Устройство атомизации аэрозолей для спектрального анализа Советский патент 1983 года по МПК G01J3/42 

Изобретение относится к устройс йам для создания атомных паров и м жет найти применение в спектрально приборостроении, а также при проведении атомно-абсорбционного или атомно-флуоресцентного анализа с1эр золей труднолетучих элементов, содержащихся в воздухе или газовой среде для контроля технологических процессов или чистоты воздушной ср ды в различных отраслях промьпиленйости. Известно устройство, которое пр 1еняют для атомизации жидких и тве дых проб путем затягивания газовог Пламени и введения опрезделяемых элементов в трубку и таким образом позволяющие создавать протяженные аналитические зоны при атомно-аброрбционных или атомно-флуоресцент ных измерениях . Недостатком данного устройства является невозможность атомизации труднолетучих химических элементов вследствие низкой температуры и ее градиента вдоль аналитической зоны что приводит к эффекту памяти труб ки, снижению чувствительности и воспроизводимости атомяо-абсорбцион ных и атомно-флуоресцентных измерений. Наибохше близким к предлагаемому является устройство атомизации аэрозолей для спектрального анализа содержащее трубку из тугоплавкого электрического материала, систему атомиэации пробы. Устройство представляет собой Т-образную кварцевую трубку.(адаптер), в ответвлении средней части помещены графитовые стержни, с которых происходит испа рение пробы, стержнинагревают высокочастотным полем. Горизонталь ная часть адаптера тоже нагреваетс до 800-1000° С 2. Основным недостатком прототипа является низкая эффективность атомизации труднолетучих элементов, так как свободные атог-ты, попадая и зоны высокочастотного нагрева в горизонтальную часть трубки с боле низкой температурой, образуют окисл что приводит к снижению чувствител ности атомно-абсорбционных определений труднолетучих элементов. Кром того, неравномерность заполнения атомных паров при отсосе воздуха в горизонтальной части адаптера СЕ1ижает воспроизводимость атомноабсорбционных измерений. Цель изобретения - повышение чувствительности и улучшение воспроизводимости анализа труднолетучих элеме ;тов. Указанная цель достигается тем, что в устройстве атомизации аэрозолей для спектрального анали эа, содержащем трубку из тугоплавкого диэлектрического материала в виде электродов, установленных по всей длине трубки и подключенных к обкладкам накопительных конденсаторов, одни из которых соединены с одним полюсом источника высокого напряжения непосредственно, другие соединены с другим полюсом этого источника через блокирующие диоды И переменный резистор, при этом величина емкости конденсатора, подключенного к одной из пар электродов, на 10-30% меньше емкости любого другого накопительного конденсатора, На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство состоит из кварцевой трубки 1 с патрубком 2, парных электродов 3, расположенных по винтовой линии, чтобы атомизировать аэрозоли по всему сечению трубки. С одной стороны электроды по всей длине трубки подключены к обкладкам конденсаторов 4 и высоковольтному источнику 5 питания непосредственно, а с другой - через блокирующие диоды б и переменный резистор 7 также к источнику 5 питания. Устройство работает следующим образом. При включении аспиратора (не показан), соединенного с патрубком 2, затягивают с малой скоростью (0,51,0 л/мин) анализируемый газ (воздух) через концы горизонтально расположенной трубки 1 и одновременно для зарядки конденсаторов 4 включают ВЕлсоковольный источник 5 питания. Первым достигает напряжения пробоя конденсатор меньшей емкости, подключенный, например, к средней центральной паре электродов. Пробой межэлектродного промежутка сопровождается интенсивным излучением, выделением тепла в микрообъеме, ионизацией газа и атомизацией аэрозолей в протекающем газа. Распространяющаяся зона ионизации ускоряет наступление пробоев других разрядных промежутков от центра к концам трубки, что при- водит к быстрому созданию свободных атомов повсему объему трубки. Окончание цикада разрядов совпадает с просвечиванием аналитической зоны и затем импульсного отсоса продуктов атомизации аэрозолей из трубки. Для обеспечения самостоятельного разряда (дуги) между электродами при нормальном давлении воздуха длительность импульса (если выбрать ток разряда порядка 2-3 А, достаточный для атомизации аэрозолей, и сопротивление l-io Ом при напряжении 20 кВ) составит величину с, при этом емкость первого накопительного конденсатора равна 10 Ф. Процесс формировання разрядов на электродах, накопление энергии на конденсаторах

от высоковольного источника, импульсный отсос продуктов атомизации вещества из объема атомизирующего устройства, регистрация уровня аналитического сигнала Абсорбции взаимосвязаны. Это дает возможность в течение короткого времени получатв непрерывную информацию о химическом составе аэрозолей, содержащихся в газовой среде, например в воздухе.

Благодаря высокой температуре плазмы электрических разрядов, созданию протяженной зоны атомизации

в предлагаемом устройстве обеспечивается повышение чувствительности атомно-абсорбционного определения труднолетучих элементов, содержащихся в виде аэрозолей в газовом потоке, что расширяет применение метода спектрального анализа. Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известным являются исключение, явления памяти трубки и возможность прямого определения химического состава аэрозолей при контроле загрязнений в окружающей среде.

УСТРОЙСТВО АТОМИЗАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА, СОдержасГее трубку из тугоплавкого диэлектрического материала, систему атомизации пробы, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и улучшения воспроизводимости анализа труднолетучих элементов, система атомизации пробы выполнена в виде электродов, установленных по всей длине трубки и -подключенных к обкладкам накопительных конденсаторов, одни из которых соединены с одним полюсом источника высокого напряжения непосредственно, другие соединены с другим полюсом этого источника через блокирующие диоды и переменный резистор, цри этом величина емкости конденсатора, подключенного к одной из { пар электродов, на 10-30% меньше (Л емкости любого другого накопительного конденсатора. -ьЧ i-FT 00 ЭО f Съ Cs с Г Vy V Vs