Устройство для спектрального анализа Советский патент 1987 года по МПК G01J3/10 G01N21/67 

Изобретение предназначено для исользования в спектральном анализе относится к электрическим дуговым азрядам, используемым для испарения ещества и возбуждения спектров при миссионном спектральном анализе.

Цель изобретения - повышение точ-, ости и чувствительности определения исследуемых элементов за счет боее полного испарения частиц порошкового материала и снижение нижней границы определения содержаний маполе- тучих элементов.

На фиг. 1 представлена схема расположения электродов; на фиг, 2 - функциональная схема устройства.

В предлагаемом устройстве многоэлектродный разряд образуется за счет объединения в общем пространстве плазм трех отдельнь1х одновременно г6рячих двухполюсных дуговых разрядов, электроды которых располагаются в различных вертикальных плоскостях,

пересекающихся в одниз и тех же точ- I

ках,являющихся осью разряда, а концы электродов располагаются в двух горизонтальных плоскостях - верхней и нижней. С целью создания условий объединения плазм двухполюсных разрядов они питаются от однофазной сети через разделительные трансформаторы, вторичные обмотки которых подсоединены к электродам так, чтобы в каждый полупериод напряжения питания все электроды, концы которых находятся в верхней или нижней плоскости, имели бы одну и ту же полярность (минус или плюс). Использование однофазного питания вместо трехфазного не только позволяет создать одновременное, синхронное горение всех дуг, входящих в многополюсный разряд, и их объединение, но и за счет пауз тока упростить введение исследуемого материала с малыми скоростями в центральную часть межэлектродного промежутка. Последнее способствует увеличению времени пребывания частиц и атомов в плазме - полному испарению частиц, повышению чувствительности и точности эмиссионного спектрального анализа. Для создания направленного движения плазмы вниз и возможности автоматизации процесса установки концов электродов в первоначальное положение (падение под собственным весом электродов на шаблон в момент вхождения его в межэле1 трод- ньй промежуток) электроды расположе

ны под углом к горизонтальной плоскости - верхние под углом 70-80, а нижние 45-55°.

Устройство (фиг. 1) содержит штатив с установленными напротив друг друга не менее чем тремя верхними

I- 3 и тремя 4-6 электродами, концы которых расположены в двух параллельных горизонтальных плоскостях, и приспособление 7 для подачи г орошкового материала 8 в межэлектродный промежуток. Напряжение к парам электродов 1 и55 2и6з Зи4 подведено от одной фазы через разделительные трансформаторы 9 - 11, в цепи вторичной обмотки которых последовательно с межэлектродньми промежутками подключены катзопки индуктивности, связанные индуктивно с генераторами 12 - 14 высоковольтных импульсов, которые обычно используются для поджига дуги в спектральном анализе (типа генератора Свитницкого). Конденсаторы С, С, Сд предохраняют разделительные трансформаторы 9,10,

I1от прохождения через них высоковольтных высокочастотных импульсов, Концы верхних электродов 1 - 3 расположены на одном уровне в одной гори

зонтальнои плоскости, а сами верхние

5

электроды ном к

0

5

0

5

1 - 3 установлены с

накло- под

горизонтальной плоскости углом 70-80 . Концы нижних электродов 4-6 расположены также на одном уровне в одной горизонтальной ПЛОСКОСТИу

параллельной указанной, а сами нижние электроды 4-6 установлены с наклоном к горизонтальной плоскости под углом 45-55°. Расстояние между, рядом расположенньми концами электро дов 1редпочтительно 3-5 мм, а расстояние между нг шними 1-3 и верхними 4-6 электродами равно 5-7 мм. Невыполнение этих условий затрудняет осуществление зажигания дугового разряда и направленного движения плазм вниз, увеличивающего длину горячей зоны плазмы. Оптимальные численные значения углов наклона электродов установлены экспериментально.

Для экономии электроэнергии и использования маломощных трансформаторов (3-5 кВт) нагрузка5 задающая ток разрядов (20-40 А), находится в первичной обмотке трансформаторов питаемых от однофазной сети. В качестве нагрузки рационально исполь-- зовать конденсаторы С емкостью 100-300-. мкФ.

Устройство работает следующим образом.

При подаче от однофазного источника .тока напряжения на трансформаторы генераторов 12 - 14 высоковольтных импульсов подается напряжение на электроды.Между парами электродов 1 и5, 2и6, Зи4 возникают искровые высокочастотные разряды, ионизирующие межэлектродный промежуток, что способствует возникновению дуговых разрядов между парами электродов 1 и5, 2иб5 Зи4, установленных в перекрестном направлении в разных вертикальных плоскостях , пересекающихся в центральной части межэлектродного промежутка. Плазмы этих разрядов за счет их единого пространственного расположения и одновременного возникновения объединяются в устойчивый цилиндрический дуговой плазменный факел между концами верхних и нижних электродов, т.е. образуется мощный единый дуговой шестиполюс- ный разряд с большим объемом плазмы в месте просыпки порошкового материала и большой высокотемпературной зоной в цен.тральной части межэлектродного промежутка. Кроме этого, объединение шести дуговых разрядов позволяет при неизменной общей мощности, вьщеляемой в плазме, уменьшить величину токов, протекающих между отдельными парами электродов, что способствует их более медленному сгоранию.

Формула изобретения

,

Устройство для спектрального анализа, включающее дуговой источник, возбуждения спектров, содержащий не менее трех верхних и трех нижних электродов, установленных напротив друг друга, концы ко.торых расположены в двух параллельных горизонтальных плоскостях, при этом электроды под- соеди;1ены к вторичным обмоткам разделительных трансформаторов, питаемых от одной фазы, и приспособление для подачи порошкового материала в межэлектродный промежуток, о т л и

чающееся тем, что, с целью

повышения точности определения исследуемых элементов за счет более полного испарения частиц порошкового материала, начало вторичных обмо- ток трансформаторов подсоединено к верхним электродам, а их концы к нижним, причем каждый верхний и нижний электроды подсоединены к вторичным обмоткам так, что образуют пары электродов, расположенные в вертикальной плоскости, при этом верхние и нижние электроды установлены относительно горизонтальной плоскости с наклоном соответственно 70-80 45-55°.

Редактор Н. Тупица

Составитель Б. Широков

Техред М.Ходанич Корректор А. Обручар

Заказ 5112/40Тиразк 775Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, ц. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг, 2

Изобретение относится к спектральному анализу. Цель -изобретения - повышение точности определения исследуемых элементов за счет более полного испарения частиц порошкового материала. Устройство содержит штатив с установленными напротив друг друга не менее чем тремя верхними и тремя нижними электродами, концы которых расположены в двух параллельных горизонтальных плоскостях. При этом электроды подсоединены к вто- ричным обмоткам разделительных трансформаторов. Питание разделительных трансформаторов осуществляется от одной фазы. Каждый верхний и нижний электроды соединены в перекрестном направлении, образуя пары электродов, расположенные в вертикальных плоскостях. Плоскости пересекаются в центральной части межэлектродного промежутка, при этом верхние и нижние электроды установлены относительно горизонтальной плоскости с наклоном соответственно 70-80 и 45-55°.2 ил. С/)