.

В одном из вариантов осуществления изобретения измерительный канал скомпонован в обшивке, адаптированной для нагревания.

В одном из вариантов осуществления изобретения источник излучения представляет собой дейтериевую лампу. Предпочтительно, оконный элемент формирует интегрированную часть дейтериевой лампы.

В одном из вариантов осуществления изобретения оконный элемент выполняют из фторида щелочноземельного металла. Предпочтительно, оконный элемент выполняют из MgF₂.

В одном из вариантов осуществления изобретения спектрографический элемент содержит отражатели и регистрирующий элемент, адаптированные для ультрафиолетового излучения с короткой длиной волны.

В одном из вариантов осуществления изобретения оконный элемент выполняют из кварца.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В описании изобретения, приведенном ниже, сделаны ссылки на следующие фигуры, на которых:

на фиг.1 показан в схематическом виде первый вариант осуществления изобретения и

на фиг.2 показан в схематическом виде второй вариант осуществления изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 показан первый вариант осуществления устройства 20 для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений. Устройство 20 содержит регулятор 1 потока газа, спектрографический элемент 3, соединительную трубку 4, измерительный канал 5, инжектор образцов 7, набивную колонку 8 для газовой хроматографии и УФ-источник 11 в форме дейтериевой лампы.

Спектрографический элемент 3 в этом примере представляет собой дифракционный спектрограф, содержащий исключительно отражающие оптические элементы 3b с длинным регистрирующим элементом, способным регистрировать УФ-свет с очень короткой длиной волны. Спектрографический элемент 3 снабжен впускным отверстием 2 для подачи защитного газа внутрь элемента 3 и отверстием 12 в форме щели для того, чтобы впускать УФ-излучение (штриховая линия 15), которое прошло через измерительный канал 5, чтобы войти в спектрографический элемент 3. Соединительная трубка 4 скомпонована герметичным (газонепроницаемым) образом около щели 12 и около второго открытого конца 5b измерительного канала 5, обращенного к спектрографическому элементу 3. Трубка 4 скомпонована в виде продолжения измерительного канала 5. Спектрографический элемент 3 является газонепроницаемым, что обозначает, что когда спектрографический элемент 3 заполняют защитным газом через впускное отверстие 2, газ будет вытекать через щель 12 через трубку 4 и, кроме того, внутрь измерительного канала 5 через его открытый конец 5b.

Дейтериевая лампа 11 расположена на противоположном конце измерительного канала 5 по отношению к спектрографическому элементу 3. Оконный элемент 16, который формирует интегрированную часть дейтериевой лампы 11, обращен к первому открытому концу 5a измерительного канала 5. Оконный элемент 16 выполнен из MgF₂ и скомпонован герметичным (газонепроницаемым) образом в соединении с первым концом 5a измерительного канала 5.

Инжектор образцов 7 скомпонован для того, чтобы впрыскивать пробный газ в колонку 8 для газовой хроматографии.

Измерительный канал 5 представляет собой трубку, выполненную из чистого диоксида кремния, и он скомпонован в корпусе 17, адаптированном для нагревания, например, для того, чтобы поддерживать контролируемую повышенную температуру измерительного канала 5 во время работы устройства 20. Впускное отверстие 9 для введения пробного газа внутрь измерительного канала 5 скомпоновано в измерительном канале 5 в положении, относительно близком ко второму концу 5b канала 5, обращенному к спектрографическому элементу 3. Выпускное отверстие 10 для вывода пробного газа и защитного газа из измерительного канала 5 расположено относительно близко к первому концу 5a канала 5, обращенному к УФ-источнику 11. Впускное отверстие 6 для защитного/инертного газа соединено с первым концом 5a канала 5, обращенным к УФ-источнику 11, с тем, чтобы газ, подаваемый в это впускное отверстие 6, входил в полость 18 между оконным элементом 16 и каналом 5 с тем, чтобы этот газ обтекал, покрывал и защищал сторону оконного элемента 16, обращенную к каналу 5, до того, как газ продолжит течь внутрь канала 5 через его открытый конец 5a.

Регулятор 1 потока газа скомпонован, например, для того, чтобы подавать газообразный носитель через колонку 8 и подавать защитный газ (который в этом случае представляет собой тот же газ, что и газообразный носитель: N₂) во впускное отверстие 2 спектрографического элемента 3 и во впускное отверстие 6 на оконном элементе 16.

Во время работы устройства 20 потоки газа корректируют так, что газ, подаваемый в спектрографический элемент 3 через впускное отверстие 2, заполняет спектрографический элемент 3 и течет дополнительно внутрь измерительного канала 5 через щель 12, трубку 4 и открытый конец 5b канала 5. Пробный газ, входящий в канал 5 через впускное отверстие 9, смешивается с потоком (азота) из спектрографического элемента 3 и течет через канал 5 в направлении УФ-источника 11.

Одновременно, защитный или инертный газ подают во впускное отверстие 6 на оконном элементе 16. Этот поток газа заполняет полость 18 и контактирует и покрывает оконный элемент 16 и течет дальше внутрь канала 5 в направлении спектрографического элемента 3. В положении выпускного отверстия 10 два противоположно направленных потока газа в канале 5 встречаются и смешиваются и вытекают из измерительного канала 5 через выпускное отверстие 10. Предпочтительно, защитному/инертному газу позволяют входить в открытее концы 5a, 5b канала 5 до того, как пробный газ вводят через впускное отверстие 9.

Измерение пробного газа можно осуществлять, пока он течет вдоль измерительного канала 5. Поскольку колонка 8 для газовой хроматографии, которая разделяет соединения, расположена выше по направлению потока относительно измерительного канала 5, вероятно, что только одно или по меньшей мере лишь небольшое число соединений пробного газа будет присутствовать в измерительном канале 5 одновременно. Результат измерения, осуществляемого посредством спектрографического элемента 3, типично представляет собой спектр, показывающий абсорбцию УФ-излучения в качестве функции как длины волны, так и времени.

Устройство 20 также содержит блок управления (не показано) для управления различными частями устройства 20, такими как регулятор 1 потока газа (для управления потоками газа), УФ-источник 11, спектрографический элемент 3, нагревание корпуса 17 и колонки 8 и инжектор образцов 7.

Пример 1

Собирали устройство в соответствии с изобретением, содержащее дейтериевую лампу с выходным окном, выполненным из MgF₂ (Hamamatsu, Japan), кювету/измерительный канал, выполненный из трубки из диоксида кремния (внутренний диаметр 1 мм, длина 200 мм), вставленный и вплавленный в нагретый Al брусок квадратного поперечного сечения, снабженный входным штуцером для газов и силиконовым уплотнением, как на лампе, так и на спектрографе (Photon Control, Canada) с решеткой 1200 штрихов/мм, оптимизированной для 300 нм, и оптический элемент CCD Toshiba TCD1304 CCD со снятой стеклянной крышкой из диоксида кремния (например, для того чтобы создать отверстие). Все компоненты монтировали на оптической скамье, выполненной из алюминиевого углового проката (100 мм × 100 мм × 10 мм). Поток инертного газа (азот, чистота 5.0), который входил в отверстие, выполненное в центральной части кюветы из петлевого инжектора, использовали для добавления соединений, спектры которых подлежали измерению, в поток инертного газа. Дополнительный инертный газ входил во впускное отверстие близко к окну лампы, а также к спектрографу, который должным образом был герметизирован, чтобы гарантировать, что газ может выходить только через щель, через которую входит свет из проточной кюветы. Потоками газа управляли таким образом, который гарантирует, что анализируемые соединения не контактируют или даже не подошли близко к окну лампы. Прибор использовали для измерения спектров ароматических углеводородов и кетонов.

Пример 2

Спектрометр, описанный в примере 1, соединяли с газовым хроматографом (Labio, Czech Republic) с хроматографической колонкой 2 мм в диаметре, 4 м в длину, заполненной сорбентом Supelcoport OV1 (Sigma Aldrich). Впрыскивали смеси органических соединений, растворенных в алифатическом растворителе, и измеряли и регистрировали спектры как функцию времени.

На фиг.2 показан второй вариант осуществления устройства 200 для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений. Основное отличие от варианта осуществления, описанного выше, состоит в том, что в этом случае защитный газ не подают в направлении оконного элемента 16, чтобы защитить его от пробного газа. Впускное отверстие 6 теперь формирует выпускное отверстие 26, а предыдущее выпускное отверстие 10 удалено. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, пробный газ и азот, подаваемые в спектрографический элемент 3, текут через измерительный канал 5, проходят оконный элемент 16 и покидают систему через выпускное отверстие 26. Оконный элемент 16 в этом случае выполняют из кварца, который обычно не поражается пробным газом.

Вариант осуществления, показанный на фиг.1, можно легко превратить в вариант осуществления на фиг.2 посредством затыкания выпускного отверстия 10, отсоединения впускного отверстия 6 от регулятора 1 потока газа (как для того, чтобы сформировать выпускное отверстие 26) и замены оконного элемента 16 (например, посредством замены дейтериевой лампы с той, что имеет интегрированное окно из MgF₂, на ту, что имеет интегрированное кварцевое окно). Модификацию обратно к варианту осуществления, показанному на фиг.1, конечно, также легко осуществить.

«Окно», сформированное на втором конце 5b измерительного канала 5 посредством газа, текущего из спектрографического элемента 3 внутрь измерительного канала 5, можно использовать также в применениях, где стандартное окно используют в качестве оконного элемента 16.

Изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше, но его можно модифицировать различными способами в пределах объема формулы изобретения.

Например, впускные и выпускные отверстия для подачи газа в и из измерительного канала 5 можно размещать различными путями. Как правило, полезно, если пробному газу позволяют течь вдоль большей части длины канала 5, чтобы позволить УФ-свету (штриховая линия 15) проходить через как можно большее количество пробного газа перед входом в спектрографический элемент 3. Обычно это увеличивает чувствительность анализа. Со ссылкой на фиг.1, пробный газ может входить в измерительный канал 5 в положении, близком к первому концу 5a канала, обращенному к УФ-источнику 11 (с выпускным отверстием, расположенным близко ко второму концу 5b канала 5, обращенному к спектрографическому элементу 3), или пробный газ можно подавать в среднюю часть измерительного канала 5 (предпочтительно с одним выпускным отверстием, расположенным на каждом конце канала 5 с тем, чтобы поток пробного газа мог делиться и течь в различных направлениях в направлении каждого конца канала 5). Конечно, потоки газа следует регулировать с тем, чтобы предотвратить вхождение пробного газа в контакт с оконным элементом 16 и вхождение в спектрографический элемент 3.

Кроме того, УФ-источник 11 не обязательно должен представлять собой дейтериевую лампу.

Изобретение относится к УФ-спектрометрическому анализу газообразных соединений. Устройство (20) содержит измерительный канал (5) для того, чтобы вмещать поток пробного газа, окно (16), прозрачное для ультрафиолетового излучения и расположенное на первом конце (5a) измерительного канала (5), источник (11) излучения, генерирующий ультрафиолетовое излучение, который скомпонован для того, чтобы испускать излучение через окно (16) внутрь измерительного канала (5), и спектрограф (3) для измерения ультрафиолетового излучения на втором, противоположном конце (5b) измерительного канала (5). Спектрограф (3) снабжен отверстием (12), причем второй конец (5b) измерительного канала (5) открыт в направлении спектрографа (3) так, что внутренняя часть спектрографа (3) и измерительный канал (5) соединяются через указанное отверстие (12). Спектрограф (3) заполняют защитным газом, который может течь через указанное отверстие (12) и внутрь измерительного канала (5). Изобретение обеспечивает упрощение компоновки выходного окна. 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство (20) для УФ-спектрометрического анализа газообразных соединений, причем указанное устройство (20) содержит:
- измерительный канал (5), предназначенный для того, чтобы вмещать поток пробного газа, подлежащего анализу,
- оконный элемент (16), прозрачный для ультрафиолетового излучения, который размещен на первом конце (5a) измерительного канала (5),
- источник (11) излучения, способный генерировать ультрафиолетовое излучение, который скомпонован для того, чтобы испускать излучение через оконный элемент (16) и внутрь измерительного канала (5),
- спектрографический элемент (3) для измерения ультрафиолетового излучения, испускаемого источником (11) излучения, размещенный на втором, противоположном конце (5b) измерительного канала (5),
при этом устройство (20) скомпоновано так, что ультрафиолетовое излучение, входящее в измерительный канал (5) на первом конце (5a), может распространяться через измерительный канал (5), взаимодействовать с размещенным газом и подвергаться измерению спектрографическим элементом (3) на втором конце (5b) измерительного канала (5),
отличающееся тем, что
спектрографический элемент (3) снабжен отверстием (12), через которое ультрафиолетовое излучение проходит внутрь спектрографического элемента (3) во время работы устройства (20), при этом второй конец (5b) измерительного канала (5) открыт в направлении спектрографического элемента (3) так, что внутренняя часть спектрографического элемента (3) и измерительный канал (5) соединяются через указанное отверстие (12), причем спектрографический элемент (3) скомпонован для заполнения защитным газом, и устройство (20) скомпоновано так, что защитный газ, подаваемый в спектрографический элемент (3), может течь через указанное отверстие (12) и вовнутрь измерительного канала (5).

2. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что первый конец (5a) измерительного канала (5) открыт в направлении оконного элемента (16), и тем, что канал (6, 18) для направления защитного газа расположен в соединении с оконным элементом (16) так, что защитный газ, подаваемый через канал (6, 18) защитного газа, может обтекать и покрывать сторону оконного элемента (16), обращенную к измерительному каналу (5), и течь дальше внутрь измерительного канала (5).

3. Устройство (20) по п.2, отличающееся тем, что полость (18) расположена смежно с оконным элементом (16) на стороне оконного элемента (16), обращенной к измерительному каналу (5), причем полость (18) соединена с открытым концом (5a) измерительного канала (5), и при этом полость (18) снабжена впускным отверстием (6) полости так, что когда защитный газ подают в указанное впускное отверстие (6) полости, защитный газ может заполнять полость (18) и течь дальше внутрь измерительного канала (5).

4. Устройство (20) по п.1 или 2, отличающееся тем, что измерительный канал (5) снабжен по меньшей мере одним впускным отверстием (9) для подачи пробного газа внутрь измерительного канала (5) и по меньшей мере одним выпускным отверстием (10) для вывода пробного газа и защитного газа из измерительного канала (5).

5. Устройство (20) по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит уплотнительные элементы, расположенные так, чтобы предотвращать попадание воздуха, который окружает устройство, в измерительный канал (5).

6. Устройство (20) по п.4, отличающееся тем, что оно содержит колонку (8) для газовой хроматографии для соединения с впускным отверстием (9) для пробного газа.

7. Устройство (20) по п.2 или 3, отличающееся тем, что оно содержит регулятор (1) потока газа, скомпонованный для того, чтобы регулировать поток защитного газа, подаваемого в канал (6, 18) защитного газа.

8. Устройство (20) по п.7, отличающееся тем, что регулятор (1) потока газа скомпонован для того, чтобы регулировать поток пробного газа.

9. Устройство (20) по п.7, отличающееся тем, что регулятор (1) потока газа скомпонован для того, чтобы регулировать поток защитного газа, подаваемого в спектрографический элемент (3).

10. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что измерительный канал (5) имеет удлиненную форму, при этом оконный элемент (16) и спектрографический элемент (3) расположены на противоположных концах (5a, 5b) измерительного канала (5).

11. Устройство (20) по п.10, отличающееся тем, что измерительный канал (5) представляет собой трубку из диоксида кремния.

12. Устройство (20) по одному из пп.1, 10 и 11, отличающееся тем, что измерительный канал (5) расположен в корпусе (17), адаптированном для нагревания.

13. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что источник (11) излучения представляет собой дейтериевую лампу.

14. Устройство (20) по п.13, отличающееся тем, что оконный элемент (16) формирует интегрированную часть дейтериевой лампы.

15. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что оконный элемент (16) выполнен из фторида щелочноземельного металла.

16. Устройство (20) по п.15, отличающееся тем, что оконный элемент (16) выполнен из MgF₂.

17. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что спектрографический элемент (3) содержит отражатели и регистрирующий элемент, адаптированный для ультрафиолетового излучения с короткой длиной волны.

18. Устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что оконный элемент (16) выполнен из кварца.